CN104568975A - 一种垂直摆式磁瓦检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垂直摆式磁瓦检测装置，属于无损检测技术领域。本发明包括进料装置、摆动夹持旋转装置、摄像装置、出料装置；垂直摆式磁瓦检测装置采用垂直摆式磁瓦输送方式；进料装置包括放料槽、推出气缸、放料槽底板，摆动夹持旋转装置包括夹持装置、旋转装置、摆动装置，摄像装置包括光源相机支架、安装在相机光源支架上的光源和相机，出料装置包括出料气缸、传输带装置。本发明实现磁瓦分别沿着轴向和径向旋转动作，并以一个控制轴数运动实现从取料位到检测位再到出料位之间的圆弧运动，简化了机构设计，以简单运动方案实现了磁瓦的检测运动和运输运动，进而提高了磁瓦检测效率，简化了磁瓦检测机构。

Description

一种垂直摆式磁瓦检测装置

技术领域

本发明涉及一种垂直摆式磁瓦检测装置，属于无损检测技术领域。

背景技术

以最短行程和简单的动作实现磁瓦夹持翻转检测，是减少磁瓦检测机辅助时间的关键技术。以夹持磁瓦轴向端面和径向端面旋转检测磁瓦时，从夹持位置到检测位置，再到出料位置之间的运动路径设计和运动方式设计对检测效率的提高和机械装置复杂度的减少都有很大影响，较少的控制轴数可以减少检测装置的复杂程度，以最短的路径运动可以减少辅助运动时间。

 铁氧体磁瓦或者稀土磁瓦的形状特点是外形呈圆弧状，包含外弧面、内弧面、大端面、小端面、倒角等等外表面，铁氧体磁瓦的颜色特征是呈现深黑色或灰黑色（不同工艺色彩稍有差异），稀土磁瓦的颜色呈现各种不同的光亮色泽。如图5所示，磁瓦具有多个表面，其中主要检测的表面为磁瓦轴向端面32、磁瓦径向端面35、磁瓦外弧面34、磁瓦内弧面33，根据不同厂家要求，磁瓦的具体尺寸和公差有所不同，但是形状大体相似，均具有上述主要检测面。在检测系统中，对于每一种磁瓦，采用固定方向的光源来实现检测时，需要对磁瓦进行360度翻转操作。

检测设备中，摄像装置的布置位置很重要，合适的位置可以减少辅助运动以及提供一个简单的干扰少的背景，便于图像处理。

专利申请号为：2013105100425号的中国发明专利公开了“一种磁瓦检测装置”，该装置在磁瓦检测过程中，对磁瓦进行了绕轴向和径向进行了旋转，磁瓦在向每个工位进行运输时需要一个伺服电机或者步进电机，磁瓦在每个工位检测时需要伺服电机或者步进电机执行驱动，因而具有3个控制轴数，磁瓦被抓起--检测--放下这一过程中需要完成多次启动--加速--减速--停止过程，因而形成较长，影响了检测效率。

专利申请号为：2013105095821号的中国发明专利中公开了“一种磁瓦检测夹持机构”，该机构采用双向夹持的方式，由于该装置夹持机构设计部分采用了两级同步带设计，为保证同步带工作正常，需要对其进行张紧，由于张紧力的增加，导致摩擦阻力增加，必须增加驱动电机的功率或者增加提高减速器的减速比，这样降低了手指旋转的转速，影响了检测效率，同时增加了结构重量。

专利申请号为：2014100305141号的中国发明专利中公开了“一种基于机器视觉的磁瓦在线检测设备”，该设备在检测磁瓦的过程中，针对不同类型的磁瓦调节相机和光源的位置，磁瓦在检测过程中发生一次反转，由于具有至少10个检测工位，因此检测设备占地面积大，磁瓦在传输带上行进过程中，由于皮带长度过长，会因此皮带发送侧滑，导致磁瓦检测过程中的成像位置不准确及成像效果不理想等问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述存在的问题，提供一种能够以相对较少的控制轴数（本发明所述控制轴数是指需要进行位置运动控制时，所采用的伺服电机、步进电机以及伺服液压缸等能实现伺服控制的执行元件的数量）和相对较短的运动路径，对磁瓦进行取料、检测以及放料的装置。

