本发明涉及工业检测,更具体地涉及一种基于物联网的工业检测装置及检测方法。
背景技术:
1、工业生产过程中,为保证对产品的信息采集,需要视觉机器人对产品信息进行采集,对机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支,简单说来,机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断,机器视觉系统是通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,得到被摄目标的形态信息。
2、公开号为cn117053719b的中国发明专利公开了一种基于视觉检测的定位对焦检测装置,涉及视觉检测领域,包括输送机和ccd工业相机,还包括支架;导流测厚机构,用于对待检测工件输送位置进行调节和对待检测工件厚度进行测量;定位机构,用于对移动至ccd工业相机下方的待检测工件进行定位;在对ccd工业相机水平位移后,该ccd工业相机实现了对工件的定位对焦检测,提高工件拍摄检测的准确性。
3、目前,在工业生产中,产品的检测通常由视觉机构进行扫描完成,通过对生产产品的各项参数的拍照进行缺陷分析,但由于设备安装位置的不确定性与计算方式的局限性,通常无法同时实现对产品各尺寸的同步检测,在长度与高度检测中,目前的所采用的检测方式依旧为机械检测,通过压片的机械传递完成检测过程,这种接触式的检测方法对于精密的重型工件而言具有表面磨损的风险,另外,现有的校正机构采取侧压的方式调整工件朝向,利用两侧的压力对工件进行方向校正,这种施压方式对于重量较大的工件,并不具备较好的调向功能,另外,调向时的工件底部磨损也较为严重,不利于对其表面进行保护。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷,本发明提供了一种基于物联网的工业检测装置及检测方法,以解决上述背景技术中存在的问题。
2、本发明提供如下技术方案:一种基于物联网的工业检测装置及检测方法,包括底座组件,所述底座组件包括检测底座,检测底座的侧面开设有支撑侧板,支撑侧板的顶部开设有检测弧槽,检测底座的顶部固定连接有支撑弧架,所述支撑弧架包括弧形架与斜齿槽,所述弧形架的内侧安装有光学组件,所述检测底座的顶部开设有工件槽,工件槽的顶部放置有待测工件,所述检测底座的底部开设有气流孔与导气方槽,导气方槽的顶部开设有导气圆孔,导气圆孔连通工件槽与导气方槽,所述气流孔的内部安装有气压组件,检测底座的内部安装有传动组件,所述传动组件包括第一电机与传动轴,传动轴的中部位置安装有凸轮轴,所述气压组件安装在凸轮轴上,所述传动轴的外侧安装有侧压板,侧压板的侧面安装有测宽组件,所述支撑弧架内侧的底部安装有感光组件;
3、进一步的,所述检测底座的内部安装有控制模块与处理模块,所述控制模块电连接有宽度位移检测单元与宽度压力检测单元,宽度位移检测单元与宽度压力检测单元安装在测宽板的内部,宽度位移检测单元用于检测测宽板的移动距离,在测宽板与位移板相接触时向宽度压力检测单元发出信号控制其启动,宽度压力检测单元用于接触后的调向带压力,在调向带不再旋转、测宽板与位移板接触且待测工件的反作用压力值达到阈值时控制模块控制第一电机停止,并启动处理模块利用第一计算公式进行计算工件宽度,其中x为两个宽度传感器之间相对位置距离,x0为测宽板的长度固定值,所述宽度传感器安装在第一弹簧的内部,在受到测宽板压力时启动。
4、所述控制模块电连接有粗糙度检测单元与角度控制单元,所述粗糙度检测单元安装在感光组件的内部,角度控制单元安装在光学组件的内部,角度控制单元用于控制直齿轮在旋转时保持恒定转速,粗糙度检测单元用于检测待测工件各角度下的具体粗糙度,在第一光源的照射下,移动内弧板每秒收集帧粗糙度阴影影像图片,检测单元将每帧图像进行预处理计算:
