一种带视觉识别的上下料全自动测试台的制作方法

1.本实用新型涉及一种测试台，具体的说，涉及了一种带视觉识别的上下料全自动测试台。


背景技术：

2.随着经济技术的快速发展，机械自动化也获得了高速发展，控制器产量得到极大提升；而控制器出厂前需要进行检测，符合标准要求后才可以出厂投入到市场上；现阶段控制器的出厂检测主要使依赖人工检测以及半自动检测，需要人员参与，精度差，效率低，生产成本较高。
3.公告号为cn207798649u、名称为基于图像识别的pcb自动上料检测系统的实用新型专利给出了一种思路，通过两套视觉系统分别对pcb进行粗定位与精定位，视觉与机械手相结合，机械手根据视觉的定位来对pcb进行抓取等动作，从而用自动化设备代替人工抓取，节省人力的同时也提高了生产效率；同时通过视觉系统精准定位，解决人工上料时定位不准的问题。
4.因此，如何基于视觉与机械手的结合设计一款适合控制器检测的测试台是亟待解决的问题。
5.为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种带视觉识别的上下料全自动测试台。
7.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种带视觉识别的上下料全自动测试台，包括：
8.上料区，通过第一传送结构与第一视觉系统的取像区连接；
9.抓取结构，用于将控制器从第一视觉系统的取像区移动至第二视觉系统的取像区；
10.控制器测试工位，通过所述抓取结构与第二视觉系统的取像区连接；
11.下料区，通过所述抓取结构与所述控制器测试工位连接；
12.所述第一传送结构、所述第一视觉系统、所述抓取结构、所述第二视觉系统以及所述控制器测试工位分别与工控机连接。
13.基于上述，所述抓取结构包括机械手和机械手驱动装置，所述机械手驱动装置与所述工控机连接，以驱动所述机械手动作。
14.基于上述，所述下料区与所述控制器测试工位之间还设置有第二传送结构，所述第二传送结构通过所述抓取结构与所述控制器测试工位连接。
15.基于上述，所述第一传送结构和所述第二传送结构均包括传送驱动电机和传送带，所述传送驱动电机与所述工控机连接，以驱动所述传送带移动。
16.基于上述，所述上下料全自动测试台还包括次料台，所述次料台通过所述抓取结构与所述控制器测试工位连接。
17.基于上述，还包括安装平台，所述抓取结构、所述控制器测试工位、所述第一视觉系统和所述第二视觉系统以及所述工控机均安装在所述安装平台上；所述次料台包括承重面和往复驱动单元，所述往复驱动单元与所述工控机连接，以驱动所述承重面相对于所述安装平台往复运动。
18.本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型通过工控机控制第一传送结构将控制器移动至第一视觉系统的取像区，并通过工控机控制抓取结构将控制器从第一视觉系统的取像区移动至第二视觉系统的取像区，将控制器从第二视觉系统的取像区移动至所述控制器测试工位，将控制器从所述控制器测试工位移动至下料区；上述过程实现了控制器的输送、抓取、前面膜外观测试、后面膜外观测试以及性能测试等过程的自动化，整个检测过程自动化程度高，除了处理次料时需要人工干预，其余可全自动运行，完美的连接上下道工序，最大化的减少了测试时间。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例1的侧视结构示意图。
20.图2是本实用新型实施例1的主视结构示意图。
21.图3是本实用新型实施例1的俯视结构示意图。
22.图4是本实用新型实施例2的主视结构示意图。
23.图5是本实用新型实施例3的立体结构示意图。
24.图6是本实用新型实施例3的主视结构示意图。
25.图中：1. 第一视觉系统；2.第二视觉系统；3. 第一传送结构；4.第二传送结构；5. 抓取结构；6. 控制器测试工位；7. 次料台；8. 工控机；9. 安装平台；10.控制器。
具体实施方式
26.下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
27.实施例1
28.本实施例提供一种带视觉识别的上下料全自动测试台，如图1-3所示，包括：
29.上料区，通过第一传送结构3与第一视觉系统1的取像区连接；
30.抓取结构5，用于将控制器从第一视觉系统1的取像区移动至第二视觉系统2的取像区；
31.控制器测试工位6，通过所述抓取结构5与第二视觉系统2的取像区连接；
32.下料区，通过所述抓取结构5与所述控制器测试工位6连接；
