一种可调式视觉影像系统的制作方法

1.本实用新型涉及视觉检测设备领域，尤其涉及一种可调式视觉影像系统。


背景技术：

2.视觉检测是利用相机代替人眼睛去完成识别、测量等功能的检测技术。相比于人检，视觉检测自动化程度更高，有潜力达到较高的检测效率和准确度。
3.目前的多种视觉检测装置有两种形式，一种是人工根据产品检测指标的清晰度来辨别适合相机光源的工作检测距离；第二种就是外加单轴机械手分别控制相机和光源的高低距离达到远程控制的目的。然而，第一种方式的检测效率太低，而且人工辨别的检测距离存在误差；第二种方式的造价昂贵，而且体积庞大从设计到组装再到调试耗时长，生产成本较高。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可调式视觉影像系统。
5.为了实现上述技术目的，本实用新型采用下述技术方案：
6.本实用新型技术方案提供一种可调式视觉影像系统，包括：
7.旋转机台，用于放置待拍摄产品；
8.水平移动模组，沿水平方向设置于所述旋转机台的一侧，并具有沿水平方向可往复移动的水平滑台，以在所述水平方向上靠近或远离所述旋转机台；
9.竖直移动模组，沿竖直方向设置于所述水平滑台上，并具有沿竖直方向可往复移动的第一竖直滑台和第二竖直滑台，所述第一竖直滑台与所述第二竖直滑台间隔设置并位于同一条直线上；
10.相机模组，所述相机模组的第一端与所述第一竖直滑台连接固定，所述相机模组的第二端与所述第二竖直滑台连接固定，以通过所述第一竖直滑台和所述第二竖直滑台共同带动所述相机模组在竖直方向上靠近或远离所述旋转机台，并通过所述第一竖直滑台与所述第二竖直滑台在所述竖直方向上的相对移动调节所述相机模组的焦距。
11.优选地，所述竖直移动模组包括：
12.竖直外壳，沿竖直方向设置于所述水平滑台上；
13.竖直滑轨，沿竖直方向安装于所述竖直外壳上，且所述竖直滑轨上设有第一滑块和第二滑块，以与所述竖直滑轨滑动配合；
14.第一驱动部，设置于所述竖直外壳上，所述第一竖直滑台安装于所述第一驱动部的输出端并与所述第一滑块连接，以通过所述第一驱动部带动所述第一竖直滑台沿所述竖直滑轨往复移动；
15.第二驱动部，设置于所述竖直外壳上，所述第二竖直滑台安装于所述第二驱动部的输出端并与所述第二滑块连接，以通过所述第二驱动部带动所述第二竖直滑台沿所述竖直滑轨往复移动。
16.优选地，所述竖直移动模组还包括：
17.第三驱动部，设置于所述竖直外壳上，所述第三驱动部的驱动端安装有第三竖直滑台，所述第三竖直滑台位于所述第二竖直滑台的远离所述第一竖直滑台的一侧，且所述第三竖直滑台上安装有竖直极限板；
18.所述竖直滑轨的一侧还设有第一光电开关和第二光电开关，所述第三驱动部带动所述第三竖直滑台沿竖直方向往复移动，以使所述竖直极限板在所述第一光电开关与所述第二光电开关之间往复移动，从而指示在竖直方向上的运动极限位置。
19.优选地，所述第一驱动部包括：
20.竖直步进电机，设置于所述竖直外壳的顶部；
21.竖直丝杆，安装于所述步进电机的输出轴上；
22.竖直丝杆螺母，螺纹连接于所述竖直丝杆上，且所述竖直丝杆螺母与所述第一竖直滑台连接；
23.所述竖直步进电机能够绕竖直方向往复转动，以通过所述竖直丝杆带动所述竖直丝杆螺母竖直上升或竖直下降，进而带动所述第一竖直滑台在所述竖直方向上往复移动。
24.优选地，所述竖直外壳上刻画有第一指示刻度，所述第一竖直滑台和所述第二竖直滑台上均设有指向所述第一指示刻度的指示标识，以用于通过所述指示标识指示所述第一竖直滑台和所述第二竖直滑台与所述旋转机台在竖直方向上的相对位置。
25.优选地，所述水平模组包括：
26.水平外壳，沿水平方向设置于所述旋转机台的一侧；
27.水平步进电机，沿水平方向设置于所述水平外壳上；
28.水平滑轨，沿水平方向设置于所述水平外壳上，且所述水平滑轨上设有水平滑块；
29.水平丝杆，沿水平方向安装于所述水平步进电机的输出端；
30.水平丝杆螺母，螺纹连接于所述水平丝杆上，所述水平滑台与所述水平丝杆螺母连接；
31.所述水平步进电机通过所述水平丝杆带动所述水平丝杆螺母沿水平方向往复移动，以带动所述水平滑台沿所述水平方向往复移动。
32.优选地，所述水平滑台上安装有水平极限板，所述水平外壳上安装有第三光电开关和第四光电开关；
33.所述水平步进电机带动所述水平滑台沿水平方向往复移动，以使所述水平极限板在所述第三光电开关与所述第四光电开关之间往复移动，从而指示在水平方向上的运动极限位置。