本发明技术方案是：一种垂直摆式磁瓦检测装置，包括进料装置、摆动夹持旋转装置、摄像装置、出料装置；所述垂直摆式磁瓦检测装置采用垂直摆式磁瓦输送方式；

所述进料装置包括放料槽、推出气缸、放料槽底板；所述放料槽包含一段倾斜部分、一段垂直部分和一段圆弧过渡部分，垂直部分与放料槽底板垂直连接，推出气缸的缸体安装在放料槽底板上，推出气缸的活塞可以自由穿过放料槽的垂直部分；

所述摆动夹持旋转装置包括夹持装置、旋转装置、摆动装置；

所述摆动装置包括带减速器的摆动电机、摆动电机支架、摆动旋转体；动力由摆动电机传递给摆动旋转体，摆动电机通过摆动电机支架安装在设备支架上，摆动电机支架安装在设备支架上，摆动旋转体安装在设备支架上；摆动电机输出轴的正反转运动带动摆动旋转体正反向运动，实现磁瓦从取料位到检测位，再到出料位，然后返回取料位的运动。

所述夹持装置包括两个夹持手指、两个夹持臂、手指气缸；两个夹持手指安装在两个夹持臂上，两个夹持臂连接在手指气缸上的活塞两端，手指气缸活塞的伸出和缩回带动夹持臂张开和闭合，进而带动夹持手指的张开和闭合，实现对磁瓦的夹持；手指气缸安装在摆动旋转体上，跟随摆动旋转体运动，实现磁瓦在检测位以及取料位的夹紧和松开动作，摆动旋转体的运动和磁瓦旋转是独立控制的。

所述旋转装置包括旋转电机支架、旋转电机、通轴、钢丝软轴、手指联轴器；所述旋转电机的输出轴与通轴之间通过同步带实现同步旋转，通轴通过通轴联轴器连接两个钢丝软轴，两个钢丝软轴通过手指联轴器分别与两个夹持手指连接，旋转电机通过旋转电机支架连接在摆动旋转体上；旋转电机的输出轴旋转可以带动夹持手指旋转；

所述摄像装置包括光源相机支架、光源、和相机；所述光源相机支架安装在摆动夹持旋转装置的侧面，所述光源和相机安装在光源相机支架的顶部；

所述出料装置包括出料气缸、传输带装置；出料气缸安装在传输带装置安装架的侧面；

所述垂直摆式磁瓦输送方式是：所述进料装置在摆动夹持旋转装置的一侧，出料装置在摆动夹持旋转装置的另一侧，夹持装置将磁瓦夹持后，以摆动旋转体的回转中心线为轴线，往复摆动，实现磁瓦的夹持、检测及运输。

所述磁瓦由人工或者输送装置放置在放料槽的倾斜部分，磁瓦由于重力作用沿着放料槽的圆弧过渡部分进人到垂直部分，推出气缸将放料槽垂直部分的最底端的一块磁瓦推出，调节推出气缸安装位置，使得磁瓦被推送到放料槽底板的预定位置，便于夹持装置夹取；放料槽底板位于夹持手指夹紧磁瓦位置的正下方，磁瓦被推送到夹持手指夹紧磁瓦位置的正下方，夹持手指在取料点夹取磁瓦；放料槽垂直部分与进料槽底板连接在一起。

所述相机的轴线通过检测位、光源的照射方向为相机的获取图像方向，相机获取图像的方向朝向检测位。

所述垂直摆式磁瓦输送方式为：所述摆动夹持旋转装置从取料位夹取磁瓦，然后以摆动旋转体的回转中心线为轴线，沿检测路径摆动到检测位，磁瓦旋转检测，再沿出料路径摆动到出料位将磁瓦放在出料装置上，最后沿返回路径摆回取料位，完成一个检测循环。

