本實(shí)用新型涉及工件缺陷檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種工件缺陷自動檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

采用面陣工業(yè)相機(jī)可以直接獲取工件表面數(shù)字圖像，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工件表面缺陷檢測，目前，工件表面缺陷已可實(shí)現(xiàn)自動檢測。但是，如軸孔類工件，對工件內(nèi)部缺陷檢測也是工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的一個環(huán)節(jié)，然而，由于工件內(nèi)部數(shù)字圖像獲取復(fù)雜，目前，工件內(nèi)部缺陷檢測自動化程度不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的是提供一種工件缺陷自動檢測系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

一種工件缺陷自動檢測系統(tǒng)，包括底座，所述底座上垂直設(shè)置有線性導(dǎo)軌，所述線性導(dǎo)軌相對所述底座的另一端固定設(shè)置有內(nèi)窺鏡，所述內(nèi)窺鏡外接工業(yè)相機(jī)；所述線性導(dǎo)軌上位于所述內(nèi)窺鏡和所述底座之間的位置設(shè)置有運(yùn)動平臺，所述運(yùn)動平臺上設(shè)置有用于夾持待檢測工件的夾具，所述運(yùn)動平臺還包括垂直運(yùn)動控制器和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動控制器；所述系統(tǒng)還包括總控制器和機(jī)械臂，所述總控制器分別與所述工業(yè)相機(jī)、垂直運(yùn)動控制器、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動控制器和機(jī)械臂電連接。

本實(shí)用新型的有益效果是：采用內(nèi)窺鏡采集待檢測工件內(nèi)部光學(xué)圖像，工業(yè)相機(jī)將采集的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，并且，根據(jù)內(nèi)窺鏡的物鏡視角大小及待檢測工件內(nèi)部檢測區(qū)域大小，對待檢測工件進(jìn)行預(yù)設(shè)次數(shù)旋轉(zhuǎn)圖像采集，實(shí)現(xiàn)待檢測工件內(nèi)部檢測區(qū)域全部數(shù)字圖像的獲??；基于獲取的數(shù)字圖像分析待檢測工件是否存在缺陷，實(shí)現(xiàn)待檢測工件內(nèi)部缺陷自動化檢測。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，所述內(nèi)窺鏡為硬管內(nèi)窺鏡；所述工業(yè)相機(jī)固定在所述硬管內(nèi)窺鏡上方，所述工業(yè)相機(jī)的攝像頭通過視頻成像轉(zhuǎn)接口與所述硬管內(nèi)窺鏡的目鏡連接。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，硬管內(nèi)窺鏡成像效果優(yōu)于光纖內(nèi)窺鏡，且成本較低，適用于苛刻的工業(yè)檢測環(huán)境，內(nèi)部集成柔性導(dǎo)光光纜將照明光傳導(dǎo)到鏡頭頂端，保證檢測區(qū)域的照明亮度。

進(jìn)一步，所述系統(tǒng)還包括鏡頭定位器，所述鏡頭定位器固定設(shè)置在所述線性導(dǎo)軌上，所述硬管內(nèi)窺鏡的物鏡貫穿所述鏡頭定位器的定位孔。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，通過鏡頭定位器的定位孔固定硬管內(nèi)窺鏡的物鏡，防止物鏡出現(xiàn)位置偏差。

進(jìn)一步，所述線性導(dǎo)軌上設(shè)置有直線光柵尺，所述直線光柵尺與所述總控制器電連接。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，直線光柵尺、總控制器和垂直運(yùn)動控制器構(gòu)成閉環(huán)位置控制系統(tǒng)，提高待檢測工件在線性導(dǎo)軌上的位置精度。

進(jìn)一步，所述總控制器包括圖像分析儀和PLC(可編程邏輯控制器)，所述工業(yè)相機(jī)、圖像分析儀、PLC依次首尾電連接形成回路，所述直線光柵尺、PLC、垂直運(yùn)動控制器依次電連接，所述PLC還分別與所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動控制器和機(jī)械臂電連接。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，PLC功能強(qiáng)，性價比高，硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)。