5、步骤一,长度标记,长度记为l,取上下最大值rmax与rmin;
6、步骤二,计算轮廓最大高度值,对比ry与阈值rl,大于阈值的记为不合格品,合格品不进行二次计算,对于不合格品进行二次计算:
7、步骤一,再次分别取上下五个最值,组成十个测量点,计算平均值ym;
8、步骤二,利用第二计算公式计算具体粗糙度轮廓偏差,比较ra与阈值r0大小,ra小于r0判断符合生产标准;其中n为测量长度,yi为第i个测量点的高度值,ym为整个测量长度内的平均高度值,r0为预设阈值参数。
9、进一步的,所述控制模块电连接有高度检测单元与位移速率检测单元,所述高度检测单元与位移速率检测单元均安装在感光组件的内部,由于光学组件的旋转速率恒定,工件在第一光源的照射下所形成的阴影其移动变化具有固定速率,而由于工件具有的上平面具有一定宽度,这使得在光线到达工件上平面时,阴影形成的速率发生突变,突变时间记为t0,此时光学组件的旋转角度记为αt0,检测单元通过第三计算公式计算得到工件的实际高度值z,其中r为支撑弧架的半径。
10、进一步的,所述检测单元在将每帧图像进行预处理之前会对待测工件的长度进行计算,计算公式为,其中l为图像长度,x2为移动内弧板距圆点的横向距离,x为工件宽度,且此时同时得出光学组件运动时的图像初始比值,运动时实际比值为,在光学组件处于旋转运动时,光学组件与工件之间距离发生变化,待测工件、光学组件与感光组件之间长度值发生变化,其具体距离由实际比值r’确定三者间位置关系。
11、进一步的,所述光学组件包括支撑方架,支撑方架的顶部安装有第二电机,支撑方架位于第二电机的底部安装有两个直齿轮,第二电机安装在直齿轮的顶部,两个直齿轮之间啮合连接,直齿轮的底部安装,锥齿轮,锥齿轮与斜齿槽啮合连接,支撑方架的底部从左至右依次安装有第一光源、ccd相机与第二光源,所述第一光源与第二光源在旋转时始终保持底部光源进行单一工作,所述ccd相机在旋转至顶部时拍摄一次,利用物联网系统中的对比图案进行工件缺陷分析。
12、进一步的,所述气压组件包括气压外板与气压内板,气压内板安装在气压外板的底部,所述气压内板的顶部固定连接有稳压轴,稳压轴的外侧安装有稳压弹簧,所述气压外板的顶部安装有气压连接板,气压连接板的内部安装有离合器。
13、进一步的,所述感光组件包括移动内弧板与感光外弧板,移动内弧板安装在支撑弧架的槽内,感光组件的侧面铰接有伸缩杆。
14、进一步的,所述侧压板包括位移板与缓冲槽,缓冲槽的内部安装有第一弹簧,所述测宽组件包括测宽板与测宽架,测宽板内部位于缓冲槽的内侧安装有移动中轴,所述移动中轴的外侧安装有第二弹簧,所述测宽板的底部安装有齿轮旋转轴与调向带,齿轮旋转轴的顶部与移动中轴啮合连接,第一弹簧安装在测宽架的外侧,所述移动中轴的一端开设有环槽,环槽与齿轮旋转轴啮合连接。
15、一种基于物联网的工业检测方法,包括以下步骤:
16、s1:将待测工件放置在气流孔上,启动第一电机,传动轴旋转将侧压板向内侧移动,对待测工件的侧面施加压力,工件边角首先接触调向带并对调向带施加反向作用力,作用力逐渐增大时,作用力向外侧对测宽板施压,测宽板向外侧移动,测宽架在第一弹簧的内部移动并使第一弹簧对移动中轴施加反向作用力,移动中轴向左侧移动,由于移动中轴上开设的直槽与齿轮旋转轴啮合,移动中轴的移动带动调向带旋转,此时待测工件在调向带的摩擦力作用下同步旋转,直至待测工件的边缘角度与调向带平行,完成待测工件的角度调整,在进行角度调整的同时,第一电机的旋转带动气压组件上下移动对导气方槽内部进行充气,填充的气体通过导气圆孔对待测工件底部向上推动,使待测工件在旋转移动时与气流孔的摩擦力降低;
17、s2:在完成角度调整后,此时待测工件的两侧由测宽组件施加固定压力,此时缓冲槽内部安装的位移测量单元启动,利用第一计算公式得出工件实际宽度x值;
