CN102914263B - 基于多相机图像拼接的工件自动检测设备 - Google Patents

Abstract

一种基于多相机图像拼接的工件自动检测设备，用于检测工件的尺寸是否合格以及其螺纹孔是否加工有螺纹，其包括第一至第四相机、第一和第二反光镜、第一和第二光源、传送带、第一和第二光电感应器、支撑架、遮光板、收料箱、导轨、气缸、电机、存储器和处理器；第一相机和第二相机用于分别拍摄工件的两基准孔，第三相机用于拍摄工件的待检测孔，第四相机用于拍摄工件的螺纹孔，处理器将第一至第三相机所拍摄的数据处理后与预设的尺寸规格标准进行对比，并将第四相机所拍摄的数据与预设的螺孔标准数据进行对比，以根据对比结果控制驱动装置相应地移动收料箱的第一箱体、第二箱体或第三箱体至传送带前。上述发明检测精准，且效率高。

Description

基于多相机图像拼接的工件自动检测设备

技术领域

本发明涉及一种基于多相机图像拼接的工件自动检测设备。

背景技术

目前，在生产线中，工件的尺寸或螺纹孔的规格检测一般通过肉眼辨别或手动测量，随着元器件的精密度越来越高，对工件的检测精度的要求也越来越高，由于不同人进行检测所存在的误差不一样，从而使得工件的规格标准难以统一，从而难以保证工件的质量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在于提供一种基于多相机图像拼接的工件自动检测设备，其可自动检测工件的尺寸或螺纹孔规格是否符合标准。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于多相机图像拼接的工件自动检测设备，用于检测工件的尺寸是否合格，其包括第一相机、第二相机、第三相机、第一反光镜、第二反光镜、光源、传送带、电机、光电感应器、支撑架、遮光板、收料箱、驱动装置和处理器；其中该工件包括两基准孔和一待测试部件，该收料箱包括第一箱体和第二箱体；

传送带和遮光板均装设于支撑架上，第一相机、第二相机、第三相机、第一反光镜、第二反光镜和光源均装设于遮光板上，第一相机和第二相机距离传送带同样的高度，且第一相机和第二相机的镜头垂直传送带，第一反光镜和第二反光镜分别位于第一相机和第二相机的镜头前，且相对镜头倾斜一定角度以使得工件的两基准孔经反光镜反射的光线分别进入第一相机和第二相机的镜头，第三相机位于光源的上方，且第三相机的镜头平行传送带，该第三相机用于拍摄工件的待测试部件，光源位于第一相机和第二相机下方，光电感应器装设于支撑架上，以使得工件随着传送带移动到光源下方时侦测到工件，收料箱位于传送带移动方向的一端，处理器通过电机连接传送带；处理器根据第一相机和第二相机所拍摄的数据确定二维平面的坐标系，并根据第三相机所拍摄的数据确定待测试部件在坐标系中的XY偏移距离，再将XY偏移距离与预先存储于处理器的尺寸规格标准进行对比，以根据对比结果控制驱动装置相应地移动第一箱体或第二箱体至传送带前以使得工件落入对应的箱体内。

该驱动装置包括导轨和气缸，收料箱装设于导轨上，气缸于收料箱相连。

第一反光镜和第二反光镜均相对镜头倾斜45度。

传送带上沿长度方向间隔设有若干夹具，每一夹具固定一工件。

为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：

一种基于多相机图像拼接的工件自动检测设备，用于检测工件的尺寸是否合格以及其螺纹孔是否加工有螺纹，该基于多相机图像拼接的工件自动检测设备包括第一相机、第二相机、第三相机、第四相机、第一反光镜、第二反光镜、第一光源、第二光源、传送带、第一光电感应器、第二光电感应器、支撑架、遮光板、收料箱、驱动装置、电机、存储器和处理器；其中工件加工有螺纹孔、两基准孔和一待测试部件，该收料箱包括第一箱体、第二箱体和第三箱体；