進(jìn)一步，所述系統(tǒng)還包括直角板，所述直角板的一條直角邊與所述線性導(dǎo)軌的側(cè)壁固定連接，另一條直角邊與所述底座的上表面固定連接。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，保證線性導(dǎo)軌牢固且垂直的設(shè)置在底座上。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種工件缺陷自動檢測系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型一種工件缺陷自動檢測系統(tǒng)的電路原理圖。

附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：

1、底座，2、線性導(dǎo)軌，3、內(nèi)窺鏡，4、工業(yè)相機(jī)，5、運(yùn)動平臺，51、夾具，52、垂直運(yùn)動控制器，53、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動控制器，6、待檢測工件，7、總控制器，71、圖像分析儀，72、PLC，8、機(jī)械臂，9、鏡頭定位器，10、直線光柵尺，11、直角板。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例1所述一種工件缺陷自動檢測系統(tǒng)，包括底座1，所述底座1上垂直設(shè)置有線性導(dǎo)軌2，所述線性導(dǎo)軌2相對所述底座1的另一端固定設(shè)置有內(nèi)窺鏡3，所述內(nèi)窺鏡3外接工業(yè)相機(jī)4；所述線性導(dǎo)軌2上位于所述內(nèi)窺鏡3和所述底座1之間的位置設(shè)置有運(yùn)動平臺5，所述運(yùn)動平臺5上設(shè)置有用于夾持待檢測工件6的夾具51，所述運(yùn)動平臺5還包括垂直運(yùn)動控制器52(如伺服電機(jī))和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動控制器53(如步進(jìn)電機(jī))；所述系統(tǒng)還包括總控制器7和機(jī)械臂8，所述總控制器7分別與所述工業(yè)相機(jī)4、垂直運(yùn)動控制器52、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動控制器53和機(jī)械臂8電連接。

本實(shí)用新型實(shí)施例2所述一種工件缺陷自動檢測系統(tǒng)，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述內(nèi)窺鏡3為硬管內(nèi)窺鏡，在汽車配件軸孔類零件內(nèi)部缺陷檢測中，硬管內(nèi)窺鏡可采用防油防水特性的HSW工業(yè)光學(xué)硬管內(nèi)窺鏡，其視角為70度，硬桿直徑為4mm，后置LED作為照明光源；所述工業(yè)相機(jī)4固定在所述硬管內(nèi)窺鏡上方，所述工業(yè)相機(jī)的攝像頭通過視頻成像轉(zhuǎn)接口與所述硬管內(nèi)窺鏡的目鏡連接，采集所述硬管內(nèi)窺鏡的目鏡中的光學(xué)圖像，工業(yè)相機(jī)4可采用Bas l er以太網(wǎng)接口的彩色CCD相機(jī)，其最高幀速率為90fps。

本實(shí)用新型實(shí)施例3所述一種工件缺陷自動檢測系統(tǒng)，在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，所述系統(tǒng)還包括鏡頭定位器9，所述鏡頭定位器9固定設(shè)置在所述線性導(dǎo)軌2上，所述硬管內(nèi)窺鏡的物鏡貫穿所述鏡頭定位器9的定位孔。

本實(shí)用新型實(shí)施例4所述一種工件缺陷自動檢測系統(tǒng)，在實(shí)施例1至3的任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述線性導(dǎo)軌2上設(shè)置有直線光柵尺10，所述直線光柵尺10與所述總控制器7電連接。

本實(shí)用新型實(shí)施例5所述一種工件缺陷自動檢測系統(tǒng)，在實(shí)施例4的基礎(chǔ)上，所述總控制器7包括圖像分析儀71和PLC72，所述工業(yè)相機(jī)4、圖像分析儀71、PLC72依次首尾電連接形成回路，所述直線光柵尺10、PLC72、垂直運(yùn)動控制器52依次電連接，所述PLC72還分別與所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動控制器53和機(jī)械臂8電連接。