18、s3:启动第一电机反向旋转,此时侧压板与测宽组件逐渐向外侧移动,气压内板在气压连接板内部离合器的作用下将导气方槽内部气体排空,导气方槽的负压状态对待测工件产生吸附力,完成对待测工件的固定;
19、s4:启动第二电机,第二电机带动直齿轮旋转,两个直齿轮之间的相互啮合使得光学组件整体从支撑弧架的一端移动至另一端,移动时,底部的第一光源发出直射光线,光线将待测工件的边缘投射至另一侧的感光外弧板上,此时利用第二计算公式得出工件各表面粗糙值ra并与阈值r0进行判断工件是否符合生产标准;
20、s5:在光学组件旋转至定点时,同时启动第一光源与第二光源,两光源的交错光线减小了阴影的产生,此时再利用ccd相机对待测工件进行拍照进行缺陷分析,缺陷分析后,启动另一侧的第二光源继续进行粗糙度计算,在完成一周的粗糙度检测后,利用第三计算公式得出工件的实际高度值z。
21、本发明的技术效果和优点:
22、1. 本发明通过设有光学组件,有利于采取新型的高度测量方法,通过光学影像计算工件的精确高度,同时,还利用新型计算方法对粗糙度进行测量和分析,降低计算机对工件各参数的测量难度,减小合格品的参数检测量,并利用物联网之间的数据层对工件缺陷进行检测。
23、2.本发明通过设有测宽组件与气压组件,有利于在第一电机正转时对两侧进行夹持,在受到压力后,利用工件的反作用力与底部气体对工件进行移动,降低了工件在调向时产生的底部与侧面磨损,保证工件精度并完成宽度测量,同时还在第一电机反转时形成负压,对待测工件进行吸附固定,避免其检测时发生移动。
1.一种基于物联网的工业检测装置,包括底座组件(1),其特征在于:所述底座组件(1)包括检测底座(101),检测底座(101)的侧面开设有支撑侧板(102),支撑侧板(102)的顶部开设有检测弧槽(103),检测底座(101)的顶部固定连接有支撑弧架(2),所述支撑弧架(2)包括弧形架(201)与斜齿槽(202),所述弧形架(201)的内侧安装有光学组件(6),所述检测底座(101)的顶部开设有工件槽(104),工件槽(104)的顶部放置有待测工件(5),所述检测底座(101)的底部开设有气流孔(105)与导气方槽(106),导气方槽(106)的顶部开设有导气圆孔(107),导气圆孔(107)连通工件槽(104)与导气方槽(106),所述气流孔(105)的内部安装有气压组件(9),检测底座(101)的内部安装有传动组件(8),所述传动组件(8)包括第一电机(801)与传动轴(802),传动轴(802)的中部位置安装有凸轮轴(803),所述气压组件(9)安装在凸轮轴(803)上,所述传动轴(802)的外侧安装有侧压板(3),侧压板(3)的侧面安装有测宽组件(4),所述支撑弧架(2)内侧的底部安装有感光组件(7)。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的工业检测装置,其特征在于:所述检测底座(101)的内部安装有控制模块与处理模块,所述控制模块电连接有宽度位移检测单元与宽度压力检测单元,宽度位移检测单元与宽度压力检测单元安装在测宽板(401)的内部,宽度位移检测单元用于检测测宽板(401)的移动距离,在测宽板(401)与位移板(301)相接触时向宽度压力检测单元发出信号控制其启动,宽度压力检测单元用于接触后的调向带(406)压力,在调向带(406)不再旋转、测宽板(401)与位移板(301)接触且待测工件(5)的反作用压力值达到阈值时控制模块控制第一电机(801)停止,并启动处理模块利用第一计算公式进行计算工件宽度,其中x1为两个宽度传感器之间相对位置距离,x0为测宽板(401)的长度固定值,所述宽度传感器安装在第一弹簧(303)的内部,在受到测宽板(401)压力时启动;
