CN104390985A - 一种塑胶套管自动化缺陷检测成套设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种自动化的塑胶套管螺纹缺陷检测及包装成套设备，该成套设备主要由振动给料器（1）、整理排序机（2）、分送器（3）、检测传送带（4）、图像采集器（5）、推料器（6）、自动装袋缝包机（7）、工控系统（8）八大模块组成。螺纹缺陷检测环节基于机器视觉的原理设计，实现了非接触式准确检测，同时不损伤套管。该成套设备能实现塑胶套管的自动化整理排序，螺纹缺陷检测及筛选，将合格套管计数并自动装袋缝包；完全取代人工连续工作，比人工更稳定快速，实现产品100%检测，极大地提高了检测准确性和效率，降低了漏检误检风险和检测包装的成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动化的塑胶套管螺纹缺陷检测及包装成套设备，属于机电一体自动化成套设备。
背景技术
随着以高铁为代表的新型铁路技术的高速发展，与铁路相关的基础零部件需求量越来越大，质量要求也越来越高。塑胶套管就是一款极具代表性的铁路零部件。对塑胶套管的螺纹缺陷检测是保证其质量的必要工序，每年都有大量的套管产品需进行全手工检验、计数并包装，工序繁琐耗时，而且人力成本急剧增加，导致人工检测成本也飞速上涨。同时，人工检测受到操作者的疲劳度、责任心和经验等主观因素影响，误检概率高、效率低，在很大程度上降低了产品竞争力，人工检测已经很难满足市场需求。目前，国内的铁路零件生产商仍然采用人工检测包装的方式，缺乏一种针对套管产品的自动化检测及包装成套设备。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一套自动化成套设备取代人工作业，自动检测铁路套管零件的螺纹缺陷，提出不合格套管后将合格套管计数打包，实现产品100%检测，极大地提高检测准确性和效率，降低了漏检误检风险和检测包装的成本。
本发明采用的技术方案是：该成套设备主要由振动给料器（1）、整理排序机（2）、分送器（3）、检测传送带（4）、图像采集器（5）、推料器（6）、自动装袋缝包机（7）、工控系统（8）八大模块组成。其特征在于：该成套设备能实现塑胶套管的自动化整理排序、螺纹缺陷检测及包装；生产加工出来杂乱的套管装入振动给料器（1）均匀给料，通过整理排序机（2）整理排序，分送器（3）按检测要求分送排列套管到检测传送带（4），由图像采集器（5）采集套管螺纹图像传给工控系统（8），工控系统（8）采用机器视觉判定套管是否合格，不合格套管由推料器（6）推出检测传送带（4），合格套管由自动装袋缝包机（7）计数堆码后装袋缝包；图像采集器（5）和推料器（6）数量可以根据生产需要设定。
作为基本技术方案的改进方案之一: 分送器（3）分送排列套管后，每个套管口装有吹气头（9），能将套管内残留的水珠吹散吹干；作为基本技术方案的改进方案之二:图像采集器（5）由微型摄像头（10）固定在一个可以水平往复移动的摄像头夹持器（11）上组成，摄像头（10）上装有LED外部光源，镜头可以伸入套管内拍照，摄像头移动行程可控；
作为基本技术方案的改进方案之三: 自动装袋缝包机（7），由计数器（12）、储料箱（13）、翻转台（14）、撑袋器（15）、缝包机（16）组成，检测后合格套管经过计数器（12）按一定数量排成一列送入储料箱（13），第二列通过翻转台（14）掉头，一排排正反相间装入储料箱（13），装满后将储料箱（13）推入由撑袋器（15）撑开的中，储料箱（13）上的卸料门（15）打开，套管装入编织袋中，抽出储料箱（13），然后由缝包机（16）自动缝包；