传送带和遮光板均装设于支撑架上，第一相机、第二相机、第三相机、第一反光镜、第二反光镜、第一光源均装设于遮光板上，第一相机和第二相机距离传送带同样的高度，且第一相机和第二相机的镜头垂直传送带，第一反光镜和第二反光镜分别位于第一相机和第二相机的镜头前，且相对第一相机和第二相机的镜头倾斜一定角度以使得工件的两基准孔经反光镜反射的光线分别进入第一相机和第二相机的镜头，第三相机位于第一光源的上方，且第三相机的镜头平行于传送带，该第三相机用于拍摄工件的待测试部件，第一光源位于第一相机和第二相机的下方，第一光电感应器装设于支撑架上以使得工件随着传送带移动到第一光源下方时侦测到工件；第四相机和第二光源均装设于遮光板上，第二光源位于第四相机的正下方，第二光电感应器对应第四相机的位置装设于支撑架上，处理器控制电机驱动传送带，收料箱位于传送带移动方向的一端；处理器根据第一相机和第二相机所拍摄的数据确定二维平面的坐标系，并根据第三相机所拍摄的数据确定待测试部件在坐标系中的XY偏移距离，再将XY偏移距离与预先存储于处理器的尺寸规格标准进行对比，以及将第四相机所拍摄的数据与预设的螺纹孔标准数据进行对比，以根据对比结果控制驱动装置相应地移动第一箱体、第二箱体或第三箱体至传送带前以使得工件落入对应的箱体内。

该驱动装置包括导轨和气缸，收料箱装设于导轨上，气缸与收料箱相连。

第一反光镜和第二反光镜均相对镜头倾斜45度。

本发明的有益效果如下：

上述基于多相机图像拼接的工件自动检测设备可自动检测工件的尺寸是否合格或螺纹孔是否有螺纹，并根据检测结果自动将对应的工件放入对应的箱体内，可自动筛选，检测精准，且效率高，有效提高工件质量，以及减少人力，从而有效降低生产成本。同时采用两台相机拍摄基准孔，一台相机拍摄测试工件的测试部分，在工件尺寸变大而测量精度不变的情况下，相机分辨率可以无需增加。

附图说明

图1为本发明基于多相机图像拼接的工件自动检测设备的较佳实施方式的结构示意图。

图2为图1的基于多相机图像拼接的工件自动检测设备的俯视图的结构示意图。

图3为图1的基于多相机图像拼接的工件自动检测设备的相机、反光镜和光源的相对位置的示意图。

图4为图3的另一视角的示意图。

图5为图1的基于多相机图像拼接的工件自动检测设备的电气原理方框示意图。

图6为图1的基于多相机图像拼接的工件自动检测设备进行检测的工件的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

请参见图1至5，本发明涉及一种基于多相机图像拼接的工件自动检测设备，用于检测工件10的尺寸是否合格以及其螺纹孔是否加工有螺纹，其较佳实施方式包括相机21至24、反光镜92和93、光源41和42、传送带50、光电感应器12和15、支撑架60、遮光板30、收料箱70、导轨82、气缸81、电机85、存储器96和处理器17。

请参见图6，本实施例中，该工件10上开设两螺纹孔11、待测试孔12、基准孔18和19。其他实施例中，该待测试孔12可为工件10的其他部位。

传送带50上沿长度方向间隔设有若干夹具27，每一夹具27固定一工件10。传送带50和遮光板30均装设于支撑架60上，相机21至23、反光镜92和93、光源41均装设于遮光板30的左端部，相机21和23距离传送带50同样的高度，且相机21和23的镜头垂直传送带50，反光镜92和93分别位于相机21和23的镜头前，且相对相机21和23的镜头倾斜一定角度如45度。相机21位于相机光源41上方，且相机21的镜头平行传送带50，光源41位于相机21和23正下方。光电感应器12装设于支撑架60上，光电感应器12的位置以能够侦测到工件10移动到光源41正下方且相机21至23能够分别拍摄到工件10的待测试孔12、基准孔19和18为准。相机24和光源42均装设于遮光板30的右端部，光源42位于相机24的正下方。光电感应器15装设于支撑架上，光电感应器15的位置以能够侦测到工件10移动到光源42正下方且相机24能够拍摄到工件10的两螺纹孔11为准。