所述相机与光源固定在光源相机支架上，并且安装在摆动夹持旋转装置摆动轨迹的上方，检测位在摆动夹持旋转装置的上方。

本发明所述的垂直摆式磁瓦输送方式，其检测路径是磁瓦随摆动装置运动所经过的路径，检测路径的一端是取料位，另一端是检测位，出料路径是磁瓦随摆动装置运动所经过的路径，出料路径的一端是检测位，另一端是出料位，返回路径是摆动装置运动返回取料位所经过的路径，返回路径一端是出料位，另一端是取料位。

本发明所述的垂直摆式磁瓦输送方式，其取料位、检测位和出料位在同一平面内，所述平面与摆动旋转体回转中心交点为回转中心点，取料位和出料位在回转中心点的两侧。

本发明的工作过程是：

磁瓦由人工或其它设备成组放入到放料槽中，经过推出气缸的活塞推动，将最底下的磁瓦推出到取料位，其它磁瓦依次下落。摆动电机获得输入信号，并带动安装在设备支架上的摆动旋转体，带动安装在摆动旋转体上的夹紧和旋转部件一起动作，摆动到取料位，手指气缸动作，夹紧臂闭合，带动夹紧手指夹紧磁瓦轴向端面或者磁瓦径向端面，然后摆动电机带动摆动旋转体上的机构和磁瓦，向检测位摆动，到达检测位后，摆动电机停止运动，旋转电机旋转，通过主动同步带轮、同步带、从动同步带轮，带动通轴旋转，通轴连接在手指联轴器上，手指联轴器连接钢丝软轴，手指联轴器连接钢丝软轴和夹紧手指，动力通过通轴依次通过手指联轴器、钢丝软轴、手指联轴器、夹紧手指，实现磁瓦旋转，磁瓦检测完成后，摆动电机继续旋转，带动安装在摆动旋转体上的所有机构和磁瓦向出料位摆动，到达出料位之后，手指气缸动作，夹紧臂张开，将磁瓦放置在出料装置的传输带上，摆动电机反转，向取料位运动，到达后完成一个摆动周期，磁瓦沿着出料装置的传输带装置上的传输带向后移动，如果磁瓦为缺陷磁瓦，则在推出气缸处被推出，如果磁瓦为合格磁瓦，则一直向后移动。

完成整个磁瓦检测，需要两台本发明所述的垂直摆式磁瓦检测装置，一台夹持磁瓦径向端面，旋转检测磁瓦除被夹持部分的表面，另一台夹持磁瓦轴向端面，旋转检测磁瓦除被夹持部分的表面。

本发明的有益效果是：本发明实现磁瓦分别沿着轴向和径向旋转动作，并以一个控制轴数运动实现从取料位到检测位再到出料位之间的圆弧运动，简化了机构设计，以简单运动方案实现了磁瓦的检测运动和运输运动，进而提高了磁瓦检测效率，简化了磁瓦检测机构。

附图说明

图1是本发明的整体轴测结构示意图；

图2是本发明进料装置轴测结构示意图；

图3是本发明摆动夹持旋转装置的轴测结构示意图；

图4是本发明正视示意图；

图5是本发明磁瓦示意图；

图6是本发明摆动夹持装置的摆动方式、路径和摄像装置布置方式示意图。

图1-6中各标号：1-进料装置，2-摆动夹持旋转装置，3-摄像装置，4-出料装置，5-放料槽，6-推出气缸，7-放料槽底板，8-磁瓦，9-夹紧手指，10-夹紧臂，11-手指气缸，12-主动同步带轮，13-同步带，14-旋转电机支架，15-旋转电机，16-从动同步带轮，17-通轴安装轴承，18-通轴支架，19-通轴，20-通轴联轴器，21-钢丝软轴，22-摆动电机，23-摆动电机支架，24-摆动旋转体，25-手指联轴器，26-设备支架，27-光源，28-相机，29-光源相机支架，30-出料气缸，31-传输带装置，32-磁瓦轴向端面，33-磁瓦内弧面，34-磁瓦外弧面，35-磁瓦径向端面，36-检测路径，37-检测位，38-出料路径，39-返回路径，40-出料位，41-回转中心点，42-取料位。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种垂直摆式磁瓦检测装置，包括进料装置1、摆动夹持旋转装置2、摄像装置3、出料装置4；

