CN103900425B - 一种使用凸轮分度器的枪弹炮弹视觉检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用凸轮分度器的枪弹炮弹视觉检测设备，其包括凸轮分度器、驱动电机、同步轴、减速机、扭力限制器、到位传感器及转盘，其中凸轮分度器连接上驱动电机后作为主动力固定在视觉检测设备中的工作台面上，然后在将凸轮分度器的输出轴通过同步轴经扭力限制器与视觉检测设备中的转盘连接，驱动电机通过减速机与凸轮分度器连接；到位传感器设置在凸轮分度器与转盘相接处用于输出信号及确认运行状况。在实际生产中，该设备提高了产品检测效率，解决了现有枪弹炮弹视觉检测设备中产品定位精度低、以及由于定位不准确造成工业相机拍摄时打光困难，图像效果差，图像分析处理精度不高等问题。

Description

一种使用凸轮分度器的枪弹炮弹视觉检测设备

技术领域

    本发明涉及一种枪弹炮弹视觉检测设备，尤其是一种使用凸轮分度器的枪弹炮弹视觉检测设备。

背景技术

目前，我国枪弹炮弹检测手段、方法和设备还处于传统阶段，主要依靠人工及肉眼检验质量。这种方式的缺点是：

1、劳动强度高、费时费力，效率低下，无法满足当前生产的需要；

2、由于人眼检测的局限性，有些缺陷和尺寸无法用肉眼检测出来；

3、人工检测具有很强的主观性，从而造成检测精度低、可靠性差，给枪弹炮弹的生产带来了潜在的隐患。

因此，使用自动视觉检测技术提高枪弹炮弹检测精度和效率是一项急待解决的问题。

目前在自动枪弹炮弹视觉检测中使用链轮传动定位和蜗轮蜗杆进行物料传送，但其传动定位存在如下问题

链轮传动只能用于平行轴间的传动，瞬时传动比不恒定，高速时传动不平稳，传动时有噪音、冲击。传动速度低；需要二次精确定位，效率低；定位精度不高。在高速枪弹炮弹检测中不适合作定位装置。

蜗轮蜗杆传动效率较低，一般为0.7-0.9；当降速比很大时，效率甚至在0.5以下；发热大，所以工作时要求有良好的冷却和润滑条件；在较高速度下传递动力时,蜗轮蜗杆常用较贵的有色金属(青铜)，成本高；定位精度差，需二次精确定位，速度低，效率低。蜗轮及蜗杆机构常被用于两轴交错、传动比大、传动功率不大或间歇工作的场合。而枪弹检测要求是不停歇高速检测的场合，故蜗轮蜗杆传动也不合适。

以上产品定位精度低的问题，在视觉检测设备中对产品的检测造成了很大影响，产品定位不准确，造成很难设计一个合适的机器视觉光源结构，在位置有差异时不能配合工业相机将产品的缺陷拍摄清楚，因而对后续的图像分析处理造成了很大困扰，分析精度差，部分产品的表面缺陷甚至完全无法分析处理。

凸轮分度器是输入轴上的弧面共轭凸轮与输出轴上的分度轮无间隙垂直啮合的传动装置。弧面凸轮轮廓面的曲线段驱使分度轮转位，直线段使分度轮静止，并定位自锁。通过该机构将连续的输入运动转化为间歇式的输出运动。通常情况下，入力轴每完成一个360°旋转，出力轴便同时完成一次分度运动（静止和旋转）。连续的转停运动，给设备提供了运输物料，静止检测的节拍。而且，凸轮分度器分度数可以根据需求选用，分度数的灵活可变，设备可根据需求增加和减少工位；同时，凸轮分度器静止的重复精度高（+/-0.01mm），使物体每次停止的位置精确。然而目前，尚未有将凸轮分度器用于枪弹炮弹及配件视觉检测设备中的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提高枪弹炮弹视觉检测设备中的回转定位精度，以克服上述背景技术中提出的现有视觉检测设备中定位精度低、图像效果差，速度慢以及效率不高的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种使用凸轮分度器的枪弹炮弹视觉检测设备，其包括凸轮分度器、驱动电机、同步轴、减速机、扭力限制器、到位传感器及转盘，其中凸轮分度器连接上驱动电机后作为主动力固定在视觉检测设备中的工作台面上，然后在将凸轮分度器的输出轴通过同步轴经扭力限制器与视觉检测设备中的转盘连接，驱动电机通过减速机与凸轮分度器连接；到位传感器设置在凸轮分度器与转盘相接处用于输出信号及确认运行状况。

