一种视觉检测设备的制作方法

1.本实用新型涉及视觉检测设备技术领域，具体而言，涉及一种视觉检测设备。


背景技术：

2.随着机械制造业的进一步发展，人们对产品的质量要求也越来越高，特别是一些精密产品，如液压元件、汽车、机床中的精密零件，毛刺、磨损、划痕成为了影响它们质量的潜在因素。毛刺、划痕、磨损等表面缺陷是金属切削加工生产中产生的普遍现象之一，直接影响被加工工件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度。在工业化大批量的产品及部件的生产线中，产品的检测需要付出很大的时间和金钱成本，因此需要改进传统的检测手段。因此视觉检测设备被应用于工件的表面缺陷检测，传统的人工检测方法由于其速度慢、容易受人工影响等缺点远远不能满足现代工业产品质量检测的需求。


技术实现要素：

3.为了弥补以上不足，本实用新型提供了一种视觉检测设备，旨在改善传统的人工检测方法由于其速度慢、容易受人工影响等缺点远远不能满足现代工业产品质量检测的需求的问题。
4.本实用新型是这样实现的：本实用新型提供一种视觉检测设备，包括控制组件和采集组件，所述控制组件实现图像采集的平稳运行，所述采集组件对工件获取待测图像。
5.所述控制组件包括第一安装板、第二安装板、电机、第一转轴、第一齿轮、第一异形板、第二齿轮、第二转轴和第二异形板，所述第二安装板固定安装于所述第一安装板的一端，所述电机固定安装于所述第一安装板上，所述第一转轴的一端固定安装于所述电机上，所述第一齿轮固定安装于所述第一转轴上，所述第一异形板固定安装于所述第一转轴远离所述电机的一端，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合传动连接，所述第二转轴固定安装于所述第二齿轮上，且所述第二转轴的一端转动安装于所述第二安装板上，所述第二异形板固定安装于所述第二转轴远离所述第二安装板的一端；
6.所述采集组件包括安装架、滑块、第一顶块、第二顶块、固定杆和采集部，所述安装架固定安装于所述第二安装板上，所述滑块滑动安装于所述安装架上，所述第一顶块固定安装于所述滑块的一端，且所述第一顶块滑动安装于所述第一异形板，所述第二顶块固定安装于所述滑块远离所述第一顶块的一端，且所述第二顶块滑动安装于所述第二异形板，所述固定杆的一端固定安装于所述滑块的一侧，所述采集部设置于所述固定杆远离所述滑块的一侧。
7.在本实用新型的一种实施例中，所述安装架上开设有滑槽，所述滑块能够容置于所述滑槽，并能够沿着所述滑槽滑动。
8.在本实用新型的一种实施例中，所述采集部包括固定板、摄像头和灯具，所述固定板固定安装于所述固定杆上，所述摄像头固定安装于所述固定板上，所述灯具固定安装于所述固定板上，且所述摄像头设置于所述灯具内。
9.在本实用新型的一种实施例中，所述电机信号连接有控制器，所述控制器被构造成用于控制工件的运行。
10.在本实用新型的一种实施例中，所述摄像头电连接有图像采集卡，所述图像采集卡被构造成用于将图像信号转换成数字信号。
11.在本实用新型的一种实施例中，所述图像采集卡信号连接有图像处理单元，所述图像处理单元被构造成用于图像处理。
12.在本实用新型的一种实施例中，所述图像处理单元电连接有识别模块，所述识别模块被构造成用于检测工件缺陷特征。
13.在本实用新型的一种实施例中，所述第一异形板与所述第二异形板的安装方向不一致。
14.在本实用新型的一种实施例中，所述第一转轴贯穿于所述第二安装板。
15.在本实用新型的一种实施例中，所述灯具采用led光源。
16.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到的一种视觉检测设备，使用时，启动控制器，进而控制器将待检测工件运行在专用的传送带上，传送至检测机位时，出发信号通知电机启动，控制器停止运行，同时摄像头启动，进而电机带动第一转轴旋转，进而第一转轴带动第一齿轮旋转，进而第一齿轮带动第一异形板旋转，第一齿轮与第二齿轮啮合传动连接，进而第一齿轮带动第二齿轮旋转，进而第二齿轮带动第二转轴旋转，进而第二转轴带动第二异形板旋转，在第一异形板与第一顶块的配合运动下和第二异形板与第二顶块的配合运动下，带动滑块在安装架上左右滑动，进而滑块带动固定杆左右滑动，进而固定杆带动采集部左右滑动，进而可以将待检测工件图像完全采集，当采集完在检测机位的工件时，控制器启动，将检测完成后的工件继续向前移动，当下一个待检测的工件移动至检测机位时，控制器再次停止运行，同时控制电机与摄像头再次触发，如此反复；在灯具的光照下摄像头将待检测工件的板面转换成图像信号，然后经过图像采集卡将图像信号转换成数字信号，并将数字信号传动给图像处理单元，进行图像拼接，将完成图像拼接之后的图像二值化后送入识别模块中，运用各种运算来检测工件的缺陷特征，并根据预设的容许度和其他条件输出判断结果，最后将缺陷位置和缺陷分析结果显示给用户，通过灯具的安装方式产生合适的光照强度及准确的物像位置关系，以保证得到的图像有合适的对比度和清晰度，合适的光源与照明方案可以避免一些不必要的干扰，起着非常重要的作用。通过上述装置根据视觉检测技术的基本原理，以控制摄像头的平行移动以及数字图像处理方法实现对工件表面缺陷的检测，可以获得高对比度、高清晰度的图像，进而保证所有图像都能达到较高精度缺陷检测结果。