34.优选地，所述水平外壳上刻画有第二指示刻度，所述水平滑台上设有指向所述第二指示刻度的指示标识，以用于通过所述指示标识指示所述水平滑台与所述旋转机台在水平方向上的相对位置。
35.优选地，所述相机模组包括：
36.相机固定板，固定于所述第一竖直滑台上；
37.相机组件，安装于所述相机固定板上；
38.光源固定板，固定于所述第二竖直滑台上；
39.光源，安装于所述光源固定板上。
40.优选地，还包括控制器，所述控制器与所述旋转机台、水平移动模组、竖直移动模组电连接，以控制所述旋转机台、水平移动模组、竖直移动模组的机械运动；所述控制器还与所述相机模组电连接，以控制所述相机模组的拍摄时机。
41.本实用新型与现有技术相比，有益效果如下：
42.(1)本实用新型提供的视觉影像系统，通过水平移动模组与竖直移动模组的相互配合，能够对相机模组进行精确定位，不仅使用便利，而且能够根据不同的产品调整相机模组的位置和焦距，以提高整个系统的适用性。
43.(2)通过竖直极限板与第一光电开关和第二光电开关的配合结构，以及水平极限板与第三光电开关和第四光电开关的配合结构，能够在水平方向和竖直方向进行极限位置的指定，以提高系统工作的安全性。
44.(3)此外，在竖直方向和水平方向上都设置有指示刻度和指示标识，以方便操作人员直观地观察相机模组所在的位置，有利于操作人员判断相机模组是否移动到位。
附图说明
45.图1是本实用新型实施例提供的可调式视觉影像系统的结构示意图；
46.图2是本实用新型实施例中，水平移动模组的组装结构示意图；
47.图3是本实用新型实施例中，水平移动模组的分解结构示意图；
48.图4是本实用新型实施例中，竖直移动模组的组装结构示意图；
49.图5是本实用新型实施例中，竖直移动模组的分解结构示意图；
50.图6是本实用新型实施例中，相机模组的组装结构示意图。
51.在附图中，各附图标记表示：
52.1、旋转机台；101、旋转电机；
53.2、水平移动模组；21、水平外壳；22、水平步进电机；23、水平滑轨；24、水平丝杆；25、水平丝杆螺母；231、水平滑块；201、水平滑台；202、水平极限板；211、第三光电开关；212、第四光电开关；213、第二指示刻度；
54.3、竖直移动模组；31、竖直外壳；32、竖直滑轨；33、第一驱动部；34、第二驱动部；35、第三驱动部；311、竖直挡板；312、水平挡板；313、第一指示刻度；321、第一滑块；322、第二滑块；331、竖直步进电机；332、竖直丝杆；333、竖直丝杆螺母；301、第一竖直滑台；302、第二竖直滑台；303、第三竖直滑台；304、竖直极限板；305、第一光电开关；306、第二光电开关；
55.4、相机模组；41、相机固定板；42、相机组件；43、光源固定板；44、光源；
56.10、待拍摄产品；20、指示标识。
具体实施方式
57.为使本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
58.如图1所示，本实用新型实施例提供的一种可调式视觉影像系统，包括旋转机台1、
水平移动模组2、竖直移动模组3以及相机模组4。
59.其中，旋转机台1用于放置待拍摄产品10，旋转机台1能够绕竖直方向(即图1中的z轴方向)转动，以更换待拍摄产品10。水平移动模组2沿水平方向(即图1中的x轴反向)设置于旋转机台1的一侧，并具有沿水平方向可往复移动的水平滑台201，以在水平方向上靠近或远离旋转机台1。竖直移动模组3沿竖直方向(即图1中的z轴方向)设置于水平滑台201上，并具有沿竖直方向可往复移动的第一竖直滑台301和第二竖直滑台302，第一竖直滑台301与第二竖直滑台302间隔设置并位于同一条直线上。相机模组4的第一端与第一竖直滑台301连接固定，相机模组4的第二端与第二竖直滑台302连接固定，以通过第一竖直滑台301和第二竖直滑台302共同带动相机模组4在竖直方向上靠近或远离旋转机台1，并通过第一竖直滑台301与第二竖直滑台302在竖直方向上的相对移动调节相机模组4的焦距。
60.本实施例中，具体使用时，通过将待拍摄产品10放置在旋转机台1，通过旋转机台1将待拍摄产品移动至检测工位；然后，通过水平移动模组2在x轴方向上移动，以调节相机模组4与待拍摄产品10之间的水平距离；再然后，通过竖直移动模组3上的第一竖直滑台301和第二竖直滑台302共同带动相机模组4在z轴方向上移动，从而调节相机模组4与待拍摄产品10之间的竖直高度；而且，通过第一竖直滑台301和第二竖直滑台302的相对移动，能够调节相机模组4的焦距，以获取更清晰的拍摄图像。此外，当待拍摄产品10的种类改变后，可通过控制系统对视觉影像系统进行自动控制，从而根据不同待拍摄产品10的检测需求，自动调节水平移动模组2和竖直移动模组3与旋转机台1的相对位置。