33.所述第一传送结构3、所述第一视觉系统1、所述抓取结构5、所述第二视觉系统2以及所述控制器测试工位6分别与工控机连接。
34.进一步的，所述上下料全自动测试台还包括安装平台9，所述抓取结构5、所述控制器测试工位6、所述第一视觉系统1、所述第二视觉系统2和所述工控机8均设置在所述安装平台9上；所述安装平台9内设置有三相测试源，所述三相测试源分别与所述控制器测试工位6电性连接，以向所述控制器测试工位6提供幅度可调、相位可调、频率可调、功率稳定的
三相工频电压、电流信号。
35.在具体实施时，所述第一视觉系统1包括工业相机，所述第二视觉系统2包括工业相机和扫码器。
36.具体的，所述上下料全自动测试台的自动化检测过程如下：
37.1.控制器10进料：控制器10从上料区进料，并在所述第一传送结构3的带动下开始移动，当到达指定位置时，所述第一传送结构3停止运行，控制器10停留在第一视觉系统1的取像区；
38.2.控制器10停留时第一视觉系统1工作，对控制器10进行前面膜拍照并将照片发送至所述工控机8进行控制器定位以及前面膜外观测试；拍照结束后，所述工控机8基于控制器10的定位信息控制抓取结构5将控制器10从当前位置移动至第二视觉系统2的取像区；
39.3.当控制器10移动至第二视觉系统2的取像区，所述工控机8控制所述抓取结构5旋转至指定角度，从而使得控制器10的后面膜正对于第二视觉系统2，所述第二视觉系统2对控制器10背面膜进行扫码和拍照，并发送至所述工控机8进行后面膜外观测试；拍照结束后，所述工控机8控制抓取结构5将控制器10移动至所述控制器测试工位6；
40.4.当控制器10放置于所述控制器测试工位6上时，所述控制器测试工位6对控制器10进行相关测试；测试结束后，所述工控机控制抓取结构5将控制器10抓取移动至下料区。
41.本实施例通过所述工控机控制第一传送结构3将控制器10移动至所述第一视觉系统1的取像区，并通过所述工控机控制抓取结构5将控制器10从所述第一视觉系统1的取像区移动至所述第二视觉系统2的取像区，将控制器10从所述第二视觉系统2的取像区移动至所述控制器测试工位6，将控制器10从所述控制器测试工位6移动至下料区；上述过程实现了控制器10的输送、抓取、测试等过程的自动化，整个检测过程自动化程度高，完美的连接上下道工序，最大化的减少了测试时间。
42.可以理解，所述工控机8的前面膜外观测试步骤、后面膜外观测试步骤以及测试报告生成步骤可以根据用户需求进行设定，例如可以在获取到第一视觉系统1拍摄的前面膜照片时，利用内置的图像识别软件识别控制器10的型号及前面膜信息并与数据库对比，从而判定前面膜外观是否正确；还可以在获取到第二视觉系统1拍摄的后面膜照片时，利用内置的识别软件识别控制器10的后面膜，验证后面膜外观是否正确，同时基于扫描信息验证产品型号及产品二维码信息；以及在接收所述控制器测试工位6发送的测试结果后，基于测试结果、前面膜测试结果和/或后面膜测试结果，形成控制器的测试报告。由于这部分与控制器的上下料过程关系不大，故不进行详细展开说明。
43.在具体实施时，所述安装平台9整体为焊接金属型材架构，使用矩形钢管焊接连接成框架作为六轴机械手支撑基座，同时基座上方安装有精加工铝板，铝板作为自动测试工装安装基座，整个系统结构稳定，运行可靠。
44.在具体实施时，所述抓取结构5包括机械手和机械手驱动装置，所述机械手驱动装置与所述工控机连接，以驱动所述机械手动作。
45.在具体实施时，所述下料区与所述控制器测试工位6之间还设置有第二传送结构4，所述第二传送结构4通过所述抓取结构5与所述控制器测试工位6连接。
46.优选的，所述第一传送结构3和所述第二传送结构4均包括传送驱动电机和传送带，所述传送驱动电机与所述工控机8连接，以驱动所述传送带移动。
47.使用时，将控制器10放置在所述第一传送结构3的传送带上后，控制所述第一传送结构3的传送驱动电机工作，带动所述第一传送结构3的传送带移动，将控制器10移动至所述第一视觉系统1的取像区。当将控制器10放置在所述第二传送结构4的传送带上后，控制所述第二传送结构4的传送驱动电机工作，带动所述第二传送结构4的传送带移动，将控制器10移动至所述下料区，以供测试人员取走。
48.进一步的，所述传送带上还可以设置有重量传感器等，以实时检测所述传送带上是否有控制器10需要进行移动。
49.进一步的，所述第一传送结构3和所述第二传送结构4还可以为同一个传送结构，所述传送结构既实现控制器10的上料运输，也实现控制器10的下料运输。
50.其中，所述传送结构的传送驱动电机可以采用价格低廉的直流电机来进行件的传输。