17.通过上述装置可以实现以下效果：
18.第一，系统搭建过程中，各部分硬件紧密配合。使采集到的原始图像具有高分辨率、高清晰、低噪声的特性。
19.第二，图像预处理中，根据实际情况选用合适的算法和阈值来获得高对比度的图像，同时保持图像的清晰，抑制噪声。
20.第三，图像拼接模块中，根据实际情况选择合适的算法对多幅图像进行特征匹配获取高分辨率的全景图像。
21.第四，缺陷识别模块中，通过设计检测算法。能够将工件缺陷识别、分类、并标记出
来，对有问题的产品进行编号。
22.第五，通过对整个设计算法的优化和改进，使整个系统的缺陷检测达到较高的精度，做到不误捡，不漏捡。
23.第六，在工业现场调试过程中，针对具体使用环境，使整个系统能够达到动态实时性和适应性的要求。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1是本实用新型实施方式提供的一种视觉检测设备整体立体结构示意图；
26.图2为本实用新型实施方式提供的一种视觉检测设备控制组件立体结构示意图；
27.图3为本实用新型实施方式提供的一种视觉检测设备采集组件立体结构示意图；
28.图4为本实用新型实施方式提供的一种视觉检测设备采集组件部分立体结构示意图；
29.图5为本实用新型实施方式提供的一种视觉检测设备框图示意图一；
30.图6为本实用新型实施方式提供的一种视觉检测设备框图示意图二；
31.图7为本实用新型实施方式提供的一种视觉检测设备框图示意图三。
32.图中：100-控制组件；110-第一安装板；120-第二安装板；130-电机；131-控制器；140-第一转轴；150-第一齿轮；160-第一异形板；170-第二齿轮；180-第二转轴；190-第二异形板；200-采集组件；210-安装架；211-滑槽；220-滑块；230-第一顶块；240-第二顶块；250-固定杆；260-采集部；261-固定板；262-摄像头；263-灯具；270-图像采集卡；271-图像处理单元；272-识别模块。
具体实施方式
33.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
34.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
36.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本实用新型中的具体含义。
39.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
40.请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种视觉检测设备，包括控制组件100和采集组件200，控制组件100实现图像采集的平稳运行，采集组件200对工件获取待测图像。
41.请参阅图2、图5和图6，控制组件100包括第一安装板110、第二安装板120、电机130、第一转轴140、第一齿轮150、第一异形板160、第二齿轮170、第二转轴180和第二异形板190，第二安装板120通过螺栓固定安装于第一安装板110的右端，电机130通过螺栓固定安装于第一安装板110上，电机130信号连接有控制器131，控制器131被构造成用于控制工件的运行，第一转轴140的左端通过键固定安装于电机130上，第一转轴140贯穿于第二安装板120，第一齿轮150通过键固定安装于第一转轴140上，第一异形板160通过键固定安装于第一转轴140的右端，第二齿轮170与第一齿轮150啮合传动连接，第二转轴180通过键固定安装于第二齿轮170上，且第二转轴180的左端转动安装于第二安装板120上，第二异形板190通过键固定安装于第二转轴180的右端，在具体设置时，第一异形板160与第二异形板190的安装方向不一致，通过上述装置实现采集组件200对工件的全面图像采集功能，可以获得精度较高的图像。
