CN102809941B - 一种流通硬币坯饼几何尺寸在线自动检测剔除装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流通硬币坯饼几何尺寸在线自动的检测剔除装置，其特征在于：底板上设有坯饼输入排列整理组件和检测剔除模块以及压紧器支架单元。本发明在工作中，可硬性剔除超大的或卡滞的极限不合格坯饼，确保超大滞留和卡入的极限坯饼被可靠剔除。该装置几何规格（直径、厚度、平整度、椭圆度等）检测精度可达0.03毫米，且具有通用性，仅变化直径和厚度块规尺寸，可以检测不同规格的产品，适应流通硬币坯饼规模化高效生产中检测控制的需要。

Description

一种流通硬币坯饼几何尺寸在线自动检测剔除装置

技术领域

本发明涉及造币坯饼生产检测控制的技术领域，具体地说是一种圆形流通硬币坯饼几何尺寸在线自动检测剔除的装置。

背景技术

当前在造币规模化坯饼生产中需要对坯饼的几何规格（直径、厚度尺寸、平整度、椭圆度等）进行检测和控制，特别是对经过电镀、边部印字坯饼生产工序后的坯饼几何尺寸进行检测控制，避免前后不同规格坯饼的混串和分选剔除几何尺寸超差的不合格品，确保后续印花时能保质保量高效率生产。

目前已有的坯饼几何尺寸检测控制装置为固定式检测块规，属于半自动装置且需要人工手动操作剔除不合格品；且由于半自动装置的效率匹配问题，不能在线而只能离线设置，增加了坯饼生产过程中的产品的周转和反复，存在局限性。已有的一种直径方向开合式坯饼几何尺寸检测剔除装置，但由于结构所限制，检测精度极易受到生产现场坯饼金属屑和粉尘颗粒的影响，检测精度不能满足坯饼生产中的控制要求，无法实现在线运动过程中坯饼的检测要求。

目前已有的坯饼表面质量视觉检测控制系统主要用于坯饼上下（正背）表面质量的检测控制，对于坯饼的几何规格而言，一方面由于检测精度不能满足控制要求，另一方面无法实现在线运动过程中坯饼几何规格的检测要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的流通硬币坯饼几何规格（直径、厚度尺寸、平整度、椭圆度等）的检测剔除装置，它可克服现有技术不能在线高效检测的局限，同时避免受到生产现场坯饼金属屑和粉尘颗粒的影响，保证在线高效检测精度要求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种流通硬币坯饼几何尺寸在线自动检测剔除装置，其特征在于：所述的检测剔除装置包括底板，底板的前端设有坯饼输入排列整理组件，底板的中部设有检测剔除模块，底板的后部设有压紧器支架单元。

使用时，本发明的检测剔除模块可硬性挡住和卡滞超大的、超厚的不合格坯饼；硬性剔除超大的、超厚的不合格坯饼，确保超大滞留和卡入的坯饼被可靠剔除。该装置几何规格（直径、厚度、平整度、椭圆度等）检测精度可达0.03毫米以内，且具有通用性，仅变化直径和厚度块规尺寸，可以检测不同规格的产品，适应流通硬币坯饼规模化高效生产中自动检测控制的需要。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

图2为本发明一实施例的又一结构示意图。

图3为本发明检测剔除模块的分散结构示意图。

图4为本发明超大直径坯饼在径向检测块规处被卡示意图。

图5为本发明超厚坯饼在厚度检测块规处被卡示意图。

图6为本发明超差坯饼在检测剔除模块处被硬性剔除示意图。

图7为本发明超差坯饼在检测剔除模块处被硬性剔除的又一示意图。      具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

本发明所述的检测剔除装置包括底板，底板的前端设有坯饼输入排列整理组件，底板的中部设有检测剔除模块，底板的后部设有压紧器支架单元。

坯饼输入排列整理组件：包括坯饼厚度挡块和设在坯饼厚度挡块两侧的坯饼左、右挡块，坯饼厚度挡块通过厚度挡块支架与底板连接，坯饼厚度挡块的一侧设有坯饼左挡板，另一侧设有坯饼右旗形挡板和坯饼右调节挡板，坯饼厚度挡块的一端设有压饼块，压饼块连接有一个压饼气缸，压饼气缸与底板之间通过压饼支架相连。坯饼右旗形挡板与坯饼右调节挡板之间固定连接，坯饼右调节挡板上设有腰形调节孔，坯饼左挡板和坯饼右调节挡板分别通过螺钉与底板固定连接。

