一种圆柱形金属单棒表面视觉检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及视觉表面缺陷检测技术领域，具体涉及一种圆柱形金属单棒表面视觉检测装置。


背景技术：

2.在核工业中，需要对金属单棒的表面外观进行检测，通常是主要检测所需金属单棒表面是否有瑕疵、赃物、划痕、裂缝、灰尘等表面外观检测问题，针对较小金属单棒的表面缺陷检测通常采用人工目检的方式进行，人工检测会选一检测通过的标样产品作为参考物，受限于人为主观因素和人眼分辨能力的影响，检测结果偏差较大，导致部分缺陷金属单棒混入合格的金属单棒堆，造成工业事故；也会导致合格的金属单棒归入缺陷金属单棒堆，变相增加了金属单棒生产成本。
3.现有对圆柱形金属单棒表面视觉检测装置存在以下缺陷：1.对圆柱形金属单棒的表面视觉检测必须经过同时经过柱面检测和端面检测后，才判断圆柱形金属单棒的合格作出判断进行踢料，而这样的检测方式存在多余的步骤，若柱面或端面任一检测不合格后就无需进行下一步骤；2.圆柱形金属单棒进入视觉检测的上料方式存在上料位置不精准、送料动作复杂的缺陷，会导致圆柱形金属单棒的检测效率降低、检测结果不精准；3.柱面检测和端面检测机构对圆柱形金属单棒的检测精度较低。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：
5.一种圆柱形金属单棒表面视觉检测装置，包括机架、上料机构、移载机构、端面缺陷视觉检测机构和柱面缺陷视觉检测机构，所述上料机构、所述端面缺陷视觉检测机构和所述柱面缺陷视觉检测机构依次设置，所述移载机构包括行程支架和活动连接在所述行程支架上的水平移板、活动连接在所述水平移板上的垂直移板和连接在所述垂直移板上的移载夹爪吸盘，所述行程支架分别与所述上料机构、所述端面缺陷视觉检测机构和所述柱面缺陷视觉检测机构并行设置。
6.本实用新型进一步设置为所述上料机构包括上料点，所述端面缺陷视觉检测机构包括端面检测点，所述柱面缺陷视觉检测机构包括柱面检测点，所述移载夹爪吸盘依次经过所述上料点、所述端面检测点和所述柱面检测点。
7.本实用新型进一步设置为所述行程支架上设置有第一动力源，所述第一动力源驱动所述水平移板的水平移动，所述水平移板上设置有第二动力源和导杆，所述第二动力源驱动所述垂直移板在所述导杆上的垂直移动。
8.本实用新型进一步设置为所述垂直移板上设置有固定平台，所述移载夹爪吸盘固定在所述固定平台上。
9.本实用新型进一步设置为所述端面检测点的两侧均设置有所述端面缺陷视觉检测机构，所述端面缺陷视觉检测机构包括面阵相机和第一光源模组，所述面阵相机上设置
有微距高清镜头，所述面阵相机和所述第一光源模组均与所述端面检测点同轴线设置。
10.本实用新型进一步设置为所述第一光源模组包括向所述端面检测点发射的同轴光和漫射光。
11.本实用新型进一步设置为所述柱面缺陷视觉检测机构包括旋转夹持模组、高清相机和第二光源模组，所述旋转夹持模组包括对称设置且活动连接在所述机架上的夹持板、驱动所述夹持板移动的第三动力源和设置在其中一个所述夹持板上的旋转电机，所述夹持板上活动连接有夹紧杆，所述旋转电机与其中一个所述夹紧杆连接，所述柱面检测点位于所述夹紧杆之间，所述高清相机上设置有远心镜头，所述高清相机和所述第二光源模组均与所述柱面检测点相对设置。
12.本实用新型进一步设置为所述第二光源模组包括向所述柱面检测点发射的线性光。
13.本实用新型进一步设置为所述端面检测点的下方和所述柱面检测点的下方均设置有次品料盒，所述柱面缺陷视觉检测机构的一侧设置有良品料盒，所述良品料盒靠近所述柱面检测点设置。
14.本实用新型进一步设置为所述上料机构采用的是振动盘。
