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外观检查系统的制作方法

2021-11-25 00:53:00 来源:中国专利 TAG:
1.本发明涉及一种用于判定检查对象物的外观是否良好的外观检查系统。
背景技术
::2.外观上包含划痕或凹痕等缺陷部位的连杆(连杆:connectingrod)在耐用性上令人担忧。因此,在现有技术中,进行通过向连杆照射光来判定外观是否良好的外观检查,仅将合格品供给到内燃机的组装工序。3.作为用于实施外观检查的外观检查系统,已知有日本发明专利授权公报特许第6179159号、日本发明专利授权公报特许第6370177号中所记载的系统。例如,在日本发明专利授权公报特许第6370177号所记载的检查装置中,如其图1所示,首先进行连杆的上表面侧的外观检查。其后,连杆被上下翻转并进行下表面侧的外观检查。如日本发明专利公开公报特开2020‑051998号中的图7a所示,有时也使在连杆的输送方向上游侧结束了上表面侧的外观检查的连杆上下翻转,并在输送方向下游侧进行下表面侧的外观检查。4.在照射光之后,由摄像头拍摄连杆的检查图像。检查图像被发送到计算机,该计算机将该检查图像与对照图像进行对比,其中,对照图像是通过不包含划痕的标准样品得到的。在连杆包含缺陷部位的情况下,该部位比对照图像暗。换言之,为低照度。识别到该情况的计算机将作为检查对象的连杆判定为“不合格品”。技术实现要素:5.在上述那样的外观检查中,存在如下情况:虽然为包含划痕等缺陷部位的检查对象物,但未检测到照度较低的部位而判定为“合格品”。因此,期待提高这种外观检查系统中的检查结果的可靠性。6.本发明是为了解决上述技术问题而作出的,其目的在于提供一种提高检查结果的可靠性并因此能够保证检查对象物的品质的外观检查系统。7.为了实现上述目的,根据本发明一实施方式,提供一种外观检查系统,其基于检查对象物的拍摄图像来判定所述检查对象物的外观是否良好,该外观检查系统具有保持件、照明装置、拍摄装置和判定部,其中,所述保持件用于保持所述检查对象物;所述照明装置向由所述保持件保持的所述检查对象物照射光;所述拍摄装置用于拍摄被光照射的所述检查对象物;所述判定部基于由所述拍摄装置得到的所述检查对象物的图像来判定所述检查对象物的外观是否良好,在所述保持件的被所述照明装置发出的光照射的被照射部位设置有受光装置,当通过所述受光装置测定的照度的测定值为预先设定的基准值以下时,所述判定部判定为检查条件不成立。8.根据本发明的另一实施方式,提供一种外观检查系统,其基于检查对象物的拍摄图像来判定所述检查对象物的外观是否良好,该外观检查系统具有保持件、照明装置、拍摄装置和判定部,其中,所述保持件用于保持所述检查对象物;所述照明装置向由所述保持件保持的所述检查对象物照射光;所述拍摄装置用于拍摄被光照射的所述检查对象物;所述判定部基于由所述拍摄装置得到的所述检查对象物的图像来判定所述检查对象物的外观是否良好,在所述保持件的被所述照明装置发出的光照射的被照射部位设置有灰阶卡(grayscalechart),所述判定部根据由所述拍摄装置拍摄到的所述灰阶卡的拍摄图像获取该灰阶卡的照度和/或灰度值,当获取到的所述灰阶卡的照度和/或灰度值为预先设定的基准值以下时,所述判定部判定为检查条件不成立。9.根据本发明,在保持件上设置受光装置或灰阶卡,求出照射到受光装置或灰阶卡上的光的照度等。并且,在照度等为预先设定的基准值以下时,判定为“检查条件不满足既定条件,检查条件不成立”。10.通过上述方式,当拍摄到的检查图像整体的照度较低、难以区分检查对象物中的缺陷部位和表面时等,可以与不合格品同样地,将检查对象物排除。因此,能够避免将不合格品错误地判定为“合格品”,从而提高检查结果的可靠性。另外,据此易于保证合格品的品质。11.而且,在这种情况下,在保持件上设置受光装置或灰阶卡的程度即可,不需要组装附加的机构或者进行设计变更、改造。