检测剔除模块与压紧器支架单元：底板上设有压紧器支架单元，检测剔除模块通过压紧器与底板固定连接。检测剔除模块包括槽形检测剔除模块座和盖板，槽形检测剔除模块座两端分别固定有径向检测左块规和径向检测右块规，盖板下方相连有厚度检测上块规，盖板上方设有剔除下压气缸，剔除下压块含在厚度检测上块规内并与剔除下压气缸相连。槽形检测剔除模块座上固定有两根平行设置的芯轴，芯轴的两端分别设有可移动的厚度检测左下块规和厚度检测右下块规，厚度检测左下块规通过左侧直线轴承与芯轴形成可移动连接，厚度检测右下块规通过右左侧直线轴承与芯轴形成可移动连接，左、右径向检测块规零件完全相同，漏斗状对称设计可以自身左、右件掉头互换使用，延长径向检测块规的使用寿命。槽形检测剔除模块座的一端固定有左气缸，另一端固定有右气缸，槽形检测剔除模块座的两端均设有通孔，两端的通孔内分别设有左、右连接杆，左连接杆的一端与左气缸相连，另一端与厚度检测左下块规相连，右连接杆的一端与右左气缸相连，另一端与厚度检测右左下块规相连。检测剔除模块独立组装成套，保证精度；其中剔除下压气缸、左气缸和右气缸均使用快速气接头。底板上设有压紧器支架，压紧器通过螺钉与压紧器支架固定连接，压紧器上设有螺钉压杆。

检测剔除模块具有下开门式剔除机构，即保持直径方向检测块规始终固定不变，在厚度方向进行开合剔除，开合剔除机构设计有二组滚动直线轴承支撑副，灵活可靠，精度高寿命长。使开合剔除和回复过程不受生产过程中金属粉末和灰尘的影响，确保检测精度的可靠。检测剔除模块采用由下压气缸驱动的剔除压块的机构，通过下压动作，硬性剔除超大的或卡滞的极限不合格坯饼，确保超大滞留和卡入的极限坯饼被可靠剔除。     

本发明装置图示中各部件名称如下（图1、图2中）：底板1、坯饼左挡板2、坯饼右旗形挡板3、坯饼厚度挡块4、光电传感器5、厚度挡块支架6、压饼支架7、压饼气缸8、压饼块9、坯饼右可调节挡板10、检测剔除模块11、螺钉压杆12、压紧器13（图1：压紧器处于锁紧状态、图2：压紧器处于开启状态）、压紧器支架14。

检测剔除模块11（见图3：检测剔除模块的分散结构示意图）中各部件名称如下：盖板11-1、剔除下压气缸11-2、剔除下压块11-3、径向检测左块规11-4、径向检测右块规11-5、厚度检测上块规11-6、移动式厚度检测左下块规11-7、左侧直线轴承11-8、左气缸11-9、芯轴11-10、移动式厚度检测右下块规11-11、右侧直线轴承11-12、右气缸11-13、槽形检测剔除模块座11-14、左、右连接杆11-15。

本发明装置的连接方式为：检测剔除模块11整套安放在底板1上，通过两个压紧器13进行快速锁紧和松开，可以十分快速方便的进行整套检测剔除模块的更换。同时便于质量检测模块的检验，适应高效生产。其余零件通过螺栓固定在底板1上。坯饼右旗形挡板3与坯饼右可调节挡板10之间通过沉头螺钉连接为一体，坯饼左挡板2、坯饼右可调节挡板10分别通过螺钉与底板1连接紧固，可调节挡板10上设有腰形孔可按需调节，使与坯饼左挡板2之间形成略大于一枚坯饼直径的均匀通道。

坯饼厚度挡块4通过螺钉与厚度挡块支架6连接紧固，厚度挡块支架6通过螺钉固定在底板1上。厚度挡块支架6设有腰形孔，通过移动坯饼厚度挡块4的上下位置，使坯饼厚度挡块4与底板1之间形成略大于一枚坯饼厚度的均匀通道。