61.在上述实施例中，优选地，旋转机台1为圆盘形机台，由透明材质(例如：玻璃)制成，旋转机台1的圆心下方设有旋转电机101，以带动圆盘形机台绕z轴方向转动。其中，该旋转机台1的台面上具有多个待检测工位，每一个待检测工位上均用于放置待拍摄产品10，以对待拍摄产品10进行定位。可以理解的是，待检测工位上的待拍摄产品10的类型改变后，则需要根据待拍摄产品10的类型适应性调整相机模组4的拍摄位置。
62.如图2和图3所示，在上述实施例中，水平移动模组2包括水平外壳21、水平步进电机22、水平滑轨23、水平丝杆24以及水平丝杆螺母25。具体的，该水平外壳21沿水平方向(即图1中的x轴方向)设置于旋转机台1的一侧，用于为其他部件提供安装基础。水平步进电机22沿水平方向设置于水平外壳21上，以作为驱动件用于提供旋转动力。水平滑轨23沿水平方向设置于水平外壳21上，且水平滑轨23上设有水平滑块231，从而形成水平滑轨组件，用于对水平滑台201进行移动导向，避免水平滑台201在移动过程中发生偏移。水平丝杆24沿水平方向安装于水平步进电机22的输出端，以随水平步进电机22的转动而转动；并且，水平丝杆螺母25螺纹连接于水平丝杆24上，水平滑台201与水平丝杆螺母25连接。由此，当水平步进电机22转动时(可正转或反转)，会带动水平丝杆24转动，从而通过水平丝杆24带动水平丝杆螺母25沿水平方向往复移动，进而利用该水平丝杆螺母25带动水平滑台201沿水平方向往复移动，以靠近或远离旋转机台1。
63.如图2所示，在上述实施例中，优选地，水平滑台201上安装有水平极限板202，水平外壳21上安装有第三光电开关211和第四光电开关212。当水平步进电机22带动水平滑台201沿水平方向往复移动时，会使得水平极限板202在第三光电开关211与第四光电开关212之间往复移动，从而指示在水平方向上的运动极限位置，避免超过运动极限位置而出现碰撞的风险。其中，本实施例中，第三光电开关211和第四光电开关212均为对射式光电开关，
当水平极限板202在水平方向移动至极限位置时会阻挡第三光电开关211或第四光电开关212的对射光线，从而控制水平步进电机22停止转动，开始反转。可以理解的是，在其他实施例中，可根据需要对水平极限板202、第三光电开关211、第四光电开关212进行适应性选择，只要能满足上述功能即可。
64.如图3所示，在上述实施例中，水平外壳21上刻画有第二指示刻度213，水平滑台201上设有指向第二指示刻度的指示标识20，以用于通过指示标识20指示水平滑台201与旋转机台1在水平方向上的相对位置。其中，本实施例中，第二指示刻度213与厘米尺上的指示刻度相同，指示标识20为指向第二指示刻度213的箭头，箭头的尖端所指向的刻度位置即为水平滑台201与旋转机台1在水平方向上的距离。可以理解的是，在其他实施例中，第二指示刻度213也可以替换为分米尺、英尺等其他规格的指示刻度。
65.如图4和图5所示，在上述实施例中，竖直移动模组3包括竖直外壳31、竖直滑轨32、第一驱动部33和第二驱动部34。其中，竖直外壳31沿竖直方向设置于水平滑台201上，由三块竖直挡板311和两块水平挡板312拼接而成，用于为其他部件提供安装基础。竖直滑轨32沿竖直方向安装于竖直外壳31上，且竖直滑轨32上设有第一滑块321和第二滑块322，以与竖直滑轨32滑动配合，用于安装第一竖直滑台301和第二竖直滑台302。
66.第一驱动部33设置于竖直外壳31上，第一竖直滑台301安装于第一驱动部33的输出端并与第一滑块321连接，以通过第一驱动部33带动第一竖直滑台301沿竖直滑轨32往复移动。具体的，本实施例中，第一驱动部33包括竖直步进电机331、竖直丝杆332以及竖直丝杆螺母333。竖直步进电机331设置于竖直外壳31的顶部，以作为旋转动力源，提供旋转动力。竖直丝杆332安装于竖直步进电机331的输出轴上，以作为动力传递部件，随竖直步进电机331输出轴的转动而转动。竖直丝杆螺母333螺纹连接于竖直丝杆332上，且竖直丝杆螺母333与第一竖直滑台301连接，由此，当竖直步进电机331绕竖直方向往复转动时，会通过竖直丝杆332带动竖直丝杆螺母333竖直上升或竖直下降，进而带动第一竖直滑台301在竖直方向上往复移动。可以理解的是，本实施例中，第一驱动部33的结构仅为一种较优的实施方式，在其他实施例中，可根据需要对第一驱动部33进行适应性结构调整。
