用于多轴联动检测有限角度的二轴旋转装置及其标定方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及视觉检测领域，具体地说，涉及用于多轴联动检测有限角度的二轴旋转装置及其标定方法。针对现有技术中存在的技术缺陷，本发明专利技术提供了用于多轴联动检测有限角度的二轴旋转装置，其包括装置主体，装置主体包括用于放置检测对象且具有第一旋转方向和第二旋转方向的工装组件。通过本发明专利技术标定过程能够较佳地通过相应的基准得出与安装过程中所产生的误差以及工件本身加工以及装配中产生的误差；从而确保了在后续的视觉图像采集过程中，工作人员能够通过程序设定或者机械调整的方法以与前述误差相抵消，从而能够有效地避免因前述误差而对检测结果所产生的如各工位处所采集的检测图像缺陷特征有差异等不良影响。采集的检测图像缺陷特征有差异等不良影响。采集的检测图像缺陷特征有差异等不良影响。

【技术实现步骤摘要】
用于多轴联动检测有限角度的二轴旋转装置及其标定方法


[0001]本专利技术涉及视觉检测领域，具体地说，涉及用于多轴联动检测有限角度的二轴旋转装置及其标定方法。

技术介绍

[0002]随着经济发展，各类外观要求较高的产品如电子产品的中框等陆续进入市场。由于这些产品的外观是否存在缺陷直接影响到其的正常使用；故而，在该类产品投入使用之前，需要对其进行外观视觉检测以筛选出外观存在缺陷的不良品。由于现在的该类产品的产量日益增大，与之相对应的视觉检测设备的需求的日益增大。
[0003]传统的人工检测由于检测效率低以及不良品检出率较低的问题已经逐渐被视觉检测设备取代。现有的视觉检测设备通常采用多轴联动的方式以对检测对象或者视觉设备进行姿态调整，从而能够对于检测对象的重点检测部位以完成覆盖。但是，由于多轴联动的方式需要大量的器件和线路布置来实现；现有的多轴联动设备的器件一方面存在着器件和线路布置复杂而导致整体的结构不够紧凑合理不便于搭建，另一方面，现有设备的结构布线问题也直接导致与该设备相适用的视觉检测方法存在着不够高效以及整个检测流程中无效运动较多从而容易对于检测过程中检测对象的稳定性造成影响，也使得整个检测过程不够精细而在检测过程中也容易出现差错。故而，一种器件布置更加合理的检测设备以及与之相适用的运行更加稳定高效的检测方法是目前市场上所欠缺的。
[0004]同时，现有的视觉检测设备由于产品的检测需求量大，故而大多需要多工位同步进行从而能够同时对于多个检测对象进行检测以较大程度的提高检测效率，但是，由于在设备安装调试过程中各个工位的旋转零点位置存在差异；此外，由于检测对象固定和视觉检测安装零件加工有平面度等误差，安装时有垂直度差异，前述误差会累计。故而各个工位间的一致性同步工作存在着差异，进而可能对整个检测工作的正常进行产生影响。
[0005]现有技术中对于如何稳定且低成本的对于多工位同步工作的一致性进行标定鲜有研究。同时也由于多轴设备本身的布置结构较为复杂，现有技术中常用的辅助标定设备如激光干涉仪，在多轴设备中经常出现光路被挡而无法应用的情况，因此，一种新型的多轴联动设备以及与之相适配应用的低成本标定方法是当前视觉检测领域所亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的技术缺陷，本专利技术提供了用于多轴联动检测有限角度的二轴旋转装置，其包括装置主体，装置主体包括用于放置检测对象且具有第一旋转方向和第二旋转方向的工装组件；工装组件处能够放置标定块，标定块处形成有长方形基准块；
[0007]工装组件设有多个并依次形成第一工位、第二工位以及按此顺序排列的剩余工位处；各个工位处的工装组件由侧边DD电机驱动以实现第一旋转方向上的旋转；各个工位处的工装组件分别由相应工位的工位电机驱动以实现第二旋转方向上的旋转；
[0008]设备主体还包括具有第二移动方向的视觉采集组件，工装组件第一旋转方向的旋
