一种电连接器插针外观检测装置

技术领域

本公开涉及电连接器插针外观质量检测技术领域，具体涉及一种电连接器插针外观检测装置。

背景技术

目前我们在电连接器使用前只经过检验人员目视检测，人工判断插针是否出现歪针、缺针、缩针等缺陷，其在检测时主要依赖人眼观察，容易受到外界环境、个体差异等因素的影响，检测的精度和结果都无法得到保证且不具有重复性和可追溯性。目视无法保证检测的效率和精度，容易出现漏检、错检的情况，检测的可靠性不高；连接器插针的检测是一个大批量长时间的工作，目视检测通常无法连续稳定地完成这种具有高度重复性的工作，电连接器目视检测效率低、时间长也是一个迫切需要解决的问题。

因此设计一种检测装置解决电连接器依靠目视检测可靠性不高、精度过低、速度太慢的问题。

发明内容

本申请的目的是针对以上问题，提供一种电连接器插针外观检测装置。

第一方面，本申请提供一种电连接器插针外观检测装置，包括底板以及垂直设置在底板一侧的支撑架，所述支撑架上设有升降机构，所述升降机构的输出活动端的移动方向与所述底板垂直；所述输出活动端上连接有背板，所述背板上连接有双目视觉机构、光源机构以及限位机构；所述双目视觉机构包括两个工业相机及其配套的镜头；所述光源机构包括环形光源及其配套的电源，所述环形光源设置在所述双目视觉机构的下方；所述限位机构包括限位框架，所述限位框架设置在环形光源的下方，限位框架的上边缘设置为双目视觉机构的景深中点。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述背板的侧边设置遮光侧板以对双目视觉机构工作时遮光。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述升降机构包括第一连接架，所述第一连接架连接在所述支撑架上，所述第一连接架上设有可转动的丝杠，所述丝杠上螺纹连接有滑套，所述第一连接架上对应所述滑套的两侧设置方轨，所述滑套的两侧分别可滑移地连接在所述方轨上；所述背板连接在所述滑套上。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述双目视觉机构还包括第二连接架，所述第二连接架固定在背板上，所述工业相机连接在所述第二连接架上；所述工业相机设置为CMOS相机。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述光源机构还包括第三连接架，所述第三连接架固定在背板上，所述环形光源连接在所述第三连接架上；所述环形光源设置为LED阵列光源；环形光源的电源设置在底座上。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述限位机构还包括第四连接架，所述第四连接架固定在背板上，所述限位框架连接在所述第四连接架上。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述丝杠的顶端连接有旋转手轮。

本发明的有益效果：本申请提供一种电连接器插针外观检测装置，提供一种基于双目视觉的插针外观检测装置，将要检测的电连接器的插针部位放置在光源机构的下方，双目视觉机构对插针的图像进行采集，通过PC主机计算分析进而得出插针外观情况的检测数据，检测效率及精度明显提高，保证插针外观检测质量。

附图说明

图1为本申请第一种实施例的轴测图；

图2为本申请第一种实施例的侧视图；

图中所述文字标注表示为：1、底板；2、支撑架；3、升降机构；31、第一连接架；32、丝杠；33、滑套；34、方轨；4、背板；5、双目视觉机构；51、工业相机；52、第二连接架；6、光源机构；61、环形光源；62、电源；63、第三连接架；7、限位机构；71、限位框架；72、第四连接架；8、遮光侧板；9、旋转手轮。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本申请进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。

如图1及图2所示为本申请的第一种实施例的示意图，包括底板1以及垂直设置在底板1一侧的支撑架2，所述支撑架2上设有升降机构3，所述升降机构3的输出活动端的移动方向与所述底板1垂直；所述输出活动端上连接有背板4，所述背板4上连接有双目视觉机构5、光源机构6以及限位机构7。

所述双目视觉机构5包括两个工业相机51及其配套的镜头；所述光源机构6包括环形光源61及其配套的电源62，所述环形光源61设置在所述双目视觉机构5的下方；所述限位机构7包括限位框架71，所述限位框架71设置在环形光源61的下方，限位框架71的上边缘设置为双目视觉机构5的景深中点。

本实施例中，通过升降机构3调整背板4的高度，以适应不同型号尺寸的电连接器放置在环形光源61下方进行插针外观检测的目的，充分地保证了检测工作的操作空间。

本实施例的，外观检测装置在功能上满足：内部布置合理，与实际工作环境契合，充分考虑操作人员工作习惯；内部走线合理，作为独立的运行系统，尽量减少对外耦合性；充分满足机器视觉工作环境，减少外界干扰。