作为基本技术方案的改进方案之四:螺纹缺陷检测环节采用机器视觉的方法进行检测，采用专门的图像处理算法进行缺陷识别；作为基本技术方案的改进方案之五: 图像采集器（5）和推料器（6）数量可以根据生产需要设定； 作为基本技术方案的改进方案之六：每个控制环节配置一个控制箱，控制箱内安装PLC、触摸屏以及操作按钮指示灯等，各控制箱通过现场总线进行联网，实现网络通信和数据共享；在控制中心配置主控台，安装通信网关，并配置工控机，在工控机上做组态，实现对整个生产线的中控，通过中心控制室的电脑组态可以监控到各个设备的实时运行工况，并可在线修改各控制环节的运行参数，也可对某执行机构进行实时控制。
本发明的有益效果是：首次提出了一种适用于塑胶套管产品内螺纹缺陷检测及包装的自动化系统，与人工作业相比，不仅检测效率更高，而且误检概率小、生产成本低。同时，此成套设备可以自动存储、统计检测过程中的关键数据，生成曲线图等统计图表，利于生产企业的产品信息管理。操作人员可以从统计信息中发现生产过程中的问题。例如，统计后发现近几批次的套管合格率持续下降，应马上检查生产过程是否出现异常。
附图说明
附图1塑胶套管零件螺纹缺陷检测及包装成套设备主视图；
附图2塑胶套管零件螺纹缺陷检测及包装成套设备俯视图；
附图3自动包装装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例进一步详细描述本发明，但不以任何方式限制本发明的范围。图1和图2分别给出了塑胶套管零件螺纹缺陷检测及包装自动化成套设备主视图和俯视图，该系统主要由振动给料器（1）、整理排序机（2）、分送器（3）、检测传送带（4）、图像采集器（5）、推料器（6）、自动装袋缝包机（7）、工控系统（8）八大模块组成，具体实施方式如下：
1、生产加工出来杂乱的套管装入振动给料器（1）给料，给料器（1）通过往复振动将套管均匀的输送到整理排序机（2）；
2、整理排序机（2）是在一个输送带上装有导料槽，导料槽由宽变窄，套管通过导料槽套管变成一根根有序排序，通过一个电子识别器将套管正反方向识别，然后由推料杆将方向不对的套管推出输送带，经翻转臂掉头后再推入输送带，整理速度60件/分钟；
3、分送器（3）是一个由电机带动的沟槽滚轮，将排列好的套管按一定间距输送到到检测传送带（4），并且每个套管口装有吹气头（9）吹气2-3秒，能将套管内残留的水珠吹散吹干；
4、按一定间距排列在检测传送带（4）的套管，由图像采集器（5）把微型摄像头（10）镜头伸入套管内拍摄2-3组图像，并将图像传输到工控系统（8），由工控系统（8）对比合格图样判定是否合格；
5、检测到不合格套管后，工控系统（8）反馈给推料器（6）将不合格套管推出检测传送带（4），合格套管通过计数器（12）后进入自动装袋缝包机（7）；
6、检测后合格套管经过计数器（12）按一定数量排成一列送入储料箱（13），第二列通过翻转台（14）掉头，一排排正反相间装入储料箱（13），装满后将储料箱（13）推入由撑袋器（15）撑开的中，储料箱（13）上的卸料门（15）打开，套管装入编织袋中，抽出储料箱（13），然后由缝包机（16）自动缝包；
图像采集器（5）和推料器（6）数量可以根据生产需要设定。 整个工控系统（8）每个工序的设备都配置一台PLC，设置独立的控制柜，所有的PLC通过以太网实现互联，在中控室设置上位机，上位机通过网络实时采集各PLC的工况参数，以组态界面的方式直观显示现场各设备的运行工况，并可以通过上位机的组态画面操作执行机构或修改工艺参数。同时，上位机还可以对现场检测的一些关键参数进行记录存储和统计分析，并出具检验报表。
