CN102636489B

CN102636489B - 阵列排布球体的选择性分流剔除及下料装置

Info

Publication number: CN102636489B
Application number: CN201210096656.9A
Authority: CN
Inventors: 全燕鸣; 柯志勇; 姜长城
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2032-04-05
Also published as: CN102636489A

Abstract

本发明公开了一种阵列排布球体的选择性分流剔除及下料装置，包括接料板、剔料板、分料导柱、第一往复驱动机构、支承座、可编程逻辑控制器及计算机；所述接料板与剔料板连接固定，分料导柱安装在剔料板上，剔料板安装在支承座上，第一往复驱动机构与分料导柱固定在一起，可编程逻辑控制器分别与第一往复驱动机构和计算机连接。本装置适应于任何材质球体、特别适应于3mm以下小球体的选择性自动剔除和下料；能同时自动剔除同批次受检小球中的所有有缺陷球体，卸除所有无缺陷体球；剔除和下料流程简单，装置结构简单、成本低廉。

Description

阵列排布球体的选择性分流剔除及下料装置

技术领域

本发明涉及从多行多列的球体阵列中选择性自动剔除部分球体和使剩余球体同时下料的装置，特别涉及阵列排布球体的选择性分流剔除及下料装置。

背景技术

滚珠轴承是应用及其广泛的通用机械产品，其中滚珠为球体，其需求量极大，而其表面质量直接影响轴承质量。我国轴承滚珠生产企业基本上都是采用人工目检法对球体表面质量进行检测，即人手拨动平铲中的球体并在散光灯下用眼睛（或借助于低倍放大镜）观察其表面，发现缺陷钢球后由人工挑剔出来。人的眼睛在灯光下观察极易疲劳，特别是抛光钢球表面高反光刺激眼睛，同时操作者用手工拨动的方法也无法保证球体的整个表面完全被观察到。近年来，随着无损探伤技术、电子技术和计算机技术的发展，逐渐出现了钢球涡流检测技术、机器视觉检测技术。钢球涡流检测机从国外进口，该设备采用涡流探伤技术对钢球表面裂纹等缺陷进行检测，采用成型轮使被测钢球逐个子午线翻滚。该产品进口价格高昂，适用范围为中大型钢球，且易引起缺陷漏检。日本有轴承钢球光电外观检测仪，但是在中国未有应用，其检测的缺陷类型不全。

中国专利号为ZL 200310109912.4的专利公开了一种钢球表面缺陷检测方法，该方法是将被测钢球由进料机构逐个送入检测机构的进给转盘周缘第一孔中，进给转盘按节奏转动，其下方有展开托盘托住被测钢球，进给转盘及其孔中的被测钢球浸在煤油中，展开转盘作偏心旋转而带动钢球转动，正上方的CCD相机采集被测钢球展开面的信息，由计算机识别终端显示器上被测钢球的表面放大图像并判别钢球表面质量，将不合格钢球自动或手动控制送入废料仓。该方法是对钢球逐个进行检测，一次只能进一个钢球，被测钢球只在采集图像上单列占据对角线位置，这种方法和结构的检测效率很有限，不适合检测小型钢球（如直径3mm以下）；该方法需要用煤油为工作介质，对钢球自身存在一定程度的污损，以及产生对钢球表面进行清洗的后续程序，需经常更换煤油介质，增加流程步骤和成本；该专利未公开钢球检测后的自动分流方法和装置。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的不足之处，提供一种适应高效率的成批检测、适应任何材质球体检测、适应3mm以下的一种的阵列排布球体的选择性分流剔除及下料装置。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种阵列排布球体的选择性分流剔除及下料装置，包括接料板、剔料板、分料导柱、第一往复驱动机构、支承座、可编程逻辑控制器及计算机，所述接料板与剔料板连接固定，分料导柱安装在剔料板上，能够断开或连通剔料板里的方形槽，剔料板安装在支承座上，第一往复驱动机构与分料导柱固定在一起，可编程逻辑控制器分别与第一往复驱动机构和计算机连接。

所述接料板开有多列斜槽，所述斜槽的倾斜角度为5°～15°，具体以小球能在槽内平稳快速滚动为宜，且每列斜槽与阵列排布球体中的列是一一对应的，斜槽的宽度比被测小球直径大0.2～2mm，相邻斜槽在长度上相差10mm～30mm，使得斜槽的末端在位置上能够错开一定距离，斜槽末端均开有圆形通孔，圆形通孔的直径比被测小球直径大0.2～2mm；

剔料板上开有多列均匀分布排列的方形槽，方形槽的尺寸在宽度和高度上比被测小球的直径大0.2～2mm，所述方形槽通过圆形通孔与接料板的斜槽相通；剔料槽保持倾斜5°～15°的角度安装，接料板保持水平安装；