压饼支架7通过螺钉与底板1连接紧固，压饼块9与压饼气缸8通过螺纹连接，压饼气缸8通过螺钉与压饼支架7连接紧固。

螺钉压杆12通过上下螺母与压紧器13连接固定，压紧器13通过螺钉与压紧器支架14连接固定，压紧器支架14通过螺钉与底板1连接固定。通过调整螺钉压杆12的位置，当压紧器13处于快速锁紧时，整套检测剔除模块11与底板1保持接触固定。

检测剔除模块分为上下两个单元，其连接方式为：检测剔除模块上单元，以硬币坯饼为中心对称设置：厚度检测上块规11-6通过螺钉与盖板11-1连接固定；剔除下压块11-3含于厚度检测上块规11-6的腰形内孔中并通过螺钉与伸出盖板11-1通孔的、剔除下压气缸11-2的轴连接固定，剔除下压气缸11-2通过螺钉与盖板11-1连接固定。连接后，剔除下压块11-3低于厚度检测上块规11-6的厚度，不影响厚度检测上块规11-6的正常检测。

检测剔除模块下单元，以硬币坯饼为中心对称设置：两根芯轴11-10分别穿于槽形检测剔除模块座11-14两端台阶下侧面孔内，通过槽形检测剔除模块座11-14上的该孔内的定位螺钉进行连接固定。左侧直线轴承11-8压配入移动式厚度检测左下块规11-7内；右侧直线轴承11-12压配入移动式厚度检测右下块规11-11内，安装直线轴承后的左、右移动式轴向检测下块规分别安装于两根芯轴11-10之上并可各自灵活移动。

左气缸11-9、右气缸11-13分别通过螺钉与检测剔除模块座11-14连接固定。二根连接杆11-15的外螺纹端穿过检测剔除模块座11-14上的通孔分别连接左气缸11-9、右气缸11-13；通过螺钉使二根连接杆11-15的另一端分别与轴向检测左下块规11-7和轴向检测右下块规11-11连接固定，使轴向检测左下块规11-7和轴向检测右下块规11-11在左气缸11-9和右气缸11-13的拉动下，可在芯轴11-10上作往返移动。

通过螺钉，将径向检测左块规11-4、径向检测右块规11-5分别及紧固于槽形检测剔除模块座11-14两端台阶面上，轴向螺钉使径向检测左块规11-4、径向检测右块规11-5与检测剔除模块座11-14平面紧密连为一体；而侧方螺钉使径向检测左块规11-4、径向检测右块规11-5的侧面与检测剔除模块座11-14侧面紧密连为一体，保证径向检测左块规11-4、径向检测右块规11-5之间的最小通道尺寸仅允许最大直径坯饼通过。

整套检测剔除模块下单元装配后，由于径向检测左块规11-4、径向检测右块规11-5的长度比底板1的方孔长，整套检测剔除模块11从上往下放在底板1上，然后再从上往下盖上整套检测剔除模块上单元，当压紧器13处于快速锁紧位置时，盖板11-1下平面与径向检测左块规11-4、径向检测右块规11-5的上平面紧密接触，厚度检测上块规11-6与移动式厚度检测左下块规11-7和移动式厚度检测右下块规11-11之间形成的最小通道尺寸仅允许最大厚度坯饼通过。

本发明通过PLC电控系统控制整套装置，按步骤进行坯饼流动检测确认卡饼；压饼气缸下运行；径向检测块规打开气缸运行；剔除下压气缸下压运行；不合格坯饼剔除。然后各气缸依次回复，按序恢复正常检测，从而完成整个坯饼生产在线自动检测剔除过程，以此不断循环。自动检测控制和剔除装置剔除速度≤4秒/次（可以调节设定）。在线自动检测剔除装置具有通用性，仅变化直径和厚度块规尺寸，可以检测不同规格的产品，适应流通硬币坯饼规模化高效生产中检测控制的需要。检测的几何规格（直径、厚度、平整度、椭圆度等）检测精度≤0.03毫米（mm）。 