因此,能够避免外观检查系统的结构变得复杂,并且能够以低成本提高检查结果的可靠性。12.根据参照附图对以下实施方式所作的说明,上述的目的、特征和优点应易于被理解。附图说明13.图1是作为检查对象物一例的连杆(connectingrod)的概略整体立体图。图2是第1实施方式所涉及的外观检查系统的示意性的概要图。图3是构成外观检查系统的第1检查部的主要部分概略立体图。图4是表示照明装置与拍摄装置之间的位置关系的第1检查部的主要部分概略立体图。图5是表示存在划痕时的检查图像的说明图。图6是构成第2实施方式所涉及的外观检查系统的保持件(第1把持爪以及第2把持爪)的概略整体立体图。具体实施方式14.下面,列举优选的实施方式并参照附图,对本发明所涉及的外观检查系统进行详细说明。此外,在该实施方式中,例示出将连杆(connectingrod)作为检查对象物的情况。15.首先,对图1所示的连杆10进行概略说明。该连杆10具有大端部14和小端部18,其中,所述大端部14形成有供未图示的曲轴(crankshaft)穿过的大通孔12;所述小端部18形成有供未图示的活塞销(pistonpin)穿过的小通孔16。大通孔12的内径和外径比小通孔16的内径和外径大,因此,大端部14比小端部18宽。在大端部14与小端部18之间设有大致棱柱形的杆部20。这种形状的连杆10例如通过锻造来制作。16.在大端部14的左右两侧部形成有螺栓孔22,该螺栓孔22与杆部20的延伸方向大致平行地延伸。在曲轴穿过大端部14之前,大端部14沿与杆部20的延伸方向大致正交的方向以大通孔12被大致分割成两部分的方式断裂。并且,在由断裂的零部件彼此夹持曲轴之后,未图示的连接螺栓穿过所述螺栓孔22,进而,螺母与该连接螺栓旋合。据此,曲轴穿过大通孔12且断裂的部分彼此连接。17.接着,参照图2~图4,对第1实施方式所涉及的外观检查系统30进行说明。如图2所示,外观检查系统30被设置于用于输送连杆10的输送线32上。在此,输送线32具有送入侧传送带34和送出侧传送带36。送入侧传送带34具有多个第1辊38和随着该第1辊38的旋转而进行环绕动作的第1带40,所述送入侧传送带34位于外观检查系统30的上游侧。18.另一方的送出侧传送带36具有多个第2辊42和随着该第2辊42的旋转而进行环绕动作的第2带44,所述送出侧传送带36位于外观检查系统30的下游侧。即,外观检查系统30被配设于由送入侧传送带34与送出侧传送带36夹持的位置。当然,送入侧传送带34将连杆10向对外观检查系统30供给的方向输送,并且送出侧传送带36将连杆10向从外观检查系统30送出的方向输送。19.虽然没有特别图示,但在送入侧传送带34与外观检查系统30之间、外观检查系统30与送出侧传送带36之间分别配设有第1移载机器人、第2移载机器人。20.外观检查系统30具有用于遮蔽太阳光或室内灯光等外部光的壳体50。在壳体50的面向送入侧传送带34的壁部、面向送出侧传送带36的壁部上分别形成有送入口52、送出口54。另外,该壳体50的内部大致分为第1检查部56、翻转部58和第2检查部60。并且,在壳体50内还设置有第1移动台62、翻转动作机器人64和第2移动台66。其中的第1移动台62能够从送入口52的附近移动到第1检查部56的工作台(table)70(参照图3),或从工作台70移动到送入口52的附近。21.如图3所示,在工作台70的面向送入口52的一侧形成有接收口72,并且,在该工作台70的大致中央形成有贯通窗74。接收口72延伸到贯通窗74为止。22.另外,在工作台70上配设有构成卡盘(chuck)76的第1把持爪78和第2把持爪80(均为保持件),该第1把持爪78和第2把持爪80能够接近或远离贯通窗74的缘部。具体而言,在工作台70上以隔着贯通窗74位于同一轴线上的方式埋设有未图示的2个线性致动器,该2个线性致动器沿着杆部20的延伸方向(与图2的纸面正交的方向)延伸。