接料板上斜槽的列数与阵列排布球体的列数相同，剔料板上方形槽的列数与斜槽列数相同且一一对应；所述斜槽的宽度、方形槽的宽度、斜槽末端的圆形通孔的直径和方形通孔的宽度尺寸完全相同；

所述方形槽中下部开有圆形通孔，分料导柱安装在方形槽的圆形通孔内，并在往复驱动机构的作用下能够在孔内上下动作；

所述分料导柱是实现小球分流的关键零件，具有圆柱体形状，中上部沿直径方向开有一个关于轴截面对称的方形通孔，方形通孔的大小与剔料板上的方形槽尺寸相同，在往复驱动机构未动作时，方形通孔与方形槽连通；所述分料导柱在其一侧下部垂直方向开有向下通槽，与方形通孔不相贯，向下通槽在宽度和高度上均比方形通孔大0.1～2mm，当往复驱动机构在可编程逻辑控制器（PLC）的控制下向上运动，则分料导柱的向下通槽与剔料板的方形槽相连；

所述支承板支撑固定剔料板，且剔料板与水平面呈5°～15°的倾斜角度。

本发明的工作过程：小球表面缺陷检测完毕后，计算机对有缺陷的小球进行定位表示，并将信息发送给可编程逻辑控制器（PLC），当阵列排布小球从检测时的装置掉入接料板中的斜槽，沿着斜槽滚动到圆形通孔，并滚入剔料板的方形槽中，沿着方形槽的倾斜方向向下滚动，对于经计算机检测无缺陷的小球，PLC控制往复驱动机构不动作，无缺陷小球从分料导柱中的方形通孔中通过；对于计算机检测有缺陷的小球，当小球沿着剔料板方形槽倾斜下滚时，PLC控制往复驱动机构向上动作，则方形槽中的分料导柱向上运动，分料导柱的向下通槽与方形槽相通，有缺陷的小球滚入向下通槽的空位处，掉入废品收集盒内。

本发明的有益效果：

（1）现有技术未公开钢球检测后的自动分流方法和装置，本发明新给出了阵列排布球体选择性自动剔除和下料方法。

（2）对比现有技术逐个分流受检后的有缺陷和无缺陷钢球，本发明能同时自动剔除同批次受检小球中的所有缺陷球体、能同时卸除所有无缺陷体球。

（3）现有技术只适应于一般尺寸钢球的表面缺陷检测，本发明适应于任何材质球体、特别适应于3mm以下小球体的选择性自动剔除和下料。

（4）现有技术检测小球表面缺陷需要借助煤油为工作介质，并将小球放在煤油中，对小球自身存在一定程度的污损，以及产生对小球表面进行清洗的后续程序和需要经常更换煤油介质，增加流程步骤和成本。本发明无需借助煤油为工作介质，节省了程序，降低了成本。

附图说明

图1是球体在检测时的位置分布和装置结构示意图；

图2是图1中A-A部分的剖面图；

图3是图1中B-B部分的剖面图；

图4是阵列排布球体的选择性分流剔除及下料装置结构示意图；

图5是图4中C-C部分的剖面图；

图6是图4中D-D部分的剖面图；

图7是分料导柱示意图；

图8是图7中E-E部分的剖面图；

图9是图7中F-F部分的剖面图；

图中示出：1—上型板， 2—下型板， 3—型座， 4—第二往复驱动机构， 5—被测小球， 6—接料板， 7—剔料板，8—分料导柱，9—第一往复驱动机构，10—支承座。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1、2、3所示球体在检测时的位置分布和装置结构示意图，在检测位置时被测小球5分布在由上型板1阵列通孔与下型板2纵惯通槽组成的分隔空间。上型板1固定在型座3上，上型板1下表面有两列纵惯通槽，下型板2上表面对应有两列纵惯通榫，并有多个通孔，下型板2置于型座3上，下型板2与上型板1槽榫配合，在第二往复驱动机构4的驱动下，可使下型板2纵向滑动。第二往复驱动机构4可以以气或电、磁、液为动力。

如图5所示，阵列排布球体的选择性分流剔除及下料装置包括接料板6、剔料板7、分料导柱8、第一往复驱动机构9、支承座10、可编程逻辑控制器及计算机，所述接料板6与剔料板7连接固定，分料导柱8安装在剔料板7上，能够断开或连通剔料板里的方形槽，剔料板7安装在支承座10上，第一往复驱动机构9与分料导柱8固定在一起，可编程逻辑控制器分别与第一往复驱动机构9和计算机连接。