如图2所示，一种垂直摆式磁瓦检测装置，其进料装置1包括放料槽5、推出气缸6以及放料槽底板7。所述放料槽5包含一段倾斜部分、一段垂直部分和一段圆弧过渡部分，垂直部分与放料槽底板7垂直连接，推出气缸6的缸体安装在放料槽底板7上，推出气缸6的活塞可以自由穿过放料槽5的垂直部分；

所述磁瓦8由人工或者输送装置放置在放料槽5的倾斜部分，磁瓦8由于重力作用沿着放料槽5的圆弧过渡部分进人到垂直部分，推出气缸6将放料槽5垂直部分的最底端的一块磁瓦8推出，调节推出气缸6安装位置，使得磁瓦8被推送到放料槽底板7的预定位置，便于夹持装置夹取；放料槽底板7位于夹持手指9夹紧磁瓦位置的正下方，磁瓦8被推送到夹持手指9夹紧磁瓦位置的正下方，夹持手指9在取料点42夹取磁瓦8；放料槽5垂直部分与放料槽底板7连接在一起。

如图3所示，一种垂直摆式磁瓦检测装置，其摆动夹持旋转装置2包括夹持装置、旋转装置和摆动装置。所述夹持装置包括两个夹持手指9、两个夹持臂10、手指气缸11；两个夹持手指9安装在两个夹持臂10上，两个夹持臂10连接在手指气缸11的活塞两端，夹持动作由手指气缸11提供动力，手指气缸11活塞的伸出和缩回带动夹持臂10张开和闭合，进而带动夹持手指9的张开和闭合，实现对中夹紧动作，进而实现对磁瓦8的夹持；手指气缸11安装在摆动旋转体24上，跟随摆动旋转体24运动，实现磁瓦8在取料位42、检测位37以及取料位42的夹紧和松开动作，摆动旋转体24的运动和磁瓦8旋转是独立控制的。

磁瓦自转动作由旋转电机15提供动力，通过主动同步带轮12、同步带13、从动同步带轮16，带动通轴19旋转，通轴19通过通轴安装轴承17与通轴支架18相连，通轴支架18安装在手指气缸11上，通轴联轴器20连接通轴19和钢丝软轴21，手指联轴器25连接钢丝软轴21和夹持手指9实现磁瓦8旋转；摆动装置由摆动电机22提供动力，驱动安装在设备支架26上的摆动旋转体24，带动安装在摆动旋转体24上的夹紧和旋转部件一起动作，控制摆动电机22的正反转即可实现摆动旋转体的摆动。旋转电机15采用步进电机，摆动电机22采用伺服电机。

所述旋转装置包括旋转电机支架14、旋转电机15、通轴19、钢丝软轴21、手指联轴器25；所述旋转电机15的输出轴与通轴19之间通过同步带实现同步旋转，通轴19通过通轴联轴器20连接两个钢丝软轴21，两个钢丝软轴21通过手指联轴器25分别与两个夹持手指9连接，旋转电机15通过旋转电机支架14连接在摆动旋转体24上；旋转电机15的输出轴旋转可以带动夹持手指9旋转。

旋转装置的具体动作是：旋转电机15输出轴带动主动同步带轮12旋转，通过同步带13将动力传递给从动同步带轮16，从动同步带轮16与通轴19之间采用键连接，将动力分配给通轴19两端的通轴联轴器20，钢丝软轴21的一端与通轴联轴器20连接另一端与手指联轴器25连接，夹持手指9与手指联轴器25连接在一起，这样从旋转电机15传递出来的动力同步分配到两个夹持手指9上，实现两个夹持手指的同步旋转。