整套设备的操作方法及工作流程如下：操作员接通各个设备电源，将待检批次套管放入振动给料器（1），然后启动上位机的组态软件，设定好本批次套管的型号、每袋包装数目等参数后，启动整套设备。振动给料器（1）首先动作，按一定速度出料，工件滑入整理排序机（2），经过分送器（3），进入检测传送带（4），此时套管都是等间距、同向地整齐排列。输送带每个节拍向前传送与图像采集器（5）所安装的工装数目相同的工件。当待检套管进入图像采集器（5），系统驱动摄像头（10）拍照，将图片传回工控系统（8），工控系统（8）判断其是否存在螺纹缺陷，记录相关参数并将判断结果返回给推料器（6），推料器（6）根据判定结果剔除相应的不合格工件，合格工件则滑入物料暂存器，经计数器（12）装入编织袋，待编织袋装满指定数量工件后，计数门关闭，系统报警，人工移走编织袋，并换上新的编织袋，系统继续工作，直到所有工件检测打包完成或是人为暂停、关闭系统。
Claims (8)
1.本发明公开一种自动化的塑胶套管螺纹缺陷检测及包装成套设备，该成套设备主要由振动给料器（1）、整理排序机（2）、分送器（3）、检测传送带（4）、图像采集器（5）、推料器（6）、自动装袋缝包机（7）、工控系统（8）八大模块组成。
2.其特征在于：该成套设备能实现塑胶套管的自动化整理排序、螺纹缺陷检测及包装；生产加工出来杂乱的套管装入振动给料器（1）给料，通过整理排序机（2）整理排序，分送器（3）按检测要求分送排列套管到检测传送带（4），由图像采集器（5）采集套管螺纹图像传给工控系统（8），工控系统（8）采用机器视觉判定套管是否合格，不合格套管由推料器（6）推出检测传送带（4），合格套管由自动装袋缝包机（7）计数堆码后装袋缝包；图像采集器（5）和推料器（6）数量可以根据生产需要设定。
3.根据权利1描述的螺纹缺陷检测及包装成套设备，其特征在于: 分送器（3）分送排列套管后，每个套管口装有吹气头（9），能将套管内残留的水珠吹散吹干。
4.根据权利1描述的螺纹缺陷检测及包装成套设备，其特征在于:图像采集器（5）由微型摄像头（10）固定在一个可以水平往复移动的摄像头夹持器（11）上组成，摄像头（10）上装有LED外部光源，镜头可以伸入套管内拍照，摄像头移动行程可控。
5.根据权利1描述的螺纹缺陷检测及包装成套设备，其特征在于: 自动装袋缝包机（7），由计数器（12）、储料箱（13）、翻转台（14）、撑袋器（15）、缝包机（16）组成，检测后合格套管经过计数器（12）按一定数量排成一列送入储料箱（13），第二列通过翻转台（14）掉头，一排排正反相间装入储料箱（13），装满后将储料箱（13）推入由撑袋器（15）撑开的中，储料箱（13）上的卸料门（15）打开，套管装入编织袋中，抽出储料箱（13），然后由缝包机（16）自动缝包。
6.根据权利1描述的螺纹缺陷检测及包装成套设备，其特征在于:螺纹缺陷检测环节采用机器视觉的方法进行检测，采用专门的图像处理算法进行缺陷识别。
7.根据权利1描述的螺纹缺陷检测及包装成套设备，其特征在于: 图像采集器（5）和推料器（6）数量可以根据生产需要设定。
8.根据权利1描述的螺纹缺陷检测及包装成套设备，其特征在于：每个控制环节配置一个控制箱，控制箱内安装PLC、触摸屏以及操作按钮指示灯等，各控制箱通过现场总线进行联网，实现网络通信和数据共享；在控制中心配置主控台，安装通信网关，并配置工控机，在工控机上做组态，实现对整个生产线的中控，通过中心控制室的电脑组态可以监控到各个设备实时运行工况，并可在线修改各控制环节的运行参数，也可对某执行机构进行实时控制。
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