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的工业检测装置,其特征在于:所述控制模块电连接有高度检测单元与位移速率检测单元,所述高度检测单元与位移速率检测单元均安装在感光组件(7)的内部,由于光学组件(6)的旋转速率恒定,工件在第一光源(602)的照射下所形成的阴影其移动变化具有固定速率,光线在到达工件上平面时,阴影形成的速率发生突变,突变时间记为t0,此时光学组件(6)的旋转角度记为αt0,检测单元通过第三计算公式计算得到工件的实际高度值z,其中r为支撑弧架(2)的半径。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的工业检测装置,其特征在于:所述检测单元在将每帧图像进行预处理之前会对待测工件(5)的长度进行计算,计算公式为,其中l为图像长度,x2为移动内弧板(701)距圆点的横向距离,x为工件宽度,且此时同时得出光学组件(6)运动时的图像初始比值,运动时实际比值为,在光学组件(6)处于旋转运动时,光学组件(6)与工件之间距离发生变化,待测工件(5)、光学组件(6)与感光组件(7)之间长度值发生变化,其具体距离由实际比值r’确定三者间位置关系。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的工业检测装置,其特征在于:所述光学组件(6)包括支撑方架(601),支撑方架(601)的顶部安装有第二电机(607),支撑方架(601)位于第二电机(607)的底部安装有两个直齿轮(605),第二电机(607)安装在直齿轮(605)的顶部,两个直齿轮(605)之间啮合连接,直齿轮(605)的底部安装,锥齿轮(606),锥齿轮(606)与斜齿槽(202)啮合连接,支撑方架(601)的底部从左至右依次安装有第一光源(602)、ccd相机(604)与第二光源(603),所述第一光源(602)与第二光源(603)在旋转时始终保持底部光源进行单一工作,所述ccd相机(604)在旋转至顶部时拍摄一次,利用物联网系统中的对比图案进行工件缺陷分析。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的工业检测装置,其特征在于:所述气压组件(9)包括气压外板(901)与气压内板(902),气压内板(902)安装在气压外板(901)的底部,所述气压内板(902)的顶部固定连接有稳压轴(903),稳压轴(903)的外侧安装有稳压弹簧(904),所述气压外板(901)的顶部安装有气压连接板(905),气压连接板(905)的内部安装有离合器。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的工业检测装置,其特征在于:所述感光组件(7)包括移动内弧板(701)与感光外弧板(702),移动内弧板(701)安装在支撑弧架(2)的槽内,感光组件(7)的侧面铰接有伸缩杆。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的工业检测装置,其特征在于:所述侧压板(3)包括位移板(301)与缓冲槽(302),缓冲槽(302)的内部安装有第一弹簧(303),所述测宽组件(4)包括测宽板(401)与测宽架(404),测宽板(401)内部位于缓冲槽(302)的内侧安装有移动中轴(402),所述移动中轴(402)的外侧安装有第二弹簧(403),所述测宽板(401)的底部安装有齿轮旋转轴(405)与调向带(406),齿轮旋转轴(405)的顶部与移动中轴(402)啮合连接,第一弹簧(303)安装在测宽架(404)的外侧,所述移动中轴(402)的一端开设有环槽,环槽与齿轮旋转轴(405)啮合连接。
9.一种基于物联网的工业检测方法,其使用如权利要求1-8任一项所述的基于物联网的工业检测装置,特征在于,包括以下步骤: