一种应用于空气滤芯的直线型视觉检测机

技术领域

本发明涉及空气滤芯制造设备技术领域，具体公开了一种应用于空气滤芯的直线型视觉检测机。

背景技术

空气滤芯的类型有很多，其中应用于空调空气过滤的大多是板式滤芯，参照图1，其主要由折叠呈锯齿状构造的过滤层以及粘贴在过滤层外的外框构成，过滤层以及外框多为聚酯纤维、聚丙烯纤维等无纺布材料，这类空气滤芯具有有效过滤面积大、构造轻柔的特点。

这类空气滤芯在制造完成后的质检项目较多，包括尺寸大小、表面瑕疵、滤纸折叠情况、外框粘贴情况、核对外框的标签信息等，因而需要对其正反两面以及四个侧端共六个面进行质检。

现有采用较多的质检手段是CCD视觉检测，但由于摄像机只能采集二维数据，对于这类空气滤芯特殊需要多视角检测的质检需求，则需要依靠摄像机进行多方位的图像采集，导致目前的这类集成多方位CCD视觉检测机存在设备复杂、占地空间大、质检效率低下等的缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用于空气滤芯的直线型视觉检测机。

本发明公开了一种应用于空气滤芯的直线型视觉检测机，采用如下的技术方案：

一种应用于空气滤芯的直线型视觉检测机，包括机体，还包括设置在机体上的进料机构、直线推动机构、透明检测台、检测框、升降旋转机构、运转机构、上层输送机构、下层输送机构以及抓取机构；

所述透明检测台的上方设有上侧摄像机、下方设有下侧摄像机；

所述检测框上方的前侧设有前侧摄像机、后侧设有后侧摄像机，所述升降旋转机构设在检测框下方，所述升降旋转机构用于将空气滤芯上升至前侧摄像机与后侧摄像机之间，并用于将空气滤芯旋转而改变其朝向；

所述透明检测台、检测框、运转机构以及上层输送机构沿直线方向布置，所述直线推动机构通过抵靠空气滤芯侧端推动其从进料机构到透明检测台、检测框的运输；

所述上层输送机构与下层输送机构呈上下层设置，所述运转机构通过翻转与下层输送机构对接；所述抓取机构用于将空气滤芯从检测框上方夹取运输至运转机构或上层输送机构上。

优选地，所述机体上设有水平运输线，所述水平运输线与所述透明检测台、检测框、运转机构以及上层输送机构的直线方布置方向平行；所述直线推动机构以及抓取机构分别配置在所述水平输送线上实现其沿x轴运输的功能。

优选地，所述水平运输线为连续或间断设置。

优选地，所述直线推动机构在推动空气滤芯至透明检测台的检测位的过程中，控制逻辑进一步设置为包括：

(1)以第一速度推动空气滤芯在透明检测台的光滑表面上前行70～80％行程后，暂停推动空气滤芯；

(2)自停止推动空气滤芯之刻起，间隔设定时长后以第二速度推动空气滤芯以完成位置校正。

优选地，所述第一速度与第二速度之比为(3.5～4.5):1；所述间隔设定时长为0.5～2s。

优选地，所述直线推动机构包括推动件、第一水平输送件、第一升降件；所述第一升降件控制推动件沿y轴移动至空气滤芯一侧，所述第一水平输送件控制推动件沿x轴移动并推动空气滤芯。

优选地，所述抓取机构包括夹爪、夹持驱动件、第二水平输送件、第二升降件；所述夹持驱动件驱使夹爪夹取、放置空气滤芯；所述第二升降件控制所述夹爪沿y轴移动；所述第二水平输送件控制所述夹爪沿x轴移动。

优选地，所述机体上设有两相平行的滤芯导板，两滤芯导板沿着直线推动机构的运输方向设置，空气滤芯沿着两滤芯导板之间移动，所述机体上设有用于驱动滤芯导板靠拢或远离空气滤芯的驱动件。

优选地，所述滤芯导板为包括拆分的第一滤芯导板与第二滤芯导板，两平行的第一滤芯导板设于第一检测机构上，两平行的第二滤芯导板设于第二检测机构上；所述驱动件为包括拆分的第一驱动件与第二驱动件，所述第一驱动件与第一滤芯导板装配连接，所述第二驱动件与第二滤芯导板装配连接。