优选地，凸轮分度器包括扭力限制器、用于控制分度器分度角的分度器输出轴滚轮和用于控制分度器转停的分度器凸轮。

优选地，分度器输出轴滚轮用于选用8个不同的凸轮分度。分度器凸轮包括绕凸轮轴螺旋旋转的中间螺旋状突起。

优选地，驱动电机通过分度器凸轮带动，使检测工作台旋转，每次旋转90度，四个一组的料模每次将四发枪弹炮弹料依次送到各个工位。

优选地，所述工位包括：上料工位、线扫描相机旋转拍摄检测工位、不合格料排除工位及合格品下料工位。

优选地，所述转盘上固定料模，枪弹炮弹物料进入料模后，跟转盘一起作转停动作，在不同的工位上实现不同的检测，转盘旋转一周后，枪弹炮弹完成检测，并完成良品和不良品的区分。

本发明所解决的技术问题还采用以下技术方案来实现：

一种使用前述设备进行枪弹炮弹视觉检测的方法，其特征在于，

将枪弹炮弹视觉检测设备的驱动电机（2）装配到凸轮分度器（1）；

驱动电机（2）通过分度器凸轮（12）带动，使检测工作台旋转，每次旋转90度，四个一组的料模每次将四发料依次送到各个工位：

首先送到上料工位，两个上料料盘将物料分四路经推料模块送入料模；

其次送到检测工位，检测工位下方有旋转台模块，带动四发料旋转，四个线扫相机在定制的线光源模块的照射下拍摄物料的图像，并由计算机对图像进行分析处理，区分合格品和不合格品；

接着送到不合格料排除工位，不良品排料模块根据检测结果打开排料口将不良品排除，不良品经不良品出口进入废品箱；以及

最后送到合格品下料工位，合格品经良品出口进入良品箱。

由凸轮分度器作为动力机构的枪弹炮弹视觉检测设备与现有检测设备相比，具有以下优点：

1、相对于传统的凸轮、蜗轮蜗杆机构，凸轮分度器结构简单，精度高，一旦安装好无需维护和点检，凸轮分度器装有扭力限制器，当机器运转出现异常时可以有效的避免机器的损环，凸轮分度器上的工位数和一次检测工件的数量可以选用不同的凸轮分度，从而实现检测工位和检测效率的灵活增加。

2、相对于链轮传动视觉检测，凸轮分度器精度高，结构简单，易于调试和维护，大大减少成本和设备的制作周期。

3、基于分度器的高精度和间歇运动以及安装、维护的方便和可扩展性，在军工视觉检测行业，提高了整机的运转可靠性，图像采集的稳定性，从而解放了大量的人力，提高判断的可靠性，实现全自动化检测。

本发明不仅拓展了凸轮分度器的应用范围，而且首次将凸轮分度器代替链轮和蜗轮蜗杆作为枪弹炮弹视觉检测设备中的动力装置应用在实际生产中；定位精准，无需二次精定位，提高了生产效率，解决了现有枪弹炮弹视觉检测设备中定位精度低、以及由于定位不准确造成工业相机拍摄时打光困难，图像效果差，图像分析处理精度低，速度慢以及效率不高的问题。

附图说明

图1为凸轮分度器的效果图；

图2为图1的内部结构的示意图；

图3为凸轮分度器与驱动电机的装配示意图；

图4为图1的侧视图；以及

图5为安装了凸轮分度器后的旋转检测台的装配示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1-5所示，示出一种使用凸轮分度器1的枪弹炮弹视觉检测设备，其包括凸轮分度器1、驱动电机2、同步轴4、减速机3、扭力限制器5、到位传感器6及转盘7，其中凸轮分度器1连接上驱动电机2后作为主动力固定在视觉检测设备中的工作台面上，然后在将凸轮分度器1的输出轴通过同步轴4经扭力限制器4与视觉检测设备中的转盘7连接，驱动电机2通过减速机3与凸轮分度器1连接；到位传感器6设置在凸轮分度器1与转盘7相接处用于输出信号及确认运行状况。

其中，如图2所示，凸轮分度器1包括扭力限制器（未示出）、用于控制分度器分度角的分度器输出轴滚轮11和用于控制分度器转停的分度器凸轮12。分度器输出轴滚轮11用于选用不同的凸轮分度。本实施例中，分度器输出轴滚轮11可以用于选用8个不同的凸轮分度。分度器凸轮12包括绕凸轮轴螺旋旋转的中间螺旋状突起。

其中图5是设备的整机图，驱动电机2通过分度器凸轮12带动，使检测工作台旋转，每次旋转90度，四个一组的料模每次将四发料依次送到各个工位：1.上料工位->2.线扫描相机旋转拍摄检测工位（工位下方有旋转台）->3.不合格料排除工位->4.合格品下料工位。

1. 上料工位：两个上料料盘将物料分四路经推料模块送入料模。

2. 检测工位：检测工位下方有旋转台模块，带动四发料旋转，四个线扫相机在定制的线光源模块的照射下拍摄物料的图像，并由计算机对图像进行分析处理，区分合格品和不合格品。