在一方的线性致动器的第1滑动件82上设置有第1把持爪78,在另一方的线性致动器的第2滑动件84上设置有第2把持爪80。随着第1滑动件82和第2滑动件84沿着导轨85a、85b以彼此接近或远离的方式进行移动,第1把持爪78与第2把持爪80彼此接近或远离。23.当第1把持爪78和第2把持爪80彼此接近时,第1把持爪78将连杆10的大端部14向小端部18侧按压,另一方面,第2把持爪80将小端部18向大端部14侧按压。其结果,连杆10被保持或定位于贯通窗74的上方。与此相对,当第1把持爪78和第2把持爪80彼此远离时,连杆10被从卡盘76的把持中释放(解除卡盘76对连杆10的把持)。24.第1把持爪78具有连接于第1滑动件82的第1l型块86和连接于该第1l型块86的上端面的第1保持块88。在第1保持块88的面向贯通窗74的端部设置有第1载置块90和第1按压块92,其中,所述第1载置块90用于载置大端部14;所述第1按压块92位于第1载置块90的上方,且远离该第1载置块90规定间隔。大端部14被载置于第1载置块90上,且大通孔12的外周壁与第1按压块92的弯曲的顶端面抵接。25.在第1保持块88的面向贯通窗74的前端部的背面即后端面、沿杆部20的延伸方向延伸的两侧面以及第1按压块92的上表面,分别安装有张贴了灰阶卡94的板。即,在第1把持爪78上设置有4个灰阶卡94。此外,各灰阶卡94例如为白、反射率18%的灰(所谓的18%灰)、黑3级灰度即可,但灰度并不特别限定于此。26.第2把持爪80构成为与第1把持爪78同样的结构。即,第2把持爪80具有连接于第2滑动件84的第2l型块96和连接于该第2l型块96的上端面的第2保持块98。在第2保持块98的面向贯通窗74的端部设置有第2载置块100和第2按压块102,其中,该第2载置块100用于载置小端部18;该第2按压块102位于第2载置块100的上方,且远离该第2载置块100规定间隔。小端部18被载置于第2载置块100上且小通孔16的外周壁与第2按压块102的弯曲的前端面抵接。27.在第2保持块98的面向贯通窗74的前端面的背面即后端面、沿杆部20的延伸方向延伸的两侧面以及第2按压块102的上表面分别安装有张贴了94的板。即,在第2把持爪80上也设置有4个灰阶卡94。各灰阶卡94例如与上述同样,可以为白、18%灰、黑3级灰度,也可以为3级以上的灰度。28.如图4所示,在工作台70的附近配设有将照明装置如图4所示,在工作台70的附近配设有将照明装置的各照明装置和作为拍摄装置的摄像头的各摄像头组合为一体的组装体。8个照明装置从与工作台70大致相同的高度照射沿水平方向行进的光。另外,1个照明装置110i从工作台70的上方向垂直下方的贯通窗74照射光。并且,8个照明装置从与工作台70的交叉角度为大致45°的位置照射以相对于铅垂方向倾斜大致45°的方式行进的光。即,在第1检查部56设置有17个照明装置及摄像头并且,全部的光都向通过卡盘76被定位于贯通窗74的上方的连杆10行进。29.17个摄像头拍摄被光照射的连杆10的检查图像。换言之,摄像头获取连杆10的拍摄图像。在此,来自照明装置的光照射到在第1把持爪78、第2把持爪80上各自设置的4个(共计8个)灰阶卡94上。即,8个灰阶卡94配置于第1把持爪78和第2把持爪80的被照射部位。并且,灰阶卡94位于摄像头的拍摄范围内。结果,当摄像头拍摄连杆10的检查图像时,被光照射的状态下的8个灰阶卡94全部拍摄到检查图像中。30.包含连杆10和灰阶卡94的检查图像被发送到作为判定部的计算机114。在计算机114的硬盘驱动器中保存有不存在划痕、凹痕、表面粗糙等缺陷部位的标准样品的对照图像。计算机114将检查对象即连杆10的检查图像与标准样品的对照图像进行对比,判定作为检查对象的连杆10上是否存在划痕等缺陷部位。在连杆10上不存在划痕等缺陷部位的情况下为“良好(合格品)”,在连杆10上存在划痕等缺陷部位的情况下为“否(不合格品)”。