夹紧装置的具体动作是：手指气缸11的活塞两端与夹持臂10相连，夹持臂10与夹持手指9通过轴承连接在一起，当气缸活塞开合时，夹持手指也实现开合。

    所述摆动装置包括带减速器的摆动电机22、摆动电机支架23、摆动旋转体24；摆动电机22电机轴通过联轴器与摆动旋转体24相连接，动力由摆动电机22传递给摆动旋转体24，摆动电机22通过摆动电机支架23安装在设备支架26上，摆动电机支架安装在设备支架26上，摆动旋转体24安装在设备支架26上；摆动电机22输出轴的正反转运动带动摆动旋转体24正反向运动，实现磁瓦8从取料位42到检测位37，再到出料位40，然后返回取料位42的运动。

如图4所示，一种垂直摆式磁瓦检测装置，其摄像装置3包括光源27、相机28，以及相机光源支架29。所述光源相机支架29安装在摆动夹持旋转装置2的侧面，所述光源27和相机28安装在光源相机支架29的顶部，并且安装在摆动夹持旋转装置2摆动轨迹的上方，检测位37在摆动夹持旋转装置2的上方；所述相机28的轴线通过检测位37、光源27的照射方向为相机28的获取图像方向，相机28获取图像的方向朝向检测位37。

所述出料装置4包括出料气缸30、传输带装置31；出料气缸30安装在传输带装置31安装架的侧面；

如图6所示，一种垂直摆式磁瓦检测装置，其摄像装置3布置在摆动旋转夹持装置运动路径的上方。

所述垂直摆式磁瓦输送方式是：所述进料装置1在摆动夹持旋转装置2的一侧，出料装置4在摆动夹持旋转装置2的另一侧，夹持装置将磁瓦8夹持后，以摆动旋转体24的回转中心线为轴线，往复摆动，实现磁瓦8的夹持、检测及运输。

如图6所示，一种垂直摆式磁瓦检测装置，其摇摆式磁瓦输送方式为垂直方向上的往复摆动式，摆动旋转夹持装置从取料位42处取得磁瓦，然后以摆动旋转体24的回转中心线为轴线，经过检测路径36到达检测位37，磁瓦8旋转检测，检测完毕之后，经过出料路径38到达出料位40，出料位处设置有传输带装置31，传输带装置31上带有可以推出缺陷磁瓦的出料气缸30，将磁瓦放置在出料装置4上之后，摆动旋转夹持装置经过返回路径39向取料位42摆动，完成一个检测循环；出料位40、取料位42和检测点37在同一平面内，所述平面与摆动旋转体24回转中心线垂直相交，交点为回转中心点41，出料位40和取料位42在回转中心点41的两侧。

本发明所述的垂直摆式磁瓦输送方式，其检测路径36是磁瓦随摆动装置运动所经过的路径，检测路径36的一端是取料位42，另一端是检测位37，出料路径38是磁瓦随摆动装置运动所经过的路径，出料路径38的一端是检测位37，另一端是出料位40，返回路径39是摆动装置运动返回取料位42所经过的路径，返回路径39一端是出料位40，另一端是取料位42。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种垂直摆式磁瓦检测装置，其特征在于：包括进料装置（1）、摆动夹持旋转装置（2）、摄像装置（3）、出料装置（4）；所述垂直摆式磁瓦检测装置采用垂直摆式磁瓦输送方式；

所述进料装置（1）包括放料槽（5）、推出气缸（6）、放料槽底板（7）；所述放料槽（5）包含一段倾斜部分、一段垂直部分和一段圆弧过渡部分，垂直部分与放料槽底板（7）垂直连接，推出气缸（6）的缸体安装在放料槽底板（7）上，推出气缸（6）的活塞可以自由穿过放料槽（5）的垂直部分；