3. 不合格料排除工位：不良品排料模块根据检测结果打开排料口将不良品排除，不良品经不良品出口进入废品箱。

4. 合格品下料工位：合格品经良品出口进入良品箱。

压料凸轮和压料模块将物料压住，确保物料在检测工位的旋转稳定可靠，线扫相机能拍摄到稳定清晰的图像。

凸轮分度器1的三大特性都适合在枪弹视觉检测设备上作为主动力运用,归纳为如下表格内：

                                                 

凸轮分度器1能提供高精度的间隙运动，可变的分度数，增强了设备的扩展性。因此凸轮分度器作为枪弹检测设备的主动力是符合要求的。

在工作中，凸轮分度器1每旋转90度停止一下（可根据工位要求选择不同的分度数和旋转角度），从上一个工位旋转到下一工位，节拍大约是旋转时间0.5秒，停止时间0.5秒，每个工位带四发料（可根据需要增减每工位带料数量），停止时对应的四个工业相机可以同时拍摄产品并分析处理，到下一工位根据图像处理结果对产品进行分选。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种使用凸轮分度器（1）的枪弹炮弹视觉检测设备，其包括凸轮分度器（1）、驱动电机（2）、同步轴（4）、减速机（3）、扭力限制器（5）、到位传感器（6）及转盘（7），其中凸轮分度器（1）连接上驱动电机（2）后作为主动力固定在视觉检测设备中的工作台面上，然后在将凸轮分度器（1）的输出轴通过同步轴经扭力限制器（5）与视觉检测设备中的转盘（7）连接，驱动电机（1）通过减速机（3）与凸轮分度器（1）连接；到位传感器（6）设置在凸轮分度器（1）与转盘（7）相接处用于输出信号及确认运行状况，所述驱动电机（2）通过分度器凸轮（12）带动，使检测工作台旋转，每次旋转90度，四个一组的料模（10）每次将四发枪弹炮弹物料依次送到各个工位，所述凸轮分度器每旋转90度停止一下，检测工位下方有旋转台模块，于检测工位带动四发料旋转，于所述凸轮分度器停止时，利用四个线扫相机分别拍摄四发料的图像。

2.根据权利要求1所述的使用凸轮分度器的枪弹炮弹视觉检测设备，其中凸轮分度器（1）包括扭力限制器、用于控制分度器分度角的分度器输出轴滚轮（11）和用于控制分度器转停的分度器凸轮（12），分度器输出轴滚轮（11）用于选用不同的凸轮分度，分度器凸轮（12）包括绕凸轮轴螺旋旋转的中间螺旋状突起。

3、根据权利要求2所述的使用凸轮分度器的枪弹炮弹视觉检测设备，其中分度器输出轴滚轮（11）选用8个不同的凸轮分度。

4、根据权利要求3所述的使用凸轮分度器的枪弹炮弹视觉检测设备，其中所述工位包括：上料工位、线扫瞄相机旋转拍摄检测工位、不合格料排除工位及合格品下料工位。

5、根据权利要求4所述的使用凸轮分度器的枪弹炮弹视觉检测设备，其中所述转盘上固定料模，枪弹炮弹物料进入料模后，跟转盘（7）一起作转停动作，在不同的工位上实现不同的检测，转盘旋转一周后，枪弹炮弹完成检测，并完成良品和不良品的区分。

6、一种使用权利要求1-5任意一项所述的设备进行枪弹炮弹视觉检测的方法，其特征在于

将枪弹炮弹视觉检测设备的驱动电机装配到凸轮分度器（1）, 将凸轮分度器（1）的输出轴通过同步轴经扭力限制器（5）与视觉检测设备中的转盘（7）连接，驱动电机（1）通过减速机（3）与凸轮分度器（1）连接，到位传感器（6）设置在凸轮分度器（1）与转盘（7）相接处用于输出信号及确认运行状况；

驱动电机（2）通过分度器凸轮（12）带动，使检测工作台旋转，每次旋转90度，四个一组的料模每次将四发料依次送到各个工位，所述凸轮分度器每旋转90度停止一下；

首先送到上料工位，两个上料料盘将物料分四路经推料模块送入料模；

其次送到检测工位，检测工位下方有旋转台模块，带动四发料旋转，于所述凸路分度器停止时，四个线扫相机在定制的线光源模块的照射下拍摄物料的图像，并由计算机对图像进行分析处理，区分合格品和不合格品；

接着送到不合格料排除工位，不良品排料模块根据检测结果打开排料口将不良品排除，不良品经不良品出口进入废品箱；以及

最后送到合格品下料工位，合格品经良品出口进入良品箱。