优选地，两第二滤芯导板上均设有连接座，所述前侧摄像机与后侧摄像机分别连接在两第二滤芯导板的连接座上。

优选地，所述推动件包括进料推动件与出料推动件，所述进料推动件与出料推动件前后间隔设置在x轴方向上。

优选地，所述透明检测台的表面与检测框的表面对齐相接，所述透明检测台的表面粗糙度与检测框的表面粗糙度相差在2.5μm以内。

优选地，所述进料机构包括配置在机体上的进料传送带、进料校正推板以及校正驱动件，所述进料传送带位于所述透明检测台的一侧，且与直线推动机构的运输路线相对接，所述校正驱动件驱使进料校正推板以水平且垂直于进料传送带的方向移动，驱动进料校正推板抵靠空气滤芯的侧端。

与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：

本发明针对于具有构造轻、柔特点的空气滤芯所专门研发出的可批量化质检的视觉检测机，通过设置直线推动机构、抓取机构与透明检测台、检测框、运转机构以及上层输送机构的直线方布置相结合，使得空气滤芯的进料、正反两面检测、四个侧端检测、产品分选、出料的多个工序过程能够在同一直线方向上完成，全新的简化布局结构不仅结构紧凑、占地空间更小，而且形成了流水线运输形式的质检作业，质检效率得到了极大的提升。

附图说明

图1为现有技术的空气滤芯结构示意图；

图2为应用于空气滤芯的直线型视觉检测机的整机结构示意图；

图3为图2的A放大图；

图4为应用于空气滤芯的直线型视觉检测机的升降旋转机构结构示意图；

图5为应用于空气滤芯的直线型视觉检测机的运转机构结构示意图。

附图标号说明：

1、机体；2、进料机构；21、进料传送带；22、进料校正推板；23、校正驱动件；3、直线推动机构；31、推动件；311、进料推动件；312、出料推动件；32、第一水平输送件；33、第一升降件；4、透明检测台；41、上侧摄像机；42、第一滤芯导板；5、检测框；51、前侧摄像机；52、第二滤芯导板；53、连接座；6、升降旋转机构；61、升降设备；62、支架；63、旋转设备；64、放置平台；65、夹具；7、运转机构；71、框体；72、转动辊；73、驱动轴；74、伸缩件；81、上层输送机构；82、下层输送机构；9、抓取机构；91、夹爪；92、夹持驱动件；93、第二水平输送件；94、第二升降件。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例公开一种应用于空气滤芯的直线型视觉检测机，参照图2，其包括机体1，机体1上设有进料机构2、直线推动机构3、透明检测台4、检测框5、升降旋转机构6、运转机构7、上层输送机构81、下层输送机构82以及抓取机构9。

本实施例的进料机构2、透明检测台4、检测框5、运转机构7以及上层输送机构81沿直线方向布置，上层输送机构81与下层输送机构82呈上下层设置，运转机构7通过翻转与下层输送机构82对接。直线推动机构3通过抵靠空气滤芯侧端推动其从进料机构2到透明检测台4、检测框5的运输。空气滤芯被推动至透明检测台4上进行上下两面的视觉检测，接着被推动至检测框5上进行四个侧端的视觉检测，完成六个面的质检后，抓取机构9将空气滤芯从检测框5上方夹取，根据视觉检测结果将合格品与次品进行分选而运输至运转机构7或上层输送机构81上，完成对空气滤芯的质检分类。

本实施例的透明检测台4、检测框5、运转机构7以及上层输送机构81的直线布置方向相平行的一侧机体1上设有水平运输线，直线推动机构3以及抓取机构9分别配置在水平输送线上实现其沿x轴运输空气滤芯的功能。在本实施例中水平运输线为间断设置，在其他实施例中也可为连续设置。本方案通过将直线推动机构3以及抓取机构9的x轴运输配置，与透明检测台4、检测框5、运转机构7以及上层输送机构81的直线方布置相结合，使得空气滤芯的进料、正反两面检测、四个侧端检测、产品分选、出料的多个工序过程能够在同一直线方向上完成，全新的布局结构不仅更加紧凑、占地空间更小，而且形成了流水线运输形式的质检作业，从而极大地提高了质检效率。