所述摆动夹持旋转装置（2）包括夹持装置、旋转装置、摆动装置；

所述摆动装置包括带减速器的摆动电机（22）、摆动电机支架（23）、摆动旋转体（24）；动力由摆动电机（22）传递给摆动旋转体（24），摆动电机（22）通过摆动电机支架（23）安装在设备支架（26）上，摆动电机支架（23）安装在设备支架（26）上，摆动旋转体（24）安装在设备支架（26）上；

所述夹持装置包括两个夹持手指（9）、两个夹持臂（10）、手指气缸（11）；两个夹持手指（9）安装在两个夹持臂（10）上，两个夹持臂（10）连接在手指气缸（11）上，手指气缸（11）安装在摆动旋转体（24）上；

所述旋转装置包括旋转电机支架（14）、旋转电机（15）、通轴（19）、钢丝软轴（21）、手指联轴器（25）；所述旋转电机（15）的输出轴与通轴（19）之间通过同步带（13）实现同步旋转，通轴（19）通过通轴联轴器（20）连接两个钢丝软轴（21），两个钢丝软轴（21）通过手指联轴器（25）分别与两个夹持手指（9）连接，旋转电机（15）通过旋转电机支架（14）连接在摆动旋转体（24）上；

所述摄像装置（3）包括光源相机支架（29）、光源（27）、和相机（28）；所述光源相机支架（29）安装在摆动夹持旋转装置（2）的侧面，所述光源（27）和相机（28）安装在光源相机支架（29）的顶部；

所述出料装置（4）包括出料气缸（30）、传输带装置（31）；出料气缸（30）安装在传输带装置（31）安装架的侧面；

所述垂直摆式磁瓦输送方式是：所述进料装置（1）在摆动夹持旋转装置（2）的一侧，出料装置（4）在摆动夹持旋转装置（2）的另一侧，夹持装置将磁瓦（8）夹持后，以摆动旋转体（24）的回转中心线为轴线，往复摆动，实现磁瓦（8）的夹持、检测及运输。

2.根据权利要求1所述的垂直摆式磁瓦检测装置，其特征在于：所述磁瓦（8）由人工或者输送装置放置在放料槽（5）的倾斜部分，磁瓦（8）由于重力作用沿着放料槽（5）的圆弧过渡部分进人到垂直部分，推出气缸（6）将放料槽（5）垂直部分的最底端的一块磁瓦（8）推出，调节推出气缸（6）安装位置，使得磁瓦（8）被推送到放料槽底板（7）的预定位置，便于夹持装置夹取；放料槽底板（7）位于夹持手指（9）夹紧磁瓦位置的正下方，磁瓦（8）被推送到夹持手指（9）夹紧磁瓦位置的正下方，夹持手指（9）在取料点（42）夹取磁瓦（8）；放料槽（5）垂直部分与进料槽底板（7）连接在一起。

3.根据权利要求1所述的垂直摆式磁瓦检测装置，其特征在于：所述相机（28）的轴线通过检测位（37）、光源（27）的照射方向为相机（28）的获取图像方向，相机（28）获取图像的方向朝向检测位（37）。

4.根据权利要求1所述的垂直摆式磁瓦检测装置，其特征在于：所述垂直摆式磁瓦输送方式为：所述摆动夹持旋转装置（2）从取料位（42）夹取磁瓦（8），然后以摆动旋转体（24）的回转中心线为轴线，沿检测路径（36）摆动到检测位（37），磁瓦（8）旋转检测，再沿出料路径（38）摆动到出料位（40）将磁瓦（8）放在出料装置（4）上，最后沿返回路径（39）摆回取料位（42），完成一个检测循环。

5.根据权利要求1所述的垂直摆式磁瓦检测装置，其特征在于：所述相机（28）与光源（27）固定在光源相机支架（29）上，并且安装在摆动夹持旋转装置（2）摆动轨迹的上方，检测位（37）在摆动夹持旋转装置（2）的上方。