专利名称：一种传感器led灯质量的检查设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种LED 灯质量检查设备，特别涉及一种欧姆龙E2E通用接近传感器上LED灯质量的检查设备。
背景技术：
目前欧姆龙生产的接近传感器，有 E2E、E2EC、E2EM、E2EQ、E2ES、E2EV、E2EY、E2EZ 等等，适用于各领域、各环境、各种条件下，产品多达两千三百多种。近期客户投诉，E2E产品的LED动作指示灯、状态指示灯无法正常工作。产品的LED灯的位置位于导线与产品结合部位，在产品安装后，工作人员可以通过观察指示灯的变化来判断产品的状态。LED灯作为一个状态指示灯，起着非常重要的作用。然而，在目前传感器的生产线中，LED的检测仍靠肉眼检测，效率低下。由于人眼的疲劳度限制，极易出现判断错误，导致不良品的流出。为应对不良品流出，制作一套基于视觉传感器的检查机用作紧急应对策略，通过使用视觉传感器，将人工检测改变成机器检测，提升检测工位的自动化程度，彻底杜绝不良品流出的状况。并设计基于视觉传感器的LED的检测设备及其操作方法。解决方案所涉及的相关基础技术主要有以下内容1.视觉传感器技术在人类感知外部信息的过程中，通过视觉获得的信息占全部信息量的80%以上。 因此，能够模拟视觉功能的视觉传感器逐渐得到越来越多的关注，特别是随着计算机技术和自动化技术的突飞猛进，计算机视觉理论得到长足进步和发展，视觉传感器以及视觉检测与控制系统不断在各个领域得到应用，并成为当今科学技术研究领域十分活跃的热点内
容之一。在不久之前，设计质量控制系统的工程师还不得不在若干种检验选项中做出选择，没有一种完全令人满意。这些选项包括昂贵的单用途视觉系统，多阵列低功能光电传感器，以及易受疲劳和精力不集中影响的人眼检验。然而，如今最先进的视觉传感器正将传统方法的最佳性能与史无前例的速度、精确度、尺寸及成本优势相结合。视觉传感器已广泛应用到军事、科研、工业、农业、商业、交通、环保、医疗、卫生、气象、海洋、航空、家用电器等各个领域与部门的检测系统中，成为现代检测设备中必不可少的中心环节。视觉传感器具有从一整幅图像捕获光线的数以千计像素的能力。图像的清晰和细腻程度通常用分辨率来衡量，以像素数量表示。因此，无论距离目标数厘米或数米远，传感器都能“看到”细腻的目标图像。在捕获图像之后，视觉传感器将其与内存中存储的基准图像进行比较，以做出分析。此外，无论被测部件位于视场中的哪个位置，无论该部件是否在 360度范围内旋转，视觉传感器都能做出判断。其主要组成要素有(1)照明在视觉传感器应用中，照明是最重要的技术因素。光源的类型和位置，直接关系到是否能创建出最大目标背景对比度的图像；[0011](2)工具 视觉传感器使用算法来分析其捕获的图像。用途广泛、功能全面的视觉传感器提供多种算法(有时被称作工具)；低成本视觉传感器可能只包括一个工具；两者都有自身适合的应用，在本系统中由于图像的复杂性决定了需要采用多算法视觉传感器。在视觉传感器获得一幅图像数据后，需要进行一系列图像处理工作。其中包括图像增强、图像滤波、边缘检测和图像描述与识别等。2.机器视觉和机器视觉系统机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品(图像摄取装置，分CMOS和C⑶两种)将要检测的目标转换成数字量信号，这些数字量信号再传送给专用的图像处理系统(分嵌入式和视频方式)，机器视觉图像处理系统根据要检测的任务要求来设置检测任务。然后根据判别的结果来控制现场的设备动作。视觉检测系统的构成，一般由光源、镜头、摄像器件、图像存储体、监视器以及计算机系统等环节组成。光源为视觉系统提供足够的照度，镜头将被测场景中的目标成像到视觉传感器(即摄像器件)的像面上，并转变为全电视信号。图像存储体负责将电视信号转变为数字图像，即把每一点的亮度转变为灰度级数据，并存储一幅或多幅图像。后面的计算机系统负责对图像进行处理、分析、判断和识别，最终给出测量结果。狭义的视觉传感器可以只包含摄像器件，广义的视觉传感器除了镜头和摄像器件外，还可以包括光源、图像存储体和微处理器等部分，而摄像器件相当于传感器的敏感元件。本文所指的为广义视觉传感器。 目前已经出现了将摄像器件与图像存储体以及微处理器等部分集成在一起的数字器件，这是完整意义上的视觉传感器。3.可编程控制器——PLC可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC), 它主要用来代替继电器实现逻辑控制。它结构简单，易于编程，性能优越，可靠性高，灵活通用，使用方便。在工业生产过程的自动控制中得到广泛应用，是当代工业生产自动化的主要支柱之一。随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。
