基于AI视觉识别的大批量零件质检设备、方法与流程
本发明涉及零件分拣，具体涉及一种基于ai视觉识别的大批量零件质检设备、方法。
背景技术：
1、近年来，人工智能（ai）技术的发展为机器视觉带来了革命性的进步，基于深度学习的视觉识别系统可以实现对零件复杂特征的高效识别和智能分类，显著提高了分拣设备的分拣效率和分拣的准确率。
2、公开号为cn114082669a的中国专利申请公开了一种带柔性供料机构的机器人分拣系统，包括机器人系统、柔性供料机构和视觉系统。机器人系统用于拣选出符合拣选要求的零件物料；柔性供料系统用于将来自上游设备堆积在一起的零件物料进行重新布局，柔性供料系统可以是震动机构，震动机构能够通过自身震动来带动堆积在一起的零件物料震动后改变姿态和布局；视觉系统用于获取零件物料视觉信息，并根据零件物料视觉信息判断各零件物料是否符合拣选要求并确定机器人系统的末端执行器的类型，同时，视觉系统还能够根据采集到的零件物料图像，确定零件物料的数量和可抓取姿态，若零件件数低于预设阈值，则令柔性供料机构提供更多的零件物料，若抓取姿态无法确定，则令柔性供料机构改变零件物料的布局。
3、通过设置柔性供料机构，上述分拣系统能够将杂乱无序堆积在一起的零件物料位置、姿态等重新排序，从而由3d转为2d/2.5d有限种姿态，便于视觉系统准确快速地获得零件的位置、姿态等信息，并由机器人系统实现高效率的拣选工作。
4、然而，由于单位时间内从上游设备输送至柔性供料系统处的零件物料数量存在波动，可能会导致柔性供料系统内的零件物料件数过少或过多的状况。当零件件数过少时，虽然能够通过控制柔性供料机构提供更多的零件物料，但上述调节过程会使得分拣系统的分拣效率大大降低；当零件件数过多时，会使得柔性供料机构在对零件物料重新布局时无法将堆叠交错在一起的零件各自分开，零件物料分散效果较差，从而影响视觉系统的识别结果，降低分拣系统的质检准确性。
技术实现思路
1、本发明提供一种基于ai视觉识别的大批量零件质检设备、方法，以在提高质检效率的同时提高质检的准确性。
2、第一方面，本发明的基于ai视觉识别的大批量零件质检设备，包括：
3、视觉检测装置、承接零件的视检板和用于驱动视检板震动的震动机构，所述视觉检测装置采集视检板上的零件状态信息并传输至控制器，所述震动机构包括设在视检板边缘位置的振动源，振动源提供上下方向的动力以驱动视检板上下震动而将零件震散；还包括：定量进料装置，用于向视检板每次输送预设量的零件，该预设量的零件在视检板上被震散后最多占据视检板总面积的70%；限位机构，包括转动设置于定量进料装置与视检板之间的限位框，所述限位框具有环形设置的侧壁并具有下降位和升起位两种状态：当限位框处于下降位时，所述限位框的侧壁形成挡缘以使得输送到视检板处的零件被限制在限位框内的视检板上；当限位框处于升起位时，所述限位框位于视检板上方且远离视检板以使得限位框避让视检板与视觉检测装置之间的检测区域。
4、通过采用上述技术方案，有益效果在于：通过对定量进料机构的预设量进行限定，能够确保每次输送至视检板上的零件数量不会太多，避免零件太多导致震动机构无法将零件震散，而且，每次均输送预设量的零件，不再需要额外的调节过程，能够缩短质检的时间，从而提高质检效率；震动机构能够驱动视检板上下震动而将零件震散，防止零件在视检板上发生堆叠，影响视觉检测装置的识别效果；限位机构能够将从定量进料机构的出料端输出的零件限制到限位框内的视检板上，提高视觉检测装置的识别效果与准确性。也即，本发明的定量进料机构、震动机构以及限位机构能够在作用上相互协同，从而提高视检板上的零件的震散效果，确保视检板上的零件各自分开而不会发生相互堆叠，从而保证视觉检测装置的识别结果的准确性，提高了质检效率。
5、可选的，所述振动源被配置为：在视检板下方的同一个矩形四角位置分布有至少四个，各振动源的震动频率为1～300hz。