处理器17控制电机85驱动传送带50，导轨82位于传送带50的一端，收料箱70装设于导轨82上，气缸81设于收料箱70下方并与收料箱70相连。该收料箱70包括箱体71至73，其中箱体71用于接收尺寸不合格且螺纹孔没有螺纹的工件或尺寸不合格且螺纹孔有螺纹的工件，箱体72用于接收尺寸合格且螺纹孔没有螺纹的工件，箱体73用于接收尺寸合格且螺纹孔有螺纹的工件。其他实施例中，该导轨82和气缸81可替换为其他的驱动装置如传送带和电机组成的驱动装置。相机21至24、光电感应器12和15、气缸81、存储器96和电机85均电性连接处理器17。

下面对本发明的较佳实施方式的工作原理进行说明：

固定于夹具27上的工件10随着传送带50往靠近收料箱70的方向移动，直至光电感应器12侦测到工件10，该光电感应器12发送一感应信号至处理器17，以使得处理器17通过电机85控制传送带50停止运动，此时，工件10上的基准孔19和18刚好分别对准反光镜92和93，工件上的待测试孔12刚好对准相机21，相机22和23分别通过反光镜92和93拍摄工件10的基准孔19和18，相机21拍摄待测试孔12，并将所拍摄的相关数据发送至处理器17，处理器17根据相机22和23所拍摄的数据确定二维平面的坐标系，并根据相机21所拍摄的数据确定待测试孔12在坐标系上的XY偏移距离（XY偏移距离指待测试孔12在坐标系距离X轴和Y轴的距离），再将XY偏移距离与预先行存储于处理器17的尺寸规格标准进行对比，进而将对比后的尺寸结果存储于存储器96，并控制传送带50继续移动，直至光电传感器15侦测到工件10，处理器17控制传送带50停止运动，此时，工件10上的两螺纹孔11刚好处于相机24的正下方，相机24拍摄两螺纹孔11，并将所拍摄的数据传送进处理器17，处理器17将所接收的数据与预设的螺纹孔标准数据进行对比，以得出螺纹结果，再控制传送带50继续移动，并读取存储器96内的尺寸结果，以根据尺寸结果和螺纹结果控制气缸21驱动收料箱70移动相应的位移。若尺寸结果为不符合预设的尺寸规格标准，且螺纹结果为没有螺纹，则检测结果为该工件10为不良品，处理器17控制气缸81运动，以使得收料箱70沿着导轨82移动，直至箱体71对准传送带50，以使得对应的工件10落入箱体71内；若尺寸结果为不符合预设的尺寸规格标准，且螺纹结果为有螺纹，则处理器17通过控制气缸81使得箱体71对准传送带50，以接收对应的工件10；若尺寸结果为符合预设的尺寸规格标准，且螺纹结果为没有螺纹，则处理器17通过控制气缸81使得箱体72对准传送带50，以接收对应的工件10；若尺寸结果为符合预设的尺寸规格标准且螺纹结果为有螺纹，则处理器17通过控制气缸81使得箱体73对准传送带50，以接收对应的工件10。如此，即可自动检测工件的尺寸以及螺纹孔是否有螺纹，并根据检测结果自动将对应的工件10放入对应的箱体内，即可自动筛选，检测精准，且效率高，可有效提高工件质量，以及减少人力，从而有效降低生产成本。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于多相机图像拼接的工件自动检测设备，用于检测工件的尺寸是否合格，其特征在于：其包括第一相机、第二相机、第三相机、第一反光镜、第二反光镜、光源、传送带、电机、光电感应器、支撑架、遮光板、收料箱、驱动装置和处理器；其中该工件包括两基准孔和一待测试部件，该收料箱包括第一箱体和第二箱体；