实施例1

本发明装置工作时，在本装置前方硬币坯饼整理转盘内，硬币坯饼在转盘离心力的作用下，逐枚排序流入本装置中。本检测装置检测块规分别设置比硬币最大直径和最大厚度值微大，正常尺寸的坯饼可以顺利通过本检测通道。本装置通过PLC电控系统控制三个两位五通阀，分别控制压饼气缸、剔除下压气缸、移动式厚度检测下块规两个气缸；左右移动式厚度检测块规的两个气缸共用一个阀。本装置径向检测块规和厚度检测块规设计成漏斗状，左、右径向检测块规由两块相同零件搭配形成，厚度检测块规由上方漏斗状零件和下方两件可移动式滑块搭配形成。当几何规格超差（超大超厚或不平直或不圆）的硬币坯饼进入本检测剔除装置时，超差的硬币坯饼卡在径向检测块规或厚度检测块规的检测口上（图4、图5），通过PLC电控系统控制，首先在进口位置光电传感器检测到无坯饼流动，即确认卡饼信号后发出多条指令，先指令前方压饼气缸下压暂停坯饼运行；再发出指令，移动式厚度检测左下块规、移动式厚度检测右下块规分别左右打开剔除通道；继续发出指令，剔除下压气缸带动剔除下压块下移，硬性剔除超大的不合格坯饼（图6、图7）。然后各气缸依次回复，按序恢复正常检测，从而完成整个坯饼生产在线自动检测剔除过程，保证坯饼质量和生产效率，以此不断循环。（这里描述的PLC电控系统是现有技术，这里就不再赘述其工作原理了。）

本发明提供的流通硬币坯饼几何尺寸（直径、厚度尺寸、平整度、椭圆度等）在线自动检测控制和剔除的装置，具有如下的特点和优点：

1、检测剔除模块独立组装成套，整套检测剔除模块零件制作精度高，直径和厚度检测块规批量加工制作并能互换，便于加工制作和工作时快速方便地更换和互换，保证规模化生产中的坯饼尺寸控制。其中剔除下压气缸、径向检测块规两个气缸均使用快速气接头；整套检测剔除模块与底板仅采用两个压紧器与底板进行快速锁紧和松开，可以十分快速方便的进行整套检测剔除模块的更换。同时便于质量检测模块的检验，适应高效生产。

2、检测剔除模块机构具有下开门式剔除机构，即保持直径方向检测块规始终固定不变，在厚度方向下方由二块块规的滑动进行剔除开合，开合剔除机构设计有二组滚动直线轴承支撑副，灵活可靠，精度高寿命长。下开门式剔除机构使开合剔除和回复过程不受生产过程中金属粉末和灰尘的影响，确保检测精度的可靠。  

3、检测剔除模块的剔除机构采用由下压气缸驱动的剔除压块的机构，通过下压动作，硬性剔除超大的或卡滞的极限不合格坯饼，确保超大滞留和卡入的极限坯饼被可靠剔除。

4、检测剔除模块中，左、右径向检测块规零件完全相同，漏斗状对称设计可以自身左、右件掉头互换使用，延长径向检测块规的使用寿命。

5、通过PLC电控系统控制整套装置，按步骤进行坯饼流动检测、确认卡饼、压饼气缸下运行、移动式厚度检测下块规气缸运行打开剔除通道、剔除下压气缸下压、不合格坯饼剔除。然后各气缸依次回复，按序恢复正常检测，从而完成整个坯饼生产在线自动检测剔除过程，以此不断循环。自动检测控制和剔除装置剔除速度≤4秒/次（可以调节设定）。检测速度视硬币坯饼输入速度以及剔除效率而定。通常配置3000枚/分钟流出量的输饼转盘，检测速度≥2000枚/分钟（按1/1000-1.5/1000剔除率）。 

6、几何规格（直径、厚度、平整度、椭圆度等）检测精度≤0.03毫米（mm）。 

7、在线自动检测剔除装置具有通用性，仅变化直径和厚度块规尺寸，可以检测不同规格的产品，适应流通硬币坯饼规模化高效生产中检测控制的需要。

8、该自动检测控制和剔除装置主要零件经整体硬化或经表面特殊硬化处理，耐磨性优良，使用寿命长。

9、本在线自动检测剔除装置具有较大通用性，仅变化直径和厚度块规尺寸，可以检测不同规格的产品，适应流通硬币坯饼规模化高效生产中检测控制的需要。

实施例2

需要检测的流通硬币坯饼规格如下：直径max=Φ24.9mm，厚度max=2.05mm。则本装置对应检测流通硬币坯饼块规的规格设置为：直径块规间距= 24.93mm（径向检测左块规11-4、径向检测右块规11-5之间的通道尺寸），厚度块规=2.08mm（即厚度检测上块规11-6与厚度检测左块规11-7和厚度检测右块规11-11之间形成的通道高度尺寸）。其中几何规格检测精度≤0.03毫米（mm）。