6、通过采用上述技术方案，有益效果在于：将振动源设置在视检板的四角位置，视检板的四角位置相对于中央位置的震动较为剧烈，从而能够使得视检板上的零件向视检板中央靠拢，便于视觉检测装置的检测识别，质检更加高效；通过限定振动源的震动频率，能够确保视检板上零件被震散开，使得零件各自分开，不会发生堆叠现象，提高识别的准确性。
7、可选的，所述预设量的零件在视检板上被震散后最多占据视检板总面积的40%～45%。
8、通过采用上述技术方案，有益效果在于：对预设量进行上述限定，能够确保视检板上的零件震散后各自分开，不会发生堆叠状况，便于视觉检测装置的检测识别，从而提高质检的准确性。
9、可选的，所述限位机构还包括导料件，所述导料件具有进料口和出料口，所述进料口与定量进料装置的出料端对应设置，所述出料口与限位框对应设置，当限位框处于下降位时，所述导料件能够将零件由定量进料装置引导至限位框内的视检板上。
10、通过采用上述技术方案，有益效果在于：导料件能够对从定量进料装置处输出的零件的掉落路径进行引导，使零件掉落到限位框内的视检板上，避免零件溅落到视检板外。
11、可选的，所述视检板为透明板，所述视觉检测装置包括分别设置在所述视检板的上下两侧的上摄像头组和下摄像头组；所述上摄像头组包括设置在视检板中心位置上方的用于对零件计数并识别零件位置的中央摄像头和设置在视检板侧上方的第一侧方摄像头；所述下摄像头组包括设置在视检板侧下方的第二侧方摄像头。
12、通过采用上述技术方案，有益效果在于：通过设置多个摄像头，能够提高零件的成像效果，进而提高视觉检测装置的识别的准确性。
13、可选的，还包括快速出料装置，所述快速出料装置包括换向阀、推料机构、合格零件通道和问题零件通道；所述换向阀包括入料口、与合格零件通道相连通的第一出口、与不合格零件通道相连通的第二出口；所述推料机构用于将位于视检板上的零件一次全部推入换向阀的入料口；所述换向阀与控制器连接以在未发现/发现不合格零件时控制换向阀的入料口连通第一/二出口。
14、通过采用上述技术方案，有益效果在于：当在视检板上发现不合格零件时，控制器控制换向阀的入料口连通第一出口，并控制推料机构将位于视检板上的零件一次全部推入换向阀的入料口，通过入料口进入换向阀内的零件经第一出口输送至合格零件通道；当在视检板上未发现不合格零件时，控制器控制换向阀的入料口连通第二出口，并控制推料机构将位于视检板上的零件一次全部推入换向阀的入料口，通过入料口进入换向阀内的零件经第二出口输送至问题零件通道。上述过程中，当发现不合格零件时，快速出料装置是对同一批次的所有零件（位于视检板上的全部零件）进行处理，而无需将不合格零件挑拣出来，节省了零件的质检时间，质检更加高效。
15、可选的，所述推料机构包括设置在视检板一侧的直线模组以及与直线模组的滑块固定连接的推板，所述推板位于视检板上方，当限位框处于上升位且视觉检测装置采集零件状态信息并传输至控制器后，所述推板将位于视检板上的零件一次全部推入换向阀的入料口。
16、可选的，所述换向阀还包括换向件，所述换向件包括转轴、沿转轴周向间隔固定设置的两个分隔板以及沿转轴轴向间隔设置的两个封板；所述分隔板和封板形成有封堵腔，两个分隔板呈v形布置；所述封堵腔能够与第一/二出口连通而使换向阀具有两种状态：封堵腔与第一出口连通时，分隔板和封板封堵第一出口；封堵腔与第二出口连通时，分隔板和封板封堵第二出口。
17、通过采用上述技术方案，有益效果在于：当视觉检测装置在视检板上发现不合格零件时，控制器控制滑块移动，进而带动推板移动，由推板将视检板上的零件一次全部推入换向阀的入料口，与此同时，控制器控制换向件封堵第一出口，从而连通入料口与第二出口，通过入料口进入换向阀内的零件可以经第二出口输送至问题零件通道；当视觉检测装置在视检板上未发现不合格零件时，控制器控制推板移动，由推板将视检板上的零件一次全部推入换向阀的入料口，与此同时，控制器控制换向件封堵第二出口，从而连通入料口与第一出口，通过入料口进入换向阀内的零件能够经第一出口输送至合格零件通道。