参照图2、3，本实施例的直线推动机构3包括推动件31、第一水平输送件32、第一升降件33。第一水平输送件32设置在机体1上的水平运输线上沿x轴移动，具体可为丝杆步进电机；第一升降件33配置于第一水平输送件32上，推动件31装配在第一升降件33上被其驱动沿y轴移动。推动件31通过第一升降件33驱动其沿y轴下降至空气滤芯一侧，接着通过第一水平输送件32驱动其沿x轴移动并水平推动空气滤芯。

参照图2，本实施例的进料机构2包括配置在机体上的进料传送带21、进料校正推板22以及校正驱动件23。进料传送带21末端的表面与透明检测台4表面对齐相接，进料传送带21将空气滤芯运输至透明检测台4一侧，进料传送带21与直线推动机构3的运输路线相对接，直线推动机构3将空气滤芯从进料传送带21上推动至透明检测台4上。校正驱动件23配置在机体1上，进料校正推板22配置在校正驱动件23上，校正驱动件23驱使进料校正推板22以水平且垂直于进料传送带21的方向移动，驱动进料校正推板22抵靠空气滤芯的侧端，从而将空气滤芯推动其至预定位置处，如此，能够消除空气滤芯在流水线输送过程中产生的z轴位移偏差或旋转偏移，实现校正效果。在其他实施例中，待测的空气滤芯也可通过其他输送方式进行进料，本方案的待测空气滤芯进料方式不局限于传送带形式。

参照图2，本实施例的透明检测台4具体可为玻璃或亚克力透明板材，表面粗糙度为0.8μm，透明检测台4的上方设有上侧摄像机41、下方设有下侧摄像机，空气滤芯放置于透明检测台4上，从而使得其正反两面进行视觉检测。

参照图2、图4，本实施例的检测框5为中部开孔贯通，且表面光滑的板材，检测框5的表面与透明检测台4的表面对齐相接，检测框5上方的前侧设有前侧摄像机51、后侧设有后侧摄像机，检测框5下方设有升降旋转机构6。本实施例的升降旋转机构6包括升降设备61、支架62、旋转设备63、放置平台64、夹具65以及夹具驱动件。升降设备61装配在机体1上的检测框5下方，支架62则装配在升降设备61上，升降设备61具体为丝杆步进电机，用于控制支架62沿着y轴上升与下降；旋转设备63安装在支架62上，而放置平台64则装配在旋转设备63上，旋转设备63用于控制放置平台64的水平旋转；夹具65为透明材质的塑料片，夹具驱动件具体为安装在支架62上的步进电机、齿轮以及齿条的组装配合，用于驱动夹具65将空气滤芯稳定夹持在放置平台64上。

空气滤芯通过被推动至检测框5的表面，使其与升降旋转机构6相对应，升降旋转机构6将空气滤芯提升至前侧摄像机51与后侧摄像机之间进行视觉检测，使空气滤芯在旋转过程中不会与检测框5表面接触，悬空旋转的方式减少了对空气滤芯的表面摩擦造成的损伤或位置偏差，除此之外，空气滤芯能够被保持稳定地被夹持而进行升降、旋转朝向，从而使其四个侧端的质检能够在x轴运输方向的原位上高效完成，不仅提高了质检效率，而且缩短了质检流水线的长度，减少了占地空间。