传送带和遮光板均装设于支撑架上，第一相机、第二相机、第三相机、第一反光镜、第二反光镜和光源均装设于遮光板上，第一相机和第二相机距离传送带同样的高度，且第一相机和第二相机的镜头垂直传送带，第一反光镜和第二反光镜分别位于第一相机和第二相机的镜头前，且相对镜头倾斜一定角度以使得工件的两基准孔经反光镜反射的光线分别进入第一相机和第二相机的镜头，第三相机位于光源上方，且第三相机的镜头平行传送带，该第三相机用于拍摄工件的待测试部件，光源位于第一相机和第二相机下方，光电感应器装设于支撑架上，以使得工件随着传送带移动到光源下方时侦测到工件，收料箱位于传送带移动方向的一端，处理器控制电机驱动传送带；处理器根据第一相机和第二相机所拍摄的数据确定二维平面的坐标系，并根据第三相机所拍摄的数据确定待测试部件在坐标系中的XY偏移距离，再将XY偏移距离与预先存储于处理器的尺寸规格标准进行对比，以根据对比结果控制驱动装置相应地移动第一箱体或第二箱体至传送带前以使得工件落入对应的箱体内。

2.如权利要求1所述的基于多相机图像拼接的工件自动检测设备，其特征在于：该驱动装置包括导轨和气缸，收料箱装设于导轨上，气缸与收料箱相连。

3.如权利要求1所述的基于多相机图像拼接的工件自动检测设备，其特征在于：第一反光镜和第二反光镜均相对镜头倾斜45度。

4.如权利要求1所述的基于多相机图像拼接的工件自动检测设备，其特征在于：传送带上沿长度方向间隔设有若干夹具，每一夹具固定一工件。

5.一种基于多相机图像拼接的工件自动检测设备，用于检测工件的尺寸是否合格以及其螺纹孔是否加工有螺纹，其特征在于：该基于多相机图像拼接的工件自动检测设备包括第一相机、第二相机、第三相机、第四相机、第一反光镜、第二反光镜、第一光源、第二光源、传送带、第一光电感应器、第二光电感应器、支撑架、遮光板、收料箱、驱动装置、电机、存储器和处理器；其中工件包括加工有螺纹的螺纹孔、两基准孔和一待测试部件，该收料箱包括第一箱体、第二箱体和第三箱体；

传送带和遮光板均装设于支撑架上，第一相机、第二相机、第三相机、第一反光镜、第二反光镜、第一光源均装设于遮光板上，第一相机和第二相机距离传送带同样的高度，且第一相机和第二相机的镜头垂直传送带，第一反光镜和第二反光镜分别位于第一相机和第二相机的镜头前，且相对第一相机和第二相机的镜头倾斜一定角度以使得工件的两基准孔经反光镜反射的光线分别进入第一相机和第二相机的镜头，第三相机位于第一光源的上方，且第三相机的镜头平行于传送带，该第三相机用于拍摄工件的待测试部件，第一光源位于第一相机和第二相机的下方，第一光电感应器装设于支撑架上以使得工件随着传送带移动到第一光源下方时侦测到工件；第四相机和第二光源均装设于遮光板上，第二光源位于第四相机的正下方，第二光电感应器对应第四相机的位置装设于支撑架上，处理器通过电机连接传送带，收料箱位于传送带移动方向的一端；处理器根据第一相机和第二相机所拍摄的数据确定二维平面的坐标系，并根据第三相机所拍摄的数据确定待测试部件在坐标系中的XY偏移距离，再将XY偏移距离与预先存储于处理器的尺寸规格标准进行对比，以及将第四相机所拍摄的数据与预设的螺纹孔标准数据进行对比，以根据对比结果控制驱动装置相应地移动第一箱体、第二箱体或第三箱体至传送带前以使得工件落入对应的箱体内。

6.如权利要求5所述的基于多相机图像拼接的工件自动检测设备，其特征在于：该驱动装置包括导轨和气缸，收料箱装设于导轨上，气缸与收料箱相连。

7.如权利要求5所述的基于多相机图像拼接的工件自动检测设备，其特征在于：第一反光镜和第二反光镜均相对镜头倾斜45度。