51.可以理解，所述工控机8采用总线结构，是对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机不仅具有重要的商业和个人计算机属性和特征如计算机cpu、硬盘、内存、丰富的数字量、模拟量及开关量的输入输出接口；还有专业的操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面等等。在具体实施时，可根据具体需求自主选择工控机品牌及型号。
52.实施例2
53.本实施例与实施例1的区别在于：如图4所示，所述上下料全自动测试台还包括次料台7，所述次料台7通过所述抓取结构5与所述控制器测试工位6连接。
54.具体的，本实施例所述上下料全自动测试台的自动化检测过程如下：
55.1.控制器10进料：控制器10从上料区进料，并在所述第一传送结构3的带动下开始移动，当到达指定位置时，所述第一传送结构3停止运行，控制器10停留在第一视觉系统1的取像区；
56.2.控制器10停留时第一视觉系统1工作，对控制器10进行前面膜拍照并将照片发送至所述工控机8进行控制器定位以及前面膜外观测试；所述工控机根据控制器的定位信息控制抓取结构5去相应位置抓取控制器，并根据前面膜外观测试结果将控制器放置到所述次料台7或者所述第二视觉系统2的取像区；具体的，当所述前面膜外观测试结果为错误时，所述抓取结构5将控制器放置到所述次料台7；当所述前面膜外观测试结果为正确时，所述抓取结构5将控制器放置到所述第二视觉系统2的取像区；
57.3.当控制器10移动至所述第二视觉系统2的取像区时，通过所述工控机控制抓取结构5旋转指定角度，从而使得所述控制器10的后面膜正对于第二视觉系统2时，所述第二视觉系统2对控制器10背面进行扫码和拍照，并发送至所述工控机8进行后面膜外观测试；
58.所述工控机根据后面膜外观测试结果将控制器放置到所述次料台7或者所述控制器测试工位6；具体的，当所述后面膜外观测试结果为错误时，所述抓取结构5将控制器放置到所述次料台7；当所述后面膜外观测试结果为正确时，所述抓取结构5将控制器放置到所述控制器测试工位6上；
59.4. 所述抓取结构5将控制器10放置于所述控制器测试工位6上时，所述控制器测试工位6对控制器10进行性能测试；所述工控机根据测试结果控制所述抓取结构5将控制器10从所述控制器测试工位6移动至所述次料台7或者所述第二传送结构4上；具体的，当测试
结果为错误时，所述工控机控制所述抓取结构5将控制器10从所述控制器测试工位6移动至所述次料台7；当测试结果为正确时，所述工控机控制所述抓取结构5将控制器10放置于所述第二传送结构4上，以使得控制器10流向所述下料区。
60.可以理解，所述次料台7的设置实现了根据测试结果对控制器10的分类管理。
61.在具体实施时，所述次料台7包括承重面和往复驱动单元，所述往复驱动单元与所述工控机连接，以驱动所述承重面相对于所述安装平台9往复运动。
62.可以理解，当有控制器10放置在所述次料台7上时，所述工控机控制所述往复驱动单元动作，带动所述承重面伸出所述安装平台9，从而便于测试人员将所述控制器10取出；在测试人员将所述控制器10从所述次料台7上取下后，所述工控机控制所述往复驱动单元反向动作，带动所述承重面重新回到所述安装平台9上。
63.进一步的，所述上下料全自动测试台还设置有报警单元，所述报警单元包括设置在所述承重面上的检测光电开关和声光报警器，所述检测光电开关和所述声光报警器分别与所述工控机8连接。
64.可以理解，当所述检测光电开关检测到有物体放置在所述次料台7上时，所述工控机控制所述声光报警器进行声光报警，以提醒测试人员人工取走不合格产品，从而防止不合格控制器10堆积到所述次料台7上，影响后续测试。
65.具体的，本实施例所述上下料全自动测试台的自动化检测过程如下：
66.1.控制器10进料：控制器10从上料区进料，并在所述第一传送结构3的带动下开始移动，当到达指定位置时，所述第一传送结构3停止运行，控制器10停留在第一视觉系统1的取像区；
67.2.控制器10停留时第一视觉系统1工作，对控制器10进行前面膜拍照并将照片发送至所述工控机8，利用所述工控机8上的图像识别算法识别控制器10放置的角度及位置信息，以及识别控制器10的型号及前面膜信息并与数据库对比，从而判定前面膜信息是否错误；当错误时，所述电脑通过所述工控机控制抓取结构5去相应位置抓取控制器10，并将控制器10移动至所述次料台7；当正确时，通过所述工控机控制抓取结构5去相应位置抓取控制器10，并将控制器10移动至第二视觉系统2的取像区；