18、第二方面，本发明的基于ai视觉识别的大批量零件质检设备，包括：
19、包括前后衔接的第一、二质检装置；第一、二质检装置均包括视觉检测装置、承接零件的视检板、用于驱动视检板震动的震动机构、限位机构、定量进料装置，所述视觉检测装置采集视检板上的零件状态信息并传输至控制器，所述震动机构包括设在视检板边缘位置的振动源，振动源提供上下方向的动力以驱动视检板上下震动而将零件震散；所述定量进料装置用于向第一/二质检装置的视检板每次输送预设量的零件，该预设量的零件在视检板上被震散后最多占据视检板总面积的70%；所述限位机构包括转动设置于定量进料装置与视检板之间的限位框，所述限位框具有环形设置的侧壁并具有下降位和升起位两种状态：当限位框处于下降位时，所述限位框的侧壁形成挡缘以使得输送到视检板处的零件被限制在限位框内的视检板上；当限位框处于升起位时，所述限位框位于视检板上方且远离视检板以使得限位框避让视检板与视觉检测装置之间的检测区域；还包括：快速出料装置，所述快速出料装置设置于第一、二质检装置之间，所述快速出料装置包括推料机构、换向阀、合格零件通道、问题零件通道；所述换向阀包括入料口、与合格零件通道相连通的第一出口、与不合格零件通道相连通的第二出口；推料机构用于将位于第一质检装置的视检板上的零件一次全部推入换向阀的入料口；所述换向阀与控制器信号连接以在未发现/发现不合格零件时控制换向阀的入料口连通第一/二出口；所述快速出料装置的问题零件通道与第二质检装置的定量进料装置连通；挑拣装置，所述挑拣装置用于将位于第二质检装置的视检板上的不合格零件挑拣出来。
20、通过采用上述技术方案，有益效果在于：通过采用第一、二质检装置对零件进行两级质检，能够在兼顾质检效率和质检准确性的同时，将零件批次中的不合格零件挑拣出来，完成大批量零件的分拣工作。
21、第三方面，本发明的基于ai视觉识别的大批量零件质检方法，包括以下步骤：
22、一级质检：零件输送至第一质检装置处，第一质检装置的定量进料装置向视检板每次输送预设量的零件，由震动机构将零件震散，视觉检测装置采集视检板上的零件状态信息并传输至控制器；
23、一级拣选：控制器接收到第一质检装置的视检板上的零件状态信息后，推料机构将位于视检板上的零件一次全部推入换向阀的入料口，与此同时，控制器根据零件的状态信息控制换向阀的入料口连通第一/二出口，使得零件输送至对应的合格/问题零件通道；
24、二级质检：问题零件通道内的零件输送至第二质检装置处，第二质检装置的定量进料装置向视检板每次输送预设量的零件，由震动机构将零件震散，视觉检测装置采集视检板上的零件状态信息并传输至控制器；
25、二级拣选：控制器接收到第二质检装置的视检板上的零件状态信息后，控制器根据零件的状态信息控制挑拣装置将位于第二质检装置的视检板上的不合格零件挑拣出来。
26、通过采用上述技术方案，有益效果在于：通过采用两级质检的质检方法，能够在兼顾质检效率和质检准确性的同时，将零件批次中的不合格零件挑拣出来，完成大批量零件的分拣工作。
技术特征：
1.基于ai视觉识别的大批量零件质检设备，包括视觉检测装置（4）、承接零件的视检板（2）和用于驱动视检板（2）震动的震动机构，所述视觉检测装置（4）采集视检板（2）上的零件状态信息并传输至控制器，其特征在于，所述震动机构包括设在视检板（2）边缘位置的振动源（11），振动源（11）提供上下方向的动力以驱动视检板（2）上下震动而将零件震散；
2.根据权利要求1所述的基于ai视觉识别的大批量零件质检设备，其特征在于，所述振动源（11）被配置为：在视检板（2）下方的同一个矩形四角位置分布有至少四个，各振动源（11）的震动频率为1～300hz。
3.根据权利要求1所述的基于ai视觉识别的大批量零件质检设备，其特征在于，所述预设量的零件在视检板（2）上被震散后最多占据视检板（2）总面积的40%～45%。