在一优选实施方式中，所述背板4的侧边设置遮光侧板8以对双目视觉机构5工作时遮光。本优选实施方式中，设置遮光侧板8用于防止外界环境光对检测工作造成干扰，同时对检测装置起到保护作用。

在一优选实施方式中，所述升降机构3包括第一连接架31，所述第一连接架31连接在所述支撑架2上，所述第一连接架31上设有可转动的丝杠32，所述丝杠32上螺纹连接有滑套33，所述第一连接架31上对应所述滑套33的两侧设置方轨34，所述滑套33的两侧分别可滑移地连接在所述方轨34上；所述背板4连接在所述滑套33上。本优选实施方式中，方轨34型号为KR-150，量程为200mm。本优选实施方式中，在滑套33的中心沿着丝杠32升降移动的过程中，卡接在方轨34上的滑套33的两侧同时沿着方轨34升降移动，以保证滑套33移动的稳定性，从而保证整个检测装置的检测精度。

在一优选实施方式中，所述双目视觉机构5还包括第二连接架52，所述第二连接架52固定在背板4上，所述工业相机51连接在所述第二连接架52上；所述工业相机51设置为CMOS相机。本优选实施方式中，工业相机51根据检测对象尺寸选择800mm*700mm视场，型号采用acA2500-14um，像素为500万，分辨率2592*1944，芯片尺寸5.70mm*4.28mm，靶面1/2.5inch，通过USB3.0数据线与PC主机信号连接，帧率14fps。镜头型号采用Basler Lens的C125-1620-5M F2.0 f16mm，最小焦距16mm，景深10mm。

在一优选实施方式中，所述光源机构6还包括第三连接架63，所述第三连接架63固定在背板4上，所述环形光源61连接在所述第三连接架63上；所述环形光源61设置为LED阵列光源；环形光源61的电源62设置在底座上。本优选实施方式中，光源对于视觉检测的意义重大，本装置在不干扰手工上料的基础上，应通过实验最大限度地突出待测物体的特征，因此经过实验后，计算出光源架设高度后，经过固定安装于系统内，并且留出走线开口用于连接光源电源62，以及光源电源62连接外接电源62。光源选用型号HPR-150SW，配合视场大小，直径尺寸约162mm，调节量程为0-255个亮度级别，光源的电源62型号为PD2-3024-2。

在一优选实施方式中，所述限位机构7还包括第四连接架72，所述第四连接架72固定在背板4上，所述限位框架71连接在所述第四连接架72上。

虽然结合工况，本方案中提出了手工上料的方案，但是也应该最大程度地限制检测对象的自由度(处于约束域内以保证检测的可行性)因此安装自由度限制机构，用于配合手动上料对待检对象给予一定约束；针对当前检测对象，本装置目前采取贴靠平面进行自由度限制。

由于采用手持式上料，虽然存在自由度限制结构配合成像，但系统需要将检测目标约束在限制域下成像，才能保证检测能力与精度。首先定义电连接器位置坐标系，x轴水平平行自由度限制立面，y轴垂直于自由度限制立面，z轴为自由度限制水平面法线方向。通过实验研究，连接器姿态调整的约束域为：

①检测对象需要处于视场范围以内；

②检测对象z轴方向处于景深范围内，推荐插针端面与自由度限制设备上表面平齐；

③允许检测目标发生绕x轴、y轴±6°角度内的旋转。

在一优选实施方式中，所述丝杠32的顶端连接有旋转手轮9。通过旋转手轮9旋转丝杠32可使得滑套33进行升降移动，进而调整背板4的高度，达到调整双目视觉机构5、光源机构6及限位机构7高度的目的。本优选实施方式中，旋转上方旋转手轮9，即可实现上下调节，调节过程中需要注意最低最高的两个阈值点。升降机构3的实际操作高度大致在120mm-292mm之间，而实际检测中，设备处于过低姿态时会导致电连接器的电缆折弯角度过大，因此推荐工作高度大致处于180-250mm范围内。

本实施例的装置的工作原理为：操作人员手持电连接器，以插针平面大致对准限位框架71上边缘，进入景深范围，点击拍照即可。电连接器适当的倾斜(±8°～10°以内)都是被允许的，而超过这个范围则检测稳定性大幅度下降。

本申请实施例的检测装置对目前型号的电连接器识别的正确率均在95％以上，进一步地插针粗定位工作准确率均在95％以上；为检测工作的稳定进行提供了保障。实现对现有低频电缆上的电连接器的外观质量检测，以自动化方式高效识别各种类型低频电连接器的歪针、缺针和缩针等缺陷，提高低频电缆电连接器外观检测的质量和效率；单个电连接器的检测时间1min之内完成，电连接器歪针的检测精度不低于2°，电连接器缩针的检测精度不低于0.5mm。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将申请的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本申请的保护范围。