此外,如果仅由1台计算机114基于检查图像进行是否良好判定需要时间的话,则也可以设置多台计算机114,划分进行是否良好判定的部位。31.第2检查部60也同样地设置有用于从翻转部58接收连杆10的工作台116。第2移动台66能够从工作台116移动到送出口54的附近或者从送出口54的附近移动到工作台116。在工作台116的面向送出口54的一侧形成有与贯通窗74相连的退避口118。第2移动台66从该退避口118进入贯通窗74,另一方面,第2移动台66经由退避口118从贯通窗74离开。32.第2检查部60构成为与第1检查部56同样的结构。因此,对与第1检查部56的结构要素相同的结构要素标注相同的附图标记,并省略其图示和详细说明。33.在第1检查部56与第2检查部60之间的翻转部58上配置有所述翻转动作机器人64。在翻转动作机器人64的顶端臂设置有夹持手115,能够通过该夹持手115夹持连杆10的例如杆部20。当然,顶端臂能够旋转180°以上。34.外观检查系统30还具有未图示的排除传送带。排除传送带例如以沿与送入侧传送带34和送出侧传送带36大致正交的方向延伸的方式与壳体50邻接。排除传送带是用于将被判定为不合格品的连杆10排除并送出到壳体50外的线路。35.第1实施方式所涉及的外观检查系统30基本上如以上那样构成,接着对其作用效果进行说明。此外,外观检查系统30的以下的动作在构成该外观检查系统30的控制部120的控制作用下进行。36.通过送入侧传送带34的第1带40进行环绕动作,被检查外观的连杆10被输送到壳体50。然后,到达壳体50的送入口52附近的连杆10由第1移载机器人从第1带40移载到第1移动台62。37.载置有连杆10的第1移动台62向第1检查部56的工作台70移动。通过该移动,连杆10接近工作台70。第1移动台62从形成于工作台70的接收口72进入并到达贯通窗74。此时,第1把持爪78、连杆10以及第2把持爪80在大致相同的高度位置以在大致同一轴线上的方式排列。在该时间点,第1把持爪78和连杆10、连杆10和第2把持爪80远离规定间隔。38.接着,所述2个线性致动器同步施力,第1滑动件82和第2滑动件84朝向贯通窗74的缘部且以彼此接近的方式沿着导轨85a、85b移动。伴随着该移动,第1把持爪78接近大端部14,并且第2把持爪80接近小端部18。最终,大端部14被载置于第1载置块90上且大通孔12的外周壁与第1按压块92的弯曲顶端面抵接。另外,小端部18被载置于第2载置块100上,并且,小通孔16的外周壁与第2按压块102的弯曲顶端面抵接。39.其结果,第1把持爪78将连杆10的大端部14向小端部18侧按压,并且,第2把持爪80将小端部18向大端部14侧按压。据此,连杆10被卡盘76把持(保持),并被定位固定于贯通窗74的上方。在该时间点,可以使第1移动台62返回到送入口52附近的原来的位置。40.接着,由上述17个照明装置向连杆10照射光。如上述那样,从8个照明装置发出沿水平方向行进的光,从1个照明装置110i发出向垂直下方行进的光,从剩余的8个照明装置发出以相对于铅垂方向倾斜大致45°的方式行进的光(参照图4)。41.同时,摄像头拍摄连杆10的上半部分的检查图像。此时,检查图像拍摄到被安装于第1把持爪78的板和被张贴于该板的灰阶卡94。包含连杆10和灰阶卡94的检查图像被发送到计算机114。42.图5是连杆10上存在划痕122时的检查图像的主要部分放大图。如该图5所示,划痕122与不存在划痕122的表面相比被拍摄得较暗。即,划痕122的照度为预先设定的基准值以下。此外,存在凹痕或表面粗糙的情况下也与此同样。43.这样,当检查图像中存在照度为基准值以下的部位时,识别到该情况的计算机114判定为“连杆10包含缺陷部位”。即,在该情况下作出了“否(不合格品)”的判定。被判定为不合格品的连杆10被从卡盘76的把持中释放之后,由所述排除传送带送出到壳体50外。44.