67.类似的，第二驱动部34设置于竖直外壳31上，第二竖直滑台302安装于第二驱动部34的输出端并与第二滑块322连接，以通过第二驱动部34带动第二竖直滑台302沿竖直滑轨32往复移动。其中，第二驱动部34的结构与第一驱动部33相同，在此不再赘述。
68.此外，在上述实施例中，竖直移动模组3还包括第三驱动部35。该第三驱动部35设置于竖直外壳31上，第三驱动部35的驱动端安装有第三竖直滑台303，第三竖直滑台303位于第二竖直滑台302的远离第一竖直滑台301的一侧，且第三竖直滑台303上安装有竖直极限板304。相应地，竖直滑轨32的一侧还设有第一光电开关305和第二光电开关306，第三驱动部35带动第三竖直滑台303沿竖直方向往复移动，以使竖直极限板304在第一光电开关305与第二光电开关306之间往复移动，从而指示在竖直方向上的运动极限位置。其中，第三驱动部35的结构与第一驱动部33和第二驱动部34相同，并且，竖直极限板304与第一光电开关305和第二光电开关306的配合结构，与水平极限板202与第三光电开关211和第四光电开关212的配合结构相同，在此不再赘述。
69.由此，在上述实施例中，竖直移动模组3为三轴一体结构，即：第一驱动部33、第二驱动部34和第三驱动部35分别控制第一竖直滑台301、第二竖直滑台302和第三竖直滑台
303沿竖直滑轨32滑动。其中，第一竖直滑台301和第二竖直滑台302沿竖直滑轨32的滑动能够调节相机模组4在竖直方向上的位置，并能够调节相机模组4的焦距；第三竖直滑台303沿竖直滑轨32滑动能够指示在竖直方向上的运动极限位置。
70.此外，在上述实施例中，竖直外壳31上刻画有第一指示刻度313，第一竖直滑台301和第二竖直滑台302上均设有指向第一指示刻度313的指示标识20，以用于通过指示标识20指示第一竖直滑台301和第二竖直滑台302与旋转机台1在竖直方向上的相对位置。其中，第一指示刻度313与第二指示刻度213相同，在此不再赘述。
71.如图6所示，在上述实施例中，相机模组4包括相机固定板41、相机组件42、光源固定板43以及光源44。其中，相机固定板41固定于第一竖直滑台301上，以用于为相机组件42提供安装基础；相机组件42安装于相机固定板41上，以用于进行图像拍摄；光源固定板43固定于第二竖直滑台302上，以用于为光源44提供安装基础；光源44安装于光源固定板43上，以用于照亮待拍摄区域。
72.在上述实施例中，视觉影像系统还包括控制器(例如：plc控制器)，以用于进行程序控制。具体的，该控制器与旋转机台1、水平移动模组2、竖直移动模组3电连接，以控制旋转机台1、水平移动模组2、竖直移动模组3的机械运动。而且，控制器还与相机模组4电连接，以控制相机模组4的拍摄时机。由此，当待拍摄产品10改变后，可根据预先编辑的控制程序，对水平移动模组2、竖直移动模组3进行运动控制，以调节相机模组4至最佳拍摄位置后，控制相机模组4进行图像拍摄，以适应不同产品的检测需求。
73.综上所述，本实用新型实施例提供的视觉影像系统，通过水平移动模组2与竖直移动模组3的相互配合，能够对相机模组4进行精确定位，不仅使用便利，而且能够根据不同的产品调整相机模组4的位置和焦距，以提高整个系统的适用性。而且，通过竖直极限板304与第一光电开关305和第二光电开关306的配合结构，以及水平极限板202与第三光电开关211和第四光电开关212的配合结构能够在水平方向和竖直方向进行极限位置的指定，以提高系统工作的安全性。此外，在竖直方向和水平方向上都设置有指示刻度和指示标识，以方便操作人员直观地观察相机模组4所在的位置，有利于操作人员判断相机模组4是否移动到位。
74.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
75.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”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。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。
76.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权
利要求的保护范围为准。