如图4、6所示：接料板6开有与上型板1通孔列数相同的多列斜槽，斜槽的倾斜角度为5°～15°，以被测小球5能在槽内平稳快速滚动为宜，斜槽的宽度与型板通孔直径相同，比被测小球5的直径大0.2～2mm，相邻斜槽在长度上相差10mm～30mm，斜槽末端均有圆形通孔，圆形通孔直径与斜槽宽度相同。在安装时，接料板6位于下型板2的正下方，斜槽与上型板1上的每列孔一一对齐。剔料板7与接料板6连接固定，剔料板7有多列均匀分布排列的方形槽，每列方形槽与接料板6上的圆形通孔相通，方形槽的宽度与接料板6上的圆形通孔直径相同，每列方形槽中下部均开有圆形通孔，分料导柱8安装在方形槽的圆形通孔内，在第一往复驱动机构9的作用下能够在孔内上下抽动。

如图7、8、9所示，所述分料导柱8为圆柱体形状，其中上部沿直径方向开有一个关于轴截面对称的方形通孔，方形通孔的尺寸与剔料板7的方形槽相同，分料导柱8在方形通孔一侧的下部垂直方向开有向下通槽，向下通槽在宽度和高度上均比方形通孔大0.1～2mm。在初始状态时，分料导柱8的方形通孔与剔料板7的方形槽连通；在剔除动作状态时，第一往复驱动机构9驱动分料导柱8向上运动一段距离，分料导柱8的向下通槽与剔料板7的方槽连接，形成一个空位。剔料板7固定在支承座10上，支承座10的上部倾斜5°～15°的角度，具体角度值以被测小球5能在方形槽内平稳快速滚动为宜，剔料板7安装成与支承座10保持相同角度倾斜。

当小球表面缺陷检测完毕后，计算机对有缺陷的被测小球5进行定位标示，并将信息发送给可编程逻辑控制器（PLC）；PLC先控制第二往复驱动机构4进行运动，使下型板2的通孔与上型板1的第一行孔对齐，上型板1中的被测小球5在自身重力作用下各自由下型板2的通孔掉下，进入接料板6对应的斜槽里，并在斜槽里滚动，通过斜槽末端的圆形通孔进入剔料板7对应的方形槽里，在方形槽里沿倾斜方向向下滚动。对于经计算机检测出无缺陷的小球，计算机中的检测软件经过通信发送信息给PLC，PLC控制第一往复驱动机构9不动作，对应剔料板7中的方形槽里的分料导柱8不动作，则方形槽里的小球滚动经分料导柱8的方形通孔至剔料板7的末端，掉进收集盒内；对于经计算机中的检测软件检测出有缺陷的小球，软件经过通信发送信息给PLC，PLC控制第一往复驱动机构9向上动作，对应剔料板7的方形槽里的分料导柱8向上运动，则方槽里的小球滚动至分料导柱8的向下通槽空位处掉进废品收集盒内，然后PLC控制第一往复驱动机构9向下动作，成为小球分流剔除的初始状态；在实现型板内每行小球的剔除工作后，由PLC控制第二往复驱动机构4进行动作，使下型板2的通孔与上型板1的下一行孔对齐，进行下一次分流剔除小球过程，如此动作直至型板里的小球全部实现次品剔除和良品收集。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种阵列排布球体的选择性分流剔除及下料装置，其特征在于，包括接料板、剔料板、分料导柱、第一往复驱动机构、支承座、可编程逻辑控制器及计算机，所述接料板与剔料板连接固定，分料导柱安装在剔料板上，剔料板安装在支承座上，第一往复驱动机构与分料导柱固定在一起，可编程逻辑控制器分别与第一往复驱动机构和计算机连接；

所述接料板开有斜槽，且斜槽与阵列排布球体中的列是一一对应的，每列斜槽末端开有第一圆形通孔；

所述剔料板上开有方形槽，方形槽通过所述第一圆形通孔与接料板的斜槽相通，所述方形槽的中下部开有导柱安装圆形通孔，分料导柱安装在方形槽的导柱安装圆形通孔内。

2.根据权利要求1所述的阵列排布球体的选择性分流剔除及下料装置，其特征在于，斜槽的倾斜角度为5°～15°，且相邻斜槽在长度上相差10mm～30mm，斜槽的宽度比被测小球直径大0.2～2mm，所述斜槽末端的圆形通孔直径比被测小球直径大0.2～2mm。

3.根据权利要求1所述的阵列排布球体的选择性分流剔除及下料装置，其特征在于，方形槽的宽度比被测小球的直径大0.2～2mm。

4.根据权利要求1所述的阵列排布球体的选择性分流剔除及下料装置，其特征在于，所述分料导柱为圆柱体形状，中上部沿直径方向开有一个关于轴截面对称的方形通孔，所述方形通孔的一侧下部开有向下通槽，且向下通槽与方形通孔不相贯，所述向下通槽在宽度和高度上均比方形通孔大0.1～2mm。

5.根据权利要求1所述的阵列排布球体的选择性分流剔除及下料装置，其特征在于，所述剔料板安装在支承座上，且剔料板与水平面成5°～15°的角度倾斜。