实用新型内容本实用新型针对E2E产品的人工检测的劣势以及紧急应对产品不良，提出了利用视觉传感器代替人眼检测E2E LED灯的解决方案，并设计了一欧姆龙E2E通用接近传感器上LED灯质量的检查设备，通过在生产线的检测工位中，应用该检查设备来提高其自动化程度，测试系统的可行性，得出了利用视觉传感器代替人眼进行检测，以准确无误判断实现自动化检验。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种传感器LED灯质量的检查设备，包括一平板底座，在所述平板底座上安装有固定支架和产品放置夹具，在所述固定支架上设置有可移动的活动支架，在所述活动支架上安装有视觉传感器，所述视觉传感器对准所述产品放置夹具；在所述固定支架的中部安装有输入部件，所述输入部件和视觉传感器与一 PLC控制器连接，所述PLC控制器还连接以蜂鸣器；所述视觉传感器、输入部件和PLC控制器与一电源供电连接。[0022]所述产品放置夹具包括一固定在所述平板底座上的带槽底座和后板，所述后板贴近于所述带槽底座的后端面，在所述带槽底座上设置有阶梯式产品安放槽。在所述后板对应于所述阶梯式产品安放槽的位置设置有检测铁片。在所述输入部件上还设置有四个检测按钮，其中白色检测按钮两个，红色检测按钮一个，黄色检测按钮一个。本实用新型通过设计一套夹具和支架系统，用于放置E2E产品，安装PLC、传感器、 电源、Touch Finder等硬件设备。产品的放置夹具作用放置E2E产品，能够使E2E产品正常触发，使E2E的LED灯亮起来。需要根据不同型号的产品制作不同的夹具。在本实用新型的平板底座上安装有固定支架，在固定支架上安装可以移动的活动支架，在活动支架上装置视觉传感器，活动支架可以调整高度和角度；使其对准下方的产品放置夹具。在固定支架中部安装输入部件(Touch Finder)，使操作人员可以看到视觉传感器判断出的NG或者OK画面；以适应调试以及安装时候的调整。产品放置夹具的后板可以安置检测铁片；根据产品动作特性�？�、常闭两种类型，来选择是否安装检测铁片。当产品动作形态为�？嘈褪保≡癜沧凹觳馓坏辈范餍翁１绽嘈褪保≡癫话沧凹觳馓４鄣鬃薪滋菔讲钒卜挪郏莶返墓娓瘢凑詹煌返牟晃榷ㄗ刺嗬胫谱�。视觉传感器与输入部件(Touch Finder)通过FQ Ethernet Cable连接线与PLC 控制器连接。有益效果本实用新型设计并开发半自动通用接近传感器LED检查机，能有效检测LED灯是否正常及能否工作，并且避免了因人工检测的视觉疲劳所产生的判断错误，防止不良产品流出。该套检查设备和方法操作简单有效，易于实现。最终目标可以实现将其加入到已存在的E2E特性检查机中，提高自动化水平。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本实用新型。
图1为本实用新型传感器LED灯质量的检查设备操作流程图。图2为本实用新型传感器LED灯质量的检查设备的电原理图。图3为本实用新型传感器LED灯质量的检查设备的结构示意图。图4为本实用新型的产品放置夹具结构示意图。图中标号1、后板，2、检测铁片，3、平板底座，4、 带槽底座，5、固定支架，6、视觉传感器，7、输入部件，8、产品放置夹具，9、活动支架，10、阶梯式产品安放槽。
具体实施方式
下面结合具体实施例示，进一步阐述本实用新型。基于视觉传感器的传感器LED灯质量的检查设备的设计内容为结构设计、电路设计、PLC程序编 写、产品放置夹具设计等。设计方法包括以下步骤1)采用视觉传感器6作为LED颜色的前端自动检测工具；2)采用CPM2A PLC作为视觉传感器的触发、判断、场景切换等功能的控制单元，并编写程序软件，以实现自动化操作；PLC程序编写采用Omron CX-one 2. O。3)采用机械设计软件设计检查设备的相关结构，包括夹具、支架；采用的软件为 Solidworks 2010。采用OMRON公司的FQ-S2作为检查机系统的前端传感设备。FQ-S2型传感器可以同时进行32种检测，有32种场景可以选择，支持位置补偿功能，FQ-S2传感器根据物体的 “表面”特征来识别对象。可快速而准确地检测和识别不同的对象(过去都由人工辨别)。参见图3和图4所示的一种传感器LED灯质量的检查设备，包括一平板底座1，在平板底座1上安装有固定支架5和产品放置夹具8，在固定支架5上设置有可移动的活动支架9，在活动支架9上安装有视觉传感器6，视觉传感器6对准产品放置夹具8上的欧姆龙E2E通用接近传感器；在固定支架5的中部安装有输入部件(Touch Finder) 7，输入部件 (Touch Finder)7和视觉传感器6与一 PLC控制器连接，PLC控制器还连接以蜂鸣器。在输入部件(Touch Finder)7上还设置有四个检测按钮，其中白色检测按钮两个，红色检测按钮一个，黄色检测按钮一个。视觉传感器6、输入部件(Touch Finder) 7和PLC控制器与一电源供电连接。