与此相对,在不包含划痕122等缺陷部位的连杆10中,在检查图像中没有确认到照度为基准值以下的部位。在该情况下,计算机114暂时初步判定为“良好(合格品)”。45.在第1实施方式中,针对检查图像中拍摄到的共计8个灰阶卡94,也对照度和/或灰度值(以下,统一记载为“照度等”)进行判定。即,判断灰阶卡94的照度等是否为预先设定的基准值以下。此外,“基准值”为作为对照而预先拍摄的灰阶卡94(对照卡)中的照度等。换言之,在计算机114的硬盘驱动器中保存有对照卡的照度等。46.并且,计算机114将检查图像中拍摄到的灰阶卡94的照度等与对照卡的照度等(基准值)进行对比。当在8个灰阶卡94中的1个以上得到“照度等为基准值以下”的结果时,计算机114即使在如上述那样根据连杆10的检查图像初步判定为“良好”的情况下,也判定为“检查条件不成立”。47.即,若灰阶卡94的照度等为基准值以下,则计算机114不管连杆10是否为合格品,都判定为“照度等不满足规定的条件”,并将判定结果(“检查条件不成立”)作为信息信号发送给控制部120。接收到该信息信号的控制部120进行将连杆10从排除传送带排除的控制。48.本案发明人们针对产生了缺陷部位的本来应该被判定为不合格品的连杆10被判定为“合格品”的理由进行了深入研究,推测为有可能是由于电压波动或闪变(flicker)现象。即,照明装置象。即,照明装置从同一电源获得电力,并以同一频率高速闪烁。因此,当电源的电压瞬间下降时或照明装置由于闪变而一齐灭灯时,照明装置的发光强度瞬间变小。此时拍摄到的检查图像与电压恢复时或照明装置一齐亮灯时的检查图像相比整体为低照度。因此,认为由于缺陷部位与表面的对比度变小,而没有检测出缺陷部位(没有判定为“否”)。49.因此,在第1实施方式中,如上述那样测定灰阶卡94的照度等。如上所述,灰阶卡94的照度等为基准值以下(比对照卡低的照度)的情况意味着没有确保照明装置的发光强度。在该情况下,通过计算机114作出“不满足检查条件”的判定,连杆10与不合格品同样地被从输送线32排除。据此,能够防止尽管本来应该被判定为不合格品但在未确保照明装置的发光强度的状况下进行检查并且被误判断为“合格品”的连杆10通过输送线32被供给到下一工序。50.这样,根据第1实施方式,即使在发生了推测为照明装置的发光强度降低进而连杆10的照度降低的状况的情况下,也能够避免计算机114将不合格品错误地判定为合格品。另外,与上述情况相反,在灰阶卡94的照度等超过基准值的情况下,计算机114判定为“检查成立”。这样,只有在检查成立时被判定为合格品的连杆10被送到第2检查部60。因此,能够提高检查结果的可靠性,并且能够保证供给到下一工序的连杆10的品质。51.当检查结束时,所述2个线性致动器同步施力,第1滑动件82和第2滑动件84沿着导轨85a、85b向彼此远离的方向移动。伴随着该移动,第1把持爪78、第2把持爪80分别与大端部14、小端部18分离,由此,连杆10从卡盘76的把持中释放并被载置于第1移动台62上。并且,翻转动作机器人64进行动作,通过其夹持手115夹持连杆10的杆部20。并且,翻转动作机器人64的各臂适宜地动作,使连杆10上下翻转。连杆10在翻转的同时位于形成在第2检查部60的工作台116的贯通窗74的上方。52.即,移动到第2检查部60的连杆10成为如下姿势:在第1检查部56中面向垂直下方的下表面面向垂直上方,在第1检查部56中面向垂直上方的上表面面向垂直下方。但是,为了易于区分,在第1检查部56中面向垂直下方的下表面、上表面在第2检查部60中也分别称为下表面、上表面。这样,在第1检查部56中对连杆10的上半部分进行了检查,与此相对,在第2检查部60中使剩余的下半部分为面向垂直上方的姿势进行检查。53.以后的动作与第1检查部56中的检查时同样。即,由卡盘76从大端部14侧及小端部18侧把持连杆10,其后,在从照明装置照射光的状态下,拍摄连杆10的检查图像。即使在该情况下,也基于灰阶卡94的照度等判定是否确保了照明装置的发光强度,换言之,判定检查是否成立。