转轴与视觉采集组件的第二移动方向相正交；工装组件第二旋转方向上的旋转轴与视觉采集组件的第二移动方向相一致；视觉采集组件设有多个且与工装组件一一对应。
[0009]具体说明地，通过工装组件以及视觉采集组件在各个方向的移动或旋转能够较佳地协同配合以调整检测对象和视觉检测组件之间的相对位置，从而实现较佳的检测图像采集效果，进而确保从所采集的图像而分析检测得出的检测结果准确性。
[0010]作为优选，工装组件能够位于视觉采集组件处形成的检测区域内。
[0011]作为优选，侧边DD电机和各个工位处的工位电机通过外部的控制信号以控制旋转角度。
[0012]本专利技术还提供在前述用于多轴联动检测有限角度的二轴旋转装置与视觉采集组件配合使用时，通过如下步骤进行标定的标定方法；装置主体所处空间建立XYZ轴的空间坐标系，Z轴沿竖直方向形成,X轴和Y轴沿水平平面相互正交形成；第二移动方向为Z轴方向；标定块处的长方形基准块具有长度l；
[0013]步骤S1：使用棋盘格、圆点等常规相机标定方法，依次将每个工位上对应镜头的畸变进行校正；
[0014]步骤S2：进行多工位电机一致性标定；
[0015]步骤S3：进行侧边DD电机一致性标定。
[0016]作为优选，步骤S2具体包括以下步骤：
[0017]步骤S21，将标定块放置固定于第一工位处；
[0018]步骤S22，第一工位对应的视觉采集组件沿Z轴调整以使采图清晰，然后对第一工位进行采图并得到第一工位处工位电机在零位上的图像i0；
[0019]步骤S23：第一工位处的工位电机正方向旋转θ角，n*θ＝180
°
；视觉采集组件采图，处理得到第一工位处的工位电机在θ角上的图像i1，并与i0相比对并得出对比量结果；
[0020]步骤S24：按S23中步骤，第一工位处的工位电机依次旋转到(n
‑
1)*θ的位置，得到工位上2*θ到(n
‑
1)*θ的图像i2到i
(n
‑
1)
并均与图像i0相比对并得出对比量结果；
[0021]步骤S25：第一工位处的工位电机返回原点；
[0022]步骤S26：重复步骤S22到步骤S24 N次，求出各图像相对i0中的对比量结果；
[0023]步骤S27：取多次对比量结果的平均值，作为各(n
‑
1)*θ角下正方向的第一工位的基准值；
[0024]步骤S28：按步骤S23到步骤S27反转第一工位处的工位电机，求出反方向的第一工位的基准值；
[0025]步骤S29：第一工位处的工位电机复位，第一工位对应相机沿Z轴上升回位；标定块松开，取下，放在第二工位上；
[0026]步骤S210：第二工位上相机按步骤S2到S8求出第二工位各(n
‑
1)*θ角下的正方向和反方向上的基准值；
[0027]步骤S211：按步骤S9到步骤S10完成剩余工位的各(n
‑
1)*θ角下的正方向和反方向上的基准值；
[0028]步骤S212：以第一工位为基准，计算得出其余各工位在各(n
‑
1)*θ角下的正方向和反方向的补偿值完成工位电机一致性的标定。
[0029]作为优选，步骤S3其具体包括以下步骤：
[0030]步骤S31，将标定块放置固定于第一工位处；
[0031]步骤S32，第一工位对应的视觉采集组件沿Z轴调整以使采图清晰，然后对第一工位进行采图并得到第一工位处工位电机在零位上的图像i0；
[0032]步骤S33，侧边DD电机正向旋转θ角带动各个工位处的工装组件随之旋转，n*θ＝180
°
；视觉采集组件采图处理；并得到第一工位处当侧边DD电机在θ角上的图像i1并与i0相比对并得出对比量结果；
[0033]步骤S34，按S33中步骤，侧边DD电机依次旋转到(n
‑
1)*θ的位置，得到工位上2*θ到(n