本實(shí)用新型實(shí)施例6所述一種工件缺陷自動檢測系統(tǒng)，在實(shí)施例1至5的任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，還包括直角板11，所述直角板11的一條直角邊與所述線性導(dǎo)軌2的側(cè)壁固定連接，另一條直角邊與所述底座1的上表面固定連接。

本實(shí)用新型實(shí)施例7所述一種工件缺陷自動檢測方法，采用實(shí)施例1至3任一所述系統(tǒng)，所述方法包括如下步驟：

步驟1，總控制器7驅(qū)動機(jī)械臂8將待檢測工件6安裝于夾具51上；

步驟2，總控制器7發(fā)送垂直運(yùn)動信號至垂直運(yùn)動控制器52，垂直運(yùn)動控制器52驅(qū)動運(yùn)動平臺5垂直運(yùn)動，使所述待檢測工件6位于檢測水平位置；

步驟3，總控制器7發(fā)送旋轉(zhuǎn)運(yùn)動信號至旋轉(zhuǎn)運(yùn)動控制器53，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動控制器53驅(qū)動運(yùn)動平臺5旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度，使所述待檢測工件6旋轉(zhuǎn)所述預(yù)設(shè)角度；

步驟4，總控制器7驅(qū)動工業(yè)相機(jī)4采集內(nèi)窺鏡3中的光學(xué)圖像；工業(yè)相機(jī)4將采集的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，并將所述數(shù)字圖像傳輸至總控制器7；

步驟5，總控制器7根據(jù)所述數(shù)字圖像，分析所述待檢測工件6是否存在缺陷；

是，則輸出不合格結(jié)果，結(jié)束所述待檢測工件6的檢測；并驅(qū)動機(jī)械臂8取下所述待檢測工件6，取新的待檢測工件6；返回執(zhí)行步驟1；

否，則判斷所述待檢測工件6是否已旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)次數(shù)；是，則輸出合格結(jié)果，結(jié)束所述待檢測工件6的檢測；并驅(qū)動機(jī)械臂8取下所述待檢測工件6，取新的待檢測工件6；返回執(zhí)行步驟1；否，則返回執(zhí)行步驟3；其中，預(yù)設(shè)角度結(jié)合內(nèi)窺鏡3的物鏡視角大小進(jìn)行設(shè)置，預(yù)設(shè)次數(shù)結(jié)合內(nèi)窺鏡3的物鏡視角大小及待檢測工件6的檢測區(qū)域進(jìn)行設(shè)置，如：內(nèi)窺鏡3的物鏡視角為70°，待檢測工件6為軸孔內(nèi)零件，需檢測軸孔內(nèi)部缺陷，為獲取軸孔內(nèi)部完整圖像，預(yù)設(shè)角度和預(yù)設(shè)次數(shù)可分別應(yīng)設(shè)置為60°和6次；獲取6幅數(shù)字圖像，只有6幅數(shù)字圖像均合格，此待檢測工件6才合格。

本實(shí)用新型實(shí)施例8所述一種工件缺陷自動檢測方法，在實(shí)施例7的基礎(chǔ)上，所述線性導(dǎo)軌2上設(shè)置有直線光柵尺10；所述步驟2具體實(shí)現(xiàn)包括如下步驟：

步驟a21，總控制器7發(fā)送垂直運(yùn)動信號至垂直運(yùn)動控制器52，垂直運(yùn)動控制器52驅(qū)動運(yùn)動平臺5垂直運(yùn)動；