54.当然,根据由摄像头拍摄的连杆10的检查图像来判定有无划痕等缺陷部位。在检查条件不成立的情况下或者即使检查成立也判定为不合格品的情况下,连杆10被从排除传送带排除。另一方面,在检查成立时被判定为合格品的连杆10从卡盘76的把持中释放之后被载置于预先位于贯通窗74的第2移动台66上。55.其后,第2移动台66从工作台116的退避口118离开,移动到送出口54。并且,第2移动台66上的连杆10被第2移载机器人载置于送出侧传送带36的第2带44上。由于第2带44进行环绕动作,因此连杆10通过送出侧传送带36被输送到下一工序。因此,在该情况下,也只有在检查成立时被判定为合格品的连杆10被供给到下一工序,例如被供给到内燃机的组装工序。56.通过以上方式,能够分开进行上表面侧(上半部分)和下表面侧(下半部分)的检查,仅将未发现缺陷部位的连杆10输送到下一工序。57.另外,根据第一实施方式,是在第1把持爪78及第2把持爪80的被照射部位设置灰阶卡94(板)的程度。即,不需要在现有的设备中组装附加的机构,也不需要进行设计变更或改造。因此,能够避免外观检查系统30的结构变得复杂,并且能够以低成本提高检查结果的可靠性。除此之外,由于通过多个灰阶卡94进行判定,因此可靠性进一步提高。58.此外,当“检查条件不成立”的判定过度地连续或过度地频发时,作为其原因,可以考虑灰阶卡94产生了污垢。在这种情况下,只要清洁灰阶卡94即可。或者,为了避免这种情况,也可以定期清洁灰阶卡94。59.另外,也可以制作同时拍摄了对照灰阶和标准样品的对照图像,将该对照图像与检查图像进行对比,判定检查图像中的灰阶卡94的照度等是否低于对照卡的照度等。由此,也能够判定检查是否成立。60.接着,对第2实施方式所涉及的外观检查系统进行说明。图6是构成第2实施方式所涉及的外观检查系统的第1把持爪130、第2把持爪132的概略整体立体图。在该情况下,第1把持爪130和第2把持爪132具有与第1实施方式同样的结构要素。因此,对与图3所示的结构要素相同的结构要素标注相同的附图标记,并省略其详细说明。61.在第1把持爪130和第2把持爪132上,代替灰阶卡94而在被照射部位设置有受光装置134。作为受光装置134,例如可以采用构成为包含光电二极管(photodiode)的公知的装置。62.在这种情况下,在第1检查部56和第2检查部60中,当从照明装置向连杆10照射光时,光也照射到多个(在该情况下为8个)受光装置134。换言之,受光装置134接收光。构成受光装置134的光电二极管将光转换为电。照度越大,向电转换的转换量越大。因此,基于由光电二极管产生的电量,能够测定照射到受光装置134的光的照度。63.在这种情况下,计算机114在照度的测定值为预先设定的基准值以下时判定为“检查条件不成立”,并将结果作为信息信号发送到控制部120。与第1实施方式同样,接收到该信息信号的控制部120进行将连杆10从排除传送带排除的控制。64.与此相对,在照度的测定值超过预先设定的基准值时,计算机114判定为“检查成立”。在这种情况下,如果为合格品则供给到下一工序,如果为不合格品则从排除传送带排除。因此,在第2实施方式中,也能够得到与第1实施方式相同的效果。65.本发明并不特别限定于上述第1实施方式和第2实施方式,而是在不脱离本发明的主旨的范围内能进行各种变更。66.例如,当然也可以将连杆10以外的结构物(部件)作为检查对象物。67.另外,在本实施方式中是由计算机114进行判定,但也可以由计算机114将检查结果作为信息发送给控制部120,并且由接受了该信息的控制部120进行判定。68.并且,也可以在判定有无划痕122之前,基于灰阶卡94的照度等或受光装置134的照度的测定值来判定检查成立或检查不成立。当前第1页12当前第1页12
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