15.本实用新型提供的技术方案的工作方式为：上料机构的工作将待检测的圆柱形金属单棒移动至上料点，移载夹爪吸盘吸住待检测的圆柱形金属单棒，并在第一动力源和第二动力源的驱动下，移载夹爪吸盘将圆柱形金属单棒置于端面检测点，使圆柱形金属单棒的两侧端面正对两侧的端面缺陷视觉检测机构，面阵相机采集圆柱形金属单棒端面的图像并分析，根据图像处理结果，判断是否进行下一步的柱面缺陷检测，若圆柱形金属单棒端面为缺陷，移载夹爪吸盘直接释放圆柱形金属单棒，将圆柱形金属单棒丢入次品料盒，若圆柱形金属单棒端面为合格，第一动力源和第二动力源继续驱动，将圆柱形金属单棒置于柱面检测点，第三动力源驱动两侧夹持板相互靠近，使夹紧杆夹紧圆柱形金属单棒，并由旋转电机驱使夹紧杆从而带动圆柱形金属单棒旋转，高清相机扫描得到圆柱形金属单棒柱面的表面轮廓点云图像，通过对表面轮廓点云图像分析处理，判断圆柱形金属单棒柱面是否有缺陷，若圆柱形金属单棒柱面为缺陷，第三动力源驱动夹持板直接释放圆柱形金属单棒，将圆柱形金属单棒丢入次品料盒，若圆柱形金属单棒柱面为合格，移载夹爪吸盘再次吸取圆柱形金属单棒，并且第一动力源和第二动力源继续驱动，将合格的圆柱形金属单棒放入良品料盒。
16.本实用新型的技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：
17.1. 本技术方案圆柱形金属单棒表面视觉检测装置采用可水平移动、垂直移动的移载夹爪吸盘对待检测的圆柱形金属单棒移载，依次对待检测的圆柱形金属单棒进行端面缺陷视觉检测和柱面缺陷视觉检测，移载夹爪吸盘吸取式移载不会对圆柱形金属单棒造成损害，而且每个检测点均设置有次品下料盒，减少后续不必要的检测，能有效提高检测效率，而且先检测端面后检测柱面能进一步提高检测效率；
18.2. 上料机构采用行程支架与上料机构、端面缺陷视觉检测机构和柱面缺陷视觉检测机构并行设置的结构，使移载机构动作稳定可靠，能保证移载机构在检测过程中能将圆柱形金属单棒精准地送达至端面检测点和柱面检测点，从而提高端面缺陷视觉检测机构和柱面缺陷视觉检测机构对圆柱形金属单棒检测的精准度；
19.3. 端面缺陷视觉检测机构采用搭载微距高清镜头的面阵相机，配合第一光源模组发出的高亮同轴光和均匀漫射光，能采集到高清的圆柱形金属单棒端面图像；柱面缺陷视觉检测机构采用搭载远心镜头的高清相机，配合第二光源模组发出的高亮线性光，能采集到高清的圆柱形金属单棒柱面图像。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例主视图。
21.图2为本实用新型实施例俯视图。
22.图3为本实用新型实施例移栽机构和端面缺陷视觉检测机构立体图。
23.图4为本实用新型实施例柱面缺陷视觉检测机构立体图。
24.图5为本实用新型实施例旋转夹持模组立体图。
具体实施方式
25.为进一步了解本实用新型的内容，结合附图及实施例对本实用新型作详细描述。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
27.结合附图1至图5，本实用新型技术方案是一种圆柱形金属单棒表面视觉检测装置，包括机架1、上料机构2、移载机构3、端面缺陷视觉检测机构4和柱面缺陷视觉检测机构5，所述上料机构2、所述端面缺陷视觉检测机构4和所述柱面缺陷视觉检测机构5依次设置，所述移载机构3包括行程支架31和活动连接在所述行程支架31上的水平移板32、活动连接在所述水平移板32上的垂直移板33和连接在所述垂直移板33上的移载夹爪吸盘34，所述行程支架31分别与所述上料机构2、所述端面缺陷视觉检测机构4和所述柱面缺陷视觉检测机构5并行设置，所述上料机构2包括上料点21，所述端面缺陷视觉检测机构4包括端面检测点41，所述柱面缺陷视觉检测机构5包括柱面检测点51，所述移载夹爪吸盘34依次经过所述上料点21、所述端面检测点41和所述柱面检测点51，所述端面检测点41的下方和所述柱面检测点51的下方均设置有次品料盒6，所述柱面缺陷视觉检测机构5的一侧设置有良品料盒6，所述良品料盒6靠近所述柱面检测点51设置。采用可水平移动、垂直移动的移载夹爪吸盘对待检测的圆柱形金属单棒移载，依次对待检测的圆柱形金属单棒进行端面缺陷视觉检测和柱面缺陷视觉检测，移载夹爪吸盘吸取式移载不会对圆柱形金属单棒造成损害，而且每个检测点均设置有次品下料盒，减少后续不必要的检测，能有效提高检测效率，而且先检测端面后检测柱面能进一步提高检测效率。