4.根据权利要求1所述的基于ai视觉识别的大批量零件质检设备，其特征在于，所述限位机构（5）还包括导料件（52），所述导料件（52）具有进料口和出料口，所述进料口与定量进料装置（3）的出料端对应设置，所述出料口与限位框（51）对应设置，当限位框（51）处于下降位时，所述导料件（52）能够将零件由定量进料装置（3）引导至限位框（51）内的视检板（2）上。
5.根据权利要求1所述的基于ai视觉识别的大批量零件质检设备，其特征在于，所述视检板（2）为透明板，所述视觉检测装置（4）包括分别设置在所述视检板（2）的上下两侧的上摄像头组（41）和下摄像头组（42）；
6.根据权利要求1所述的基于ai视觉识别的大批量零件质检设备，其特征在于，还包括快速出料装置（6），所述快速出料装置（6）包括换向阀（64）、推料机构（61）、合格零件通道（62）和问题零件通道（63）；
7.根据权利要求6所述的基于ai视觉识别的大批量零件质检设备，其特征在于，所述推料机构（61）包括设置在视检板（2）一侧的直线模组（611）以及与直线模组（611）的滑块（6112）固定连接的推板（612），所述推板（612）位于视检板（2）上方，当限位框（51）处于上升位且视觉检测装置（4）采集零件状态信息并传输至控制器后，所述推板（612）将位于视检板（2）上的零件一次全部推入换向阀（64）的入料口（641）。
8.根据权利要求7所述的基于ai视觉识别的大批量零件质检设备，其特征在于，所述换向阀（64）还包括换向件（644），所述换向件（644）包括转轴（6441）、沿转轴（6441）周向间隔固定设置的两个分隔板（6442）以及沿转轴（6441）轴向间隔设置的两个封板（6443）；
9.基于ai视觉识别的大批量零件质检设备，其特征在于，包括前后衔接的第一、二质检装置；第一、二质检装置均包括视觉检测装置（4）、承接零件的视检板（2）、用于驱动视检板（2）震动的震动机构、限位机构（5）、定量进料装置（3），所述视觉检测装置（4）采集视检板（2）上的零件状态信息并传输至控制器，所述震动机构包括设在视检板（2）边缘位置的振动源（11），振动源（11）提供上下方向的动力以驱动视检板（2）上下震动而将零件震散；所述定量进料装置（3）用于向第一/二质检装置的视检板（2）每次输送预设量的零件，该预设量的零件在视检板（2）上被震散后最多占据视检板（2）总面积的70%；所述限位机构（5）包括转动设置于定量进料装置（3）与视检板（2）之间的限位框（51），所述限位框（51）具有环形设置的侧壁并具有下降位和升起位两种状态：当限位框（51）处于下降位时，所述限位框（51）的侧壁形成挡缘以使得输送到视检板（2）处的零件被限制在限位框（51）内的视检板（2）上；当限位框（51）处于升起位时，所述限位框（51）位于视检板（2）上方且远离视检板（2）以使得限位框（51）避让视检板（2）与视觉检测装置（4）之间的检测区域；
10.基于ai视觉识别的大批量零件质检方法，其特征在于，使用上述权利要求9所述的基于ai视觉识别的大批量零件质检设备，包括以下步骤：
技术总结
本发明涉及一种基于AI视觉识别的大批量零件质检设备，具体公开了视觉检测装置、视检板、震动机构、限位机构和定量进料装置，震动机构包括振动源，定量进料装置能够向视检板每次输送预设量的零件，限位机构包括限位框，限位框具有环形设置的侧壁并具有下降位和升起位两种状态：当限位框处于下降位时，限位框的侧壁形成挡缘以使得输送到视检板处的零件被限制在限位框内的视检板上；当限位框处于升起位时，限位框位于视检板上方且远离视检板以使得限位框避让视检板与视觉检测装置之间的检测区域。本发明的质检设备能够每次质检定量的零件，并确保零件在视检识别过程中各自分开，避免零件堆叠，在提高质检效率的同时提高质检的准确性。
技术研发人员：卢毅然,欧宏景,陈磊,周文超,许皓然
受保护的技术使用者：广东粤桨产业科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23