进一步地，本实施例的直线推动机构3在推动空气滤芯至透明检测台4的检测位的过程中，控制逻辑设置为包括：

(1)以第一速度推动空气滤芯在透明检测台4的光滑表面上前行70～80％行程后(优选为75％)，暂停推动空气滤芯；

(2)自停止推动空气滤芯之刻起，间隔设定时长后以第二速度推动空气滤芯以完成位置校正。

本实施例通过进一步设计直线推动机构3的控制逻辑，控制直线推动机构3在x轴的移动过程分为两段：全速推动与位置校正。直线推动机构3刚启动时，以第一速度推动空气滤芯快速前行，由于空气滤芯具有构造轻、柔的特点，且透明检测台的表面较为光滑，导致空气滤芯在透明检测台上的静摩擦力较小，空气滤芯受到高速推动后会产生一定的惯性而继续向前滑行，因而通过在即将到位前控制直线推动机构3停止推动，在第二速度下完成最后一步的推动，完成位置校正。本方案通过控制第一速度与第二速度之比为(3.5～4.5):1，优选为4:1；间隔设定时长为0.5～2s，优选为1s，特定的参数设定，是出于滤芯表面材质、滤芯尺寸重量、透明检测台粗糙度、直线推动机构的推力、滑行距离等多方面因素进行综合考量而得出的，保证了高度精准的运输定位，从而既能够高速、平稳地运输空气滤芯，又能够克服空气滤芯的惯性滑行问题，将空气滤芯精准运输至的视觉检测位置处。

参照图3，本实施例的推动件31包括进料推动件311与出料推动件312，进料推动件311与出料推动件312前后间隔设置在x轴方向的水平运输线上。从而使得进料推动件311将空气滤芯从进料传送带21推动至透明检测台4的同时，出料推动件312将质检好正反面的空气滤芯从透明检测台4推动至检测框5上，从而实现同时进料与出料，加快了运输效率，更有利于流水线质检。

进一步地，由于直线推动机构3能够同步控制进料推动件311与出料推动件312的移动，且空气滤芯高速推动至检测框5上也会发生一定程度的惯性滑行，因而本实施例要求透明检测台4的表面粗糙度与检测框5的表面粗糙度相差在2.5μm以内，如此，使得空气滤芯在透明检测台4到检测框5的路程也能够得到直线推动机构控制逻辑的高速、精准定位运输，从而无需对空气滤芯在到达透明检测台4、检测框5两次位移动作，设计两套不同控制逻辑的运输设备，故而充分简化了设备布局，大幅降低了设备生产造价以及操作难度。

此外，针对空气滤芯具有构造轻、柔的特点，以及透明检测台4的光滑表面特点，本实施例的机体1上设有两平行的第一滤芯导板42，两第一滤芯导板42在透明检测台上沿着直线推动机构3的运输方向设置，使得空气滤芯在被推动的过程中，能够沿着两第一滤芯导板42内侧在x轴上前行，而不会在z轴方向发生偏移。作为优选方案，机体1上设有第一驱动件，第一驱动件具体可为丝杆步进电机，第一滤芯导板42与第一驱动件连接，第一驱动件驱使第一滤芯导板42靠拢或远离空气滤芯。通过第一滤芯导板42与第一驱动件的配合，一方面起到了对空气滤芯的导向作用，另一方面使得第一滤芯导板42可活动，不但能更方便地调整两第一滤芯导板42的间距，以匹配不同尺寸空气滤芯的导向运输，而且，空气滤芯被推动到位后，第一驱动件驱使两第一滤芯导板42离开空气滤芯，上侧摄像机41以及下侧摄像机再对空气滤芯进行视觉检测，第一滤芯导板42离开与空气滤芯侧端的接触，可避免滤芯导板进入视觉检测视野造成干扰，提高视觉检测的可靠性与精准度。

参照图2，由于本实施例的检测框5同样为光滑表面，因而在机体上还设有两平行的第二滤芯导板52，两第二滤芯导板52在检测框5上沿着直线推动机构3的运输方向设置。作为优选方案，机体1上设有第二驱动件，第二驱动件具体可为丝杆步进电机，第二滤芯导板52与第二驱动件连接，第二驱动件驱使第二滤芯导板52靠拢或远离空气滤芯。如此，使得空气滤芯在被推动的过程中，能够沿着两第二滤芯导板52内侧在x轴上前行，而不会在z轴方向发生偏移。