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于多轴联动检测有限角度的二轴旋转装置，其特征在于：包括装置主体，装置主体包括用于放置检测对象且具有第一旋转方向和第二旋转方向的工装组件(140)；工装组件(140)设有多个并依次形成第一工位、第二工位以及按此顺序排列的剩余工位处；各个工位处的工装组件(140)由侧边DD电机(713)驱动以实现第一旋转方向上的旋转；各个工位处的工装组件(140)分别由相应工位的工位电机(911)驱动以实现第二旋转方向上的旋转；设备主体(100)还包括具有第二移动方向的视觉采集组件(120)，工装组件(140)第一旋转方向的旋转轴与视觉采集组件(120)的第二移动方向相正交；工装组件(140)第二旋转方向上的旋转轴与视觉采集组件(120)的第二移动方向相一致；视觉采集组件(120)设有多个且与工装组件(140)一一对应。2.根据权利要求1所述的用于多轴联动检测有限角度的二轴旋转装置，其特征在与：工装组件(140)能够位于视觉采集组件(120)处形成的检测区域内。3.根据权利要求1所述的用于多轴联动检测有限角度的二轴旋转装置，其特征在与：侧边DD电机(713)和各个工位处的工位电机(911)通过外部的控制信号以控制旋转角度。4.标定方法，其特征在于，在权利要求1
‑
3中的任一所述的用于多轴联动检测有限角度的二轴旋转装置通过如下步骤进行标定的标定方法；装置主体所处空间建立XYZ轴的空间坐标系，Z轴沿竖直方向形成,X轴和Y轴沿水平平面相互正交形成；第二移动方向为Z轴方向；标定块处的长方形基准块具有长度l；工装组件(140)处能够放置标定块，标定块处形成有长方形基准块；其具体包括以下步骤，步骤S1：使用棋盘格、圆点等常规相机标定方法，依次将每个工位上对应镜头的畸变进行校正；步骤S2：进行多工位电机(911)一致性标定；步骤S3：进行侧边DD电机(713)一致性标定。5.根据权利要求4所述的标定方法，其特征在于：步骤S2具体包括以下步骤：步骤S21，将标定块放置固定于第一工位处；步骤S22，第一工位对应的视觉采集组件(120)沿Z轴调整以使采图清晰，然后对第一工位进行采图并得到第一工位处工位电机(911)在零位上的图像i0；步骤S23：第一工位处的工位电机(911)正方向旋转θ角，n*θ＝180
°
；视觉采集组件(120)采图，处理得到第一工位处的工位电机(911)在θ角上的图像i1，并与i0相比对并得出对比量结果；步骤S24：按S23中步骤，第一工位处的工位电机(911)依次旋转到(n
‑
1)*θ的位置，得到工位上2*θ到(n
‑
1)*θ的图像i2到i
(n
‑
1)
并均与图像i0相比对并得出对比量结果；步骤S25：第一工位处的工位电机(911)返回原点；步骤S26：重复步骤S22到步骤S24 N次，求出各图像相对i0中的对比量结果；步骤S27：取多次对比量结果的平均值，作为各(n
‑
1)*θ角下正方向的第一工位的基准值；步骤S28：按步骤S23到步骤S27反转第一工位处的工位电机(911)，求出反方向的第一工位的基准值；步骤S29：第一工位处的工位电机(911)复位，第一工位对应相机沿Z轴上升回位；标定
块松开，取下，放在第二工位上；步骤S210：第二工位上相机按步骤S2到S8求出第二工位各(n
‑
1)*θ角下的正方向和反方向上的基准值；步骤S211：按步骤S9到步骤S10完成剩余工位的各(n
‑
1)*θ角下的正方向和反方向上的基准值；步骤S212：以第一工位为基准，计算得出其余各工位在各(n
‑
1)*θ角下的正方向和反方向的补偿值完成工位电机(911)一致性的标定。6.根据权利要求4所述的标定方法，其特征在于：步骤S3其具体包括以下步骤：步骤S31，将标定块放置固定于第一工位处；步骤S32，第一工位对应的视觉采集组...

【专利技术属性】
技术研发人员：王孟哲，梁正南，赖勉力，李恩全，
申请(专利权)人：广东九纵智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：