步驟a22，直線光柵尺10檢測所述待檢測工件6位置坐標(biāo)，并將所述位置坐標(biāo)傳輸至總控制器7；

步驟a23，總控制器7將所述位置坐標(biāo)與檢測水平位置坐標(biāo)進(jìn)行比較，誤差小于預(yù)設(shè)值，則執(zhí)行步驟3；反之，返回執(zhí)行步驟a21。

本實(shí)用新型實(shí)施例9所述一種工件缺陷自動檢測方法，在實(shí)施例8的基礎(chǔ)上，所述總控制器7包括圖像分析儀71和PLC72；

所述步驟2進(jìn)一步具體實(shí)現(xiàn)包括如下步驟：

步驟b21，PLC72發(fā)送垂直運(yùn)動信號至垂直運(yùn)動控制器52，垂直運(yùn)動控制器52驅(qū)動運(yùn)動平臺5垂直運(yùn)動；

步驟b22，直線光柵尺10檢測所述待檢測工件6位置坐標(biāo)，并將所述位置坐標(biāo)傳輸至PLC72；

步驟b23，PLC72將所述位置坐標(biāo)與檢測水平位置坐標(biāo)進(jìn)行比較，誤差小于預(yù)設(shè)值，則執(zhí)行步驟3；反之，返回執(zhí)行步驟b21。

本實(shí)用新型實(shí)施例10所述一種工件缺陷自動檢測方法，在實(shí)施例7的基礎(chǔ)上，所述總控制器7包括圖像分析儀71和PLC72；

所述步驟3具體實(shí)現(xiàn)為PLC72發(fā)送旋轉(zhuǎn)運(yùn)動信號至旋轉(zhuǎn)運(yùn)動控制器53，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動控制器53驅(qū)動運(yùn)動平臺5旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度，使所述待檢測工件6旋轉(zhuǎn)所述預(yù)設(shè)角度；

所述步驟4具體實(shí)現(xiàn)為PLC72驅(qū)動工業(yè)相機(jī)4采集內(nèi)窺鏡3中的光學(xué)圖像；工業(yè)相機(jī)4將采集的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，并將所述數(shù)字圖像傳輸至圖像分析儀71；

所述步驟5具體實(shí)現(xiàn)為圖像分析儀71接收所述數(shù)字圖像，根據(jù)所述數(shù)字圖像，分析所述待檢測工件6是否存在缺陷；

是，則發(fā)送不合格信號至PLC72；PLC72輸出不合格結(jié)果，結(jié)束所述待檢測工件6的檢測，并驅(qū)動機(jī)械臂8取下所述待檢測工件6，取新的待檢測工件6，返回執(zhí)行步驟1；

否，則發(fā)送合格信號至PLC72；PLC72判斷所述待檢測工件6是否已旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)次數(shù)，是，則輸出合格結(jié)果，結(jié)束所述待檢測工件6的檢測，并驅(qū)動機(jī)械臂8取下所述待檢測工件6，取新的待檢測工件6，返回執(zhí)行步驟1；否，則返回執(zhí)行步驟3。

為驗(yàn)證本實(shí)用新型檢測可靠性，采用本實(shí)用新型對200件汽車配件進(jìn)行連續(xù)自動化內(nèi)部缺陷檢測，測試結(jié)果如下表所示：

汽車配件內(nèi)部缺陷的自動檢測結(jié)果統(tǒng)計

其中，漏檢是指將有缺陷工件錯誤檢測為合格品，誤檢是指將合格工件錯誤檢測為不合格品，檢測結(jié)果表明本實(shí)用新型能夠有效解決工件內(nèi)部缺陷的自動化檢測，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，檢測結(jié)果可靠性強(qiáng)。

本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)工件內(nèi)部缺陷自動化檢測，適用于工件內(nèi)部涂抹不均勻和工件內(nèi)部裂紋等工件內(nèi)部缺陷檢測；且，不將內(nèi)窺鏡深入工件內(nèi)部，而是直接對于工件表面，亦可實(shí)現(xiàn)工件表面缺陷自動化檢測。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。