产品放置夹具8包括一固定在平板底座1上的带槽底座4和后板1，后板1贴近于带槽底座4的后端面，在带槽底座4上设置有阶梯式产品安放槽10。在后板1对应于阶梯式产品安放槽10的位置可以根据需要设置有检测铁片2。带槽底座4的阶梯式产品安放槽10大小根据产品外观尺寸(M8、M12、M18、M30)制作。视觉传感器6与输入部件(Touch Finder) 7的连接方式是通过FQEthernet Cable特制连接线与PLC控制器连接。视觉传感器6与PLC的通信方式为1/0总线通信。PLC部分使用的是CPM2A-20CDT_D，20点输入输出漏型PLC，拥有12个点的输入 (00. 00 0. 11 禾口 8 个点的输出(10. 00 10. 08)。电源使用的是0MR0N生产的S8VS-06024电源，24V直流输出。本传感器LED灯质量的检查设备的工作流程如图1所示(1)选择场景模式(红色检测、黄色检测、红色绿色检测)(2)操作工将欧姆龙E2E通用接近传感器接好线并放置在产品放置夹具8的带槽底座4的阶梯式产品安放槽10中；(3)按下输入部件(Touch Finder)7上的检测按钮，视觉传感器6根据采集到的画面进行判断；(4) NG，不蜂鸣，并显示NG画面。OK则蜂鸣一声，显示OK画面；(5)如果是红绿色场景模式下，红色检测，则在OK后，自动切换到绿色检测；(6)操作工按下输入部件(Touch Finder) 7上的检测按钮，视觉传感器6根据采集到的画面进行判断；(7) NG显示NG画面，不蜂鸣；OK则蜂鸣两声，显示OK画面。检测结束；注意欧姆龙E2E通用接近传感器的LED检测是在其耐压检测之后，并不将欧姆龙 E2E通用接近传感器的接线取下，而是接着做LED灯的检测，所以并不需要接线。[0060]见图2，传感器LED灯质量的检查设备的回路设计按照系统规划中的要求进行设计，所需的各种部品为视觉传感器6、输入部件(Touch Finder) 7、S8VS电源一个、CPM2A PLC—个、蜂鸣器一个等。输入部件(Touch Finder) 7上的白色按钮两个，红色按钮一个，黄色按钮一个。PLC作为输入输出控制中心，接受输入部件(Touch Finder) 7上的四个按钮的控制，同时输出端对蜂鸣器进行控制；视觉传感器6部分上的黑、橙、蓝三色接入PLC的输入端口，其他各个颜色接到PLC的输出端口 ；将视觉传感器6棕蓝两色分别接到S8VS电源的正负级上；按照PLC的电源标注接好正负两极以及COM端的电源，通过PLC内部编译的程序与外部输入的信号，对检查设备作出控制，包括蜂鸣器的鸣叫、视觉传感器6的检测动作控制、视觉传感器6的场景切换等等。PLC程序主要实现了外部的输入输出，控制视觉传感器的触发、判断、场景切换等工作。程序部分I/O表如以下表格一所示
权利要求1.一种传感器LED灯质量的检查设备，包括一平板底座，在所述平板底座上安装有固定支架和产品放置夹具，在所述固定支架上设置有可移动的活动支架，在所述活动支架上安装有视觉传感器，所述视觉传感器对准所述产品放置夹具；在所述固定支架的中部安装有输入部件，所述输入部件和视觉传感器与一 PLC控制器连接，所述PLC控制器还连接以蜂鸣器；所述视觉传感器、输入部件和PLC控制器与一电源供电连接。
2.如权利要求1所述的传感器LED灯质量的检查设备，其特征在于，所述产品放置夹具包括一固定在所述平板底座上的带槽底座和后板，所述后板贴近于所述带槽底座的后端面，在所述带槽底座上设置有阶梯式产品安放槽。
3.如权利要求2所述的传感器LED灯质量的检查设备，其特征在于，在所述后板对应于所述阶梯式产品安放槽的位置设置有检测铁片。
4.如权利要求1所述的传感器LED灯质量的检查设备，其特征在于，在所述输入部件上还设置有四个检测按钮，其中白色检测按钮两个，红色检测按钮一个，黄色检测按钮一个。
专利摘要本实用新型公开了一种传感器LED灯质量的检查设备，包括一平板底座，在所述平板底座上安装有固定支架和产品放置夹具，在所述固定支架上设置有可移动的活动支架，在所述活动支架上安装有视觉传感器，所述视觉传感器对准所述产品放置夹具；在所述固定支架的中部安装有输入部件，所述输入部件和视觉传感器与一PLC控制器连接，所述PLC控制器还连接以蜂鸣器；所述视觉传感器、输入部件和PLC控制器与一电源供电连接。本实用新型作为一种自动检测LED灯质量的解决方案，优点在于，能有效检测LED灯是否正常及能否工作，并且避免了因人工检测的视觉疲劳所产生的判断错误，防止不良产品流出。该套检查设备和方法操作简单有效，易于实现。
文档编号G01R31/44GK202119887SQ20112023417
公开日2012年1月18日 申请日期2011年7月5日 优先权日2011年7月5日
发明者宓为建, 添玉, 苌道方, 蒋进军, 郭强 申请人:上�：Ｊ麓笱�
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