42.请参阅图3、图5和图6，采集组件200包括安装架210、滑块220、第一顶块230、第二顶块240、固定杆250和采集部260，安装架210的两端通过螺栓固定安装于第二安装板120上，安装架210上开设有滑槽211，滑块220能够容置于滑槽211，并能够沿着滑槽211滑动，第一顶块230通过螺栓固定安装于滑块220的右端，且第一顶块230滑动安装于第一异形板160，第二顶块240通过螺栓固定安装于滑块220的左端，且第二顶块240滑动安装于第二异
形板190，固定杆250的左端通过螺栓固定安装于滑块220的外侧，采集部260设置于固定杆250的右端，通过上述装置将待检测的工件板面转换成图像信号。
43.请参阅图3、图4和图7，采集部260包括固定板261、摄像头262和灯具263，固定板261通过螺栓固定安装于固定杆250上，摄像头262通过螺栓固定安装于固定板261上，灯具263通过螺栓固定安装于固定板261上，且摄像头262设置于灯具263内，可以实现光比较均匀的照射在工件上避免反光，以获得最佳的图像，在具体设置时灯具263采用led光源，在外部条件不变的情况下灯具263采用led光源可以持续获得鲜明的图像，灯具263采用led光源具有使用寿命长、响应时间短、可以自由选择颜色、综合成本低以及形状的自由度可选择等优点，具有高亮度、高稳定性、高性价比，在外部条件不变的情况下，可以持续获得对比鲜明的图像，摄像头262电连接有图像采集卡270，图像采集卡270被构造成用于将图像信号转换成数字信号，图像采集卡270信号连接有图像处理单元271，图像处理单元271被构造成用于图像处理，图像处理单元271电连接有识别模块272，识别模块272被构造成用于检测工件缺陷特征，通过上述装置通过反复的数学形态学处理和改进的形态小波处理，找出工件的划痕、磨损、毛刺等缺陷，从而得到最后的缺陷检测结果。
44.需要说明的是：
45.图像预处理过程中，在去噪的同时，也会破坏工件的缺陷特征，影响后续的检测精度。需要综合考量合适的算法和阈值处理，在图像去噪的同时最大限度的保持缺陷特征。
46.实际应用过程中需要考虑整个系统的综合运作，保证系统的动态实时性。因此必须采取多线程的处理并精简整个算法，减少不必要的操作，使得程序能够得到快速的响应，取得缺陷检测结果。
47.图像拼接是进一步做图像理解基础步骤，拼接效果的好坏直接影响接下来的工作，所以需要考量适合本系统的图像拼接算法来获取高分辨率的全景图。
48.在具体工业应用环境下，采集的图像受各种因素影响有些或多或少的差别，同样的算法不能保证所有的待检测图像都能得到好的处理结果。因此需要综合考量一个通用的缺陷检测算法，针对大量的检测图像，选取合适的参数和缺陷判断准则。以保证所有图像都能达到较高精度缺陷检测结果。
49.具体的，该视觉检测设备的工作原理：启动控制器131，进而控制器131将待检测工件运行在专用的传送带上，传送至检测机位时，出发信号通知电机130启动，控制器131停止运行，同时摄像头262启动，进而电机130带动第一转轴140旋转，进而第一转轴140带动第一齿轮150旋转，进而第一齿轮150带动第一异形板160旋转，第一齿轮150与第二齿轮170啮合传动连接，进而第一齿轮150带动第二齿轮170旋转，进而第二齿轮170带动第二转轴180旋转，进而第二转轴180带动第二异形板190旋转，在第一异形板160与第一顶块230的配合运动下和第二异形板190与第二顶块240的配合运动下，带动滑块220在安装架210上左右滑动，进而滑块220带动固定杆250左右滑动，进而固定杆250带动采集部260左右滑动，进而可以将待检测工件图像完全采集，当采集完在检测机位的工件时，控制器131启动，将检测完成后的工件继续向前移动，当下一个待检测的工件移动至检测机位时，控制器131再次停止运行，同时控制电机130与摄像头262再次触发，如此反复；
50.在灯具263的光照下摄像头262将待检测工件的板面转换成图像信号，然后经过图像采集卡270将图像信号转换成数字信号，并将数字信号传动给图像处理单元271，进行图
像拼接，将完成图像拼接之后的图像二值化后送入识别模块272中，运用各种运算来检测工件的缺陷特征，并根据预设的容许度和其他条件输出判断结果，最后将缺陷位置和缺陷分析结果显示给用户。
51.需要说明的是，电机130、控制器131、摄像头262、灯具263、图像采集卡270、图像处理单元271和识别模块272具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。
52.电机130、控制器131、摄像头262、灯具263、图像采集卡270、图像处理单元271和识别模块272的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。
53.以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。