28.在本实施例中，所述行程支架31上设置有第一动力源35，所述第一动力源35驱动所述水平移板32的水平移动，所述水平移板32上设置有第二动力源36和导杆37，所述第二动力源36驱动所述垂直移板33在所述导杆37上的垂直移动，所述垂直移板33上设置有固定平台，所述移载夹爪吸盘34固定在所述固定平台上。上料机构采用行程支架与上料机构、端面缺陷视觉检测机构和柱面缺陷视觉检测机构并行设置的结构，使移载机构动作稳定可
靠，能保证移载机构在检测过程中能将圆柱形金属单棒精准地送达至端面检测点和柱面检测点。
29.在本实施例中，所述端面检测点41的两侧均设置有所述端面缺陷视觉检测机构4，所述端面缺陷视觉检测机构4包括面阵相机42和第一光源模组43，所述面阵相机42上设置有微距高清镜头44，所述面阵相机42和所述第一光源模组43均与所述端面检测点41同轴线设置，所述第一光源模组43包括向所述端面检测点41发射的同轴光和漫射光。
30.在本实施例中，所述柱面缺陷视觉检测机构5包括旋转夹持模组52、高清相机53和第二光源模组54，所述旋转夹持模组52包括对称设置且通过导轨活动连接在所述机架1上的夹持板521、驱动所述夹持板521移动的第三动力源522和设置在其中一个所述夹持板521上的旋转电机523，所述夹持板521上活动连接有夹紧杆524，所述旋转电机523与其中一个所述夹紧杆524连接，所述柱面检测点51位于所述夹紧杆524之间，所述高清相机53上设置有远心镜头55，所述高清相机53和所述第二光源模组54均固定在定位板上并与所述柱面检测点51相对设置，所述第二光源模组54包括向所述柱面检测点51发射的线性光。
31.在本实施例中，所述夹紧杆524采用的是锥台形的结构。
32.在本实施例中，所述上料机构2采用的是振动盘。
33.在本实施例中，不论第一光源模组43发射的高亮同轴光和均匀漫射光，还是第二光源模组54发射的高亮线性光，第一光源模组43和第二光源模组54都是由光源控制器按特定时序触发点亮的，能有效减少第一光源模组43和第二光源模组54的照亮时间，节约能源。
34.在本实施例中，第一动力源35、第二动力源36和第三动力源522采用的是电机或者气缸，第一动力源35、第二动力源36、第三动力源522、旋转电机523、光源控制器、面阵相机42、高清相机53均与主控制器电连接完成自动控制，主控制器可以是plc或者单片机。
35.本实用新型技术方案的工作方式为：上料机构的工作将待检测的圆柱形金属单棒移动至上料点，移载夹爪吸盘吸住待检测的圆柱形金属单棒，并在第一动力源和第二动力源的驱动下，移载夹爪吸盘将圆柱形金属单棒置于端面检测点，使圆柱形金属单棒的两侧端面正对两侧的端面缺陷视觉检测机构，面阵相机采集圆柱形金属单棒端面的图像并分析，根据图像处理结果，判断是否进行下一步的柱面缺陷检测，若圆柱形金属单棒端面为缺陷，移载夹爪吸盘直接释放圆柱形金属单棒，将圆柱形金属单棒丢入次品料盒，若圆柱形金属单棒端面为合格，第一动力源和第二动力源继续驱动，将圆柱形金属单棒置于柱面检测点，第三动力源驱动两侧夹持板相互靠近，使夹紧杆夹紧圆柱形金属单棒，并由旋转电机驱使夹紧杆从而带动圆柱形金属单棒旋转，高清相机扫描得到圆柱形金属单棒柱面的表面轮廓点云图像，通过对表面轮廓点云图像分析处理，判断圆柱形金属单棒柱面是否有缺陷，若圆柱形金属单棒柱面为缺陷，第三动力源驱动夹持板直接释放圆柱形金属单棒，将圆柱形金属单棒丢入次品料盒，若圆柱形金属单棒柱面为合格，移载夹爪吸盘再次吸取圆柱形金属单棒，并且第一动力源和第二动力源继续驱动，将合格的圆柱形金属单棒放入良品料盒。
36.以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。