参照图2，本实施例的两第二滤芯导板52上均设有连接座53，前侧摄像机51与后侧摄像机分别连接在两第二滤芯导板52的连接座53上。如此进一步设置，第二驱动件通过驱动连接座53来驱使第二滤芯导板52接触空气滤芯，由于连接座53将两第二滤芯导板52分别与前后侧摄像机相对固定设置，使得前后侧摄像机跟随两连接座53一同移动，由于前后侧摄像机分别到相应连接座53上的第二滤芯导板52的保持距离一致，从而使前后侧摄像机分别到空气滤芯对应两侧端检测面的距离也能够保持一致。将前后侧摄像机的焦距调节至对应的第二滤芯导板52位置处，当空气滤芯被第二滤芯导板52接触而校正后，其侧端检测面即可精准地位于前后侧摄像机的焦距处，从而提高了视觉检测的精准度。

也即，第二驱动件的夹持动作有两次，第一次夹持动作起到了对空气滤芯的位置校正整理作用，第二次夹持动作是在空气滤芯被上升至前后侧摄像机的检测高度后，起到聚焦空气滤芯侧端检测面的作用。除此之外，对于不同尺寸大小的空气滤芯，仅需要调整第二驱动件的设定移动距离，使得两第二滤芯导板靠拢后的宽度与空气滤芯尺寸相匹配，即可保证空气滤芯的两侧端检测面依然位于对应的前后侧摄像机焦距处，从而无需再手动调整摄像设备的焦距大小，提高了对不同尺寸空气滤芯的质检通用性，也提高了质检效率，这是现有的视觉检测机所不能达到的效果。

参照图2，在空气滤芯在透明检测台4上完成正反两面的质检，在检测框5上完成四个侧端的质检后，合格品通过抓取机构9抓取至上层输送机构81的起始端上；而次品则被抓取至运转机构7上，接着，运转机构7在机体1上作翻转动作，从而使次品会沿着运转机构7的表面滑落至与其对接的下层输送机构82的起始端上，从而实现空气滤芯的合格品与次品的筛选转运。区别于传统的坠落式筛选方式，本实施例对于空气滤芯放置后的自由落下高度控制在毫米级别，从而不会对空气滤芯造成跌落损伤，从而有效提高了产品的良品率以及产品的生产效率。

参照图2，本实施例的抓取机构9包括夹爪91、夹持驱动件92、第二水平输送件93、第二升降件94。夹持驱动件92驱使夹爪91夹取、放置空气滤芯，夹持驱动件92具体可采用步进电机、齿轮与齿条组装配合实现夹取、放置动作；第二水平输送件93设置在机体上的水平运输线上沿x轴移动，具体可为丝杆步进电机；第二升降件94配置于第二水平输送件93上，夹持驱动件92装配在第二升降件94上被其驱动沿y轴移动。夹爪91通过第二升降件94驱使其y轴下降至升降旋转机构6的放置平台上，夹持驱动件92驱使夹爪91抓取空气滤芯，随后通过第二水平输送件93将空气滤芯沿着x轴方向运转至运转机构7或上层输送机构81上方，最后再次通过第二升降件94沿y轴下降而轻放空气滤芯。

参照图2、图5，本实施例的运转机构7包括框体71、转动辊72、驱动轴73以及伸缩件74。框体71铰接在机体1上，且位于检测框5的x轴方向一侧；转动辊72转动连接在框体71上，起到辅助空气滤芯在其表面滑动运输的作用；驱动轴73连接在框体71上，伸缩件74具体为气缸，气缸的底座的一端与机体1转动连接，气缸伸缩杆的一端与驱动轴转动连接，从而通过气缸的伸缩来控制运转机构的翻转动作。

由于本实施例的检测框5、运转机构7以及上层输送机构81同样沿x轴方向布置，下层输送机构82则设置在上层输送机构81的y轴下方，通过设置直线型及上下叠层的布局结构，使得空气滤芯的运输全过程能够仅在x、y轴上进行，无需采用要求更高的具有z轴运输维度的机械手实现次品分选工序。而且，由于本方案的全新直线型布置结构，使得直线推动机构3的第一水平输送件32以及抓取机构9的第二水平输送件93，均可设置在同一x轴的水平运输线上，使得第一水平输送件32与第二水平输送件93可优选地配置为同一轨道的前后两段上，如此，不但使得整机结构更为紧凑、简化，减少了设备组装的成本投入，而且提高了空气滤芯的进料、质检、分选、出料的作业效率，十分适用于构造轻、柔的空气滤芯的批量化质检。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。