68.3.当控制器10移动至所述第二视觉系统2的取像区时，通过所述工控机控制抓取结构5旋转指定角度，从而使得所述控制器10的后面膜正对于第二视觉系统2时，所述第二视觉系统2对控制器10背面进行扫码和拍照，并发送至所述工控机8，所述工控机8基于扫描信息验证进一步产品型号及产品二维码信息，并利用内置图像识别算法识别控制器10的后面膜，验证后面膜是否错误；若验证失败，则通过所述工控机控制抓取结构5将控制器10移动至次料台7；若验证正确时，通过所述工控机控制抓取结构5将控制器10移动至所述控制器测试工位6；
69.4.所述抓取结构5将控制器10放置于所述控制器测试工位6上时，所述控制器测试工位6对控制器10进行相关测试，如测试过程中出现错误则通过所述工控机控制抓取结构5将控制器10移动至所述次料台7；通过所述工控机控制抓取结构5将控制器10抓取，并将控制器10放置于输送所述第二传送结构4上，将控制器10流向所述下料区。
70.实施例3
71.本实施例与实施例1的区别在于：如图5-6所示，所述控制器测试工位6的个数为至
少两个，以便同时对多个控制器10进行测试，提高测试效率。
72.在具体实施时，根据控制器测试工位6的测试时间设计节拍以便同时测试多个控制器10，即所述工控机控制抓取结构5将多个控制器10按顺序放置到指定控制器测试工位6上，完成动作后第一个产品测试恰好完成，抓取结构5将测试完成的第一个控制器10放置于输送所述第二传送结构4放料位后，继续完成第二个、第三个控制器10等的放料，放料完成后开始进行新的一轮测试。
73.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

技术特征：
1.一种带视觉识别的上下料全自动测试台，其特征在于，包括：上料区，通过第一传送结构与第一视觉系统的取像区连接；抓取结构，用于将控制器从第一视觉系统的取像区移动至第二视觉系统的取像区；控制器测试工位，通过所述抓取结构与第二视觉系统的取像区连接；下料区，通过所述抓取结构与所述控制器测试工位连接；所述第一传送结构、所述第一视觉系统、所述抓取结构、所述第二视觉系统以及所述控制器测试工位分别与工控机连接。2.根据权利要求1所述的带视觉识别的上下料全自动测试台，其特征在于：所述抓取结构包括机械手和机械手驱动装置，所述机械手驱动装置与所述工控机连接，以驱动所述机械手动作。3.根据权利要求1所述的带视觉识别的上下料全自动测试台，其特征在于：所述下料区与所述控制器测试工位之间还设置有第二传送结构，所述第二传送结构通过所述抓取结构与所述控制器测试工位连接。4.根据权利要求3所述的带视觉识别的上下料全自动测试台，其特征在于：所述第一传送结构和所述第二传送结构均包括传送驱动电机和传送带，所述传送驱动电机与所述工控机连接，以驱动所述传送带移动。5.根据权利要求3所述的带视觉识别的上下料全自动测试台，其特征在于：所述上下料全自动测试台还包括次料台，所述次料台通过所述抓取结构与所述控制器测试工位连接。6.根据权利要求5所述的带视觉识别的上下料全自动测试台，其特征在于：还包括安装平台，所述抓取结构、所述控制器测试工位、所述第一视觉系统和所述第二视觉系统以及所述工控机均安装在所述安装平台上；所述次料台包括承重面和往复驱动单元，所述往复驱动单元与所述工控机连接，以驱动所述承重面相当于所述安装平台往复运动。7.根据权利要求6所述的带视觉识别的上下料全自动测试台，其特征在于：还包括报警单元，所述报警单元包括设置在所述承重面上的检测光电开关和声光报警器，所述检测光电开关和所述声光报警器分别与所述工控机连接。8.根据权利要求1所述的带视觉识别的上下料全自动测试台，其特征在于：所述控制器测试工位的个数为至少两个。9.根据权利要求6所述的带视觉识别的上下料全自动测试台，其特征在于：所述安装平台内设置有三相测试源，所述三相测试源分别与所述控制器测试工位电性连接。

技术总结
本实用新型提供一种带视觉识别的上下料全自动测试台，包括上料区，通过第一传送结构与第一视觉系统的取像区连接；抓取结构，用于将控制器从第一视觉系统的取像区移动至第二视觉系统的取像区；控制器测试工位，通过所述抓取结构与第二视觉系统的取像区连接；下料区，通过所述抓取结构与所述控制器测试工位连接；所述第一传送结构、所述第一视觉系统、所述抓取结构、所述第二视觉系统以及所述控制器测试工位分别与工控机连接。本实施例通过工控机控制第一传送结构、抓取结构实现了控制器的输送、抓取、测试等过程的自动化。抓取、测试等过程的自动化。抓取、测试等过程的自动化。


技术研发人员：司建政 丁鹏飞 王付松 王相结 赵兴华
受保护的技术使用者：郑州众智科技股份有限公司
技术研发日：2022.07.29
技术公布日：2023/7/14