配置3000枚/分钟流出量的输饼转盘，检测速度≥2000枚/分钟（按1/1000-1.5/1000剔除率）。直径和厚度检测块规零件整体经硬化处理，HRC≥62, 坯饼右旗形挡板、直线轴承支撑芯轴整体经硬化处理，HRC≥62，底板、坯饼左挡板、坯饼厚度挡块、坯饼右可调节挡板零件表面镀硬铬处理，HV≥63。本装置流通硬币坯饼进入通道设置宽度间距= 25.4mm，设置厚度=2.40mm，既保证检测效率，又保证逐枚进入本装置。本装置中四个控制气缸：压饼气缸、剔除下压气缸、移动式厚度检测块规的两个气缸均使用快速气接头，可以十分快速的进行检测剔除模块的更换。

当几何规格超差（超大超厚或不平直或不圆）的硬币坯饼进入本检测剔除装置时，超差的硬币坯饼卡在径向检测块规或轴向检测块规的检测口上（图4、图5），通过PLC电控系统控制，首先在进口位置光电传感器检测到无坯饼流动，即确认卡饼信号后发出多条指令，先指令前方压饼气缸下压暂停坯饼运行；再发出指令，移动式厚度检测块规分别打开剔除通道；继续发出指令，剔除下压气缸带动剔除下压块下移，硬性剔除超大的不合格坯饼。然后各气缸依次回复，按序恢复正常检测，从而完成整个坯饼生产在线自动检测剔除过程，保证坯饼质量和生产效率，以此不断循环。

Claims (3)

1.一种流通硬币坯饼几何尺寸在线自动检测剔除装置，其特征在于：所述的检测剔除装置包括底板，底板的前端设有坯饼输入排列整理组件，底板的中部设有检测剔除模块，底板的后部设有压紧器支架单元，坯饼输入排列整理组件包括坯饼厚度挡块和设在坯饼厚度挡块两侧的坯饼左、右挡板，坯饼厚度挡块通过厚度挡块支架与底板连接，坯饼厚度挡块的一侧设有坯饼左挡板，另一侧设有坯饼右挡板，所述的坯饼右挡板由坯饼右旗形挡板和坯饼右调节挡板组成，坯饼厚度挡块的一端设有压饼块，压饼块连接有一个压饼气缸，压饼气缸与底板之间通过压饼支架相连，坯饼右旗形挡板与坯饼右调节挡板之间固定连接，坯饼右调节挡板上设有腰形调节孔，坯饼左挡板和坯饼右调节挡板分别通过螺钉与底板固定连接，检测剔除模块通过压紧器支架单元与底板固定连接，检测剔除模块包括槽形检测剔除模块座和盖板，槽形检测剔除模块座两端分别固定有径向检测左块规和径向检测右块规，盖板下方相连有厚度检测上块规，盖板上方设有剔除下压气缸，剔除下压块含在厚度检测上块规内并与剔除下压气缸相连，槽形检测剔除模块座上固定有两根平行设置的芯轴，芯轴的两端分别设有可移动的厚度检测左下块规和厚度检测右下块规，槽形检测剔除模块座的一端固定有左气缸，另一端固定有右气缸，槽形检测剔除模块座的两端均设有通孔，两端的通孔内分别设有左、右连接杆，左连接杆的一端与左气缸相连，另一端与厚度检测左下块规相连，右连接杆的一端与右左气缸相连，另一端与厚度检测右左下块规相连。

2.根据权利要求1所述的一种流通硬币坯饼几何尺寸在线自动检测剔除装置，其特征在于：厚度检测左下块规通过左侧直线轴承与芯轴形成可移动连接，厚度检测右下块规通过右左侧直线轴承与芯轴形成可移动连接。

3.根据权利要求1所述的一种流通硬币坯饼几何尺寸在线自动检测剔除装置，其特征在于：底板上设有压紧器支架单元，压紧器通过螺钉与压紧器支架单元固定连接，压紧器上设有螺钉压杆。