CN105571965B - 布氏硬度在线自动检测系统及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动检测系统，尤其涉及一种布氏硬度在线自动检测系统及其检测方法，用于材料硬度自动检测。箱体的上部设有检测平板，检测平板中设有PLC控制器和光电开关，PLC控制器通过光电开关信号控制进料组件、夹紧推进组件、硬度计检测组件和压痕自动检测组件，检测平板中设有与进料组件相对应分布的夹紧推进组件，检测平板中设有与夹紧推进组件相对应分布的硬度计检测组件，检测平板中设有与夹紧推进组件相对应分布的压痕自动检测组件，检测平板中设有与压痕自动检测组件相对应分布的出料分类组件。布氏硬度在线自动检测系统及其检测方法结构紧凑，使用效果出色，自动化程度高，提升产品档次。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动检测系统，尤其涉及一种布氏硬度在线自动检测系统及其检测方法，用于材料硬度自动检测。
背景技术
在我国材料的布氏硬度检测中都采用单机检测的方法，当生产批量较大时，企业采用多人，多台检测设备，同时检测同一零件。由于布氏硬度检测中，每一个检测周期时间较长，批量生产效率很低，浪费了企业大量的人力和财力。布氏硬度压痕直径的测量和对应硬度值是靠人工完成的，因此每一个零件最终的布氏硬度值的误差较大。再因人员长时间，重复工作，检测人员容易出现眼睛疲劳，影响对布氏硬度值的正确判断。多台硬度计，多人操作，同时检测同一种产品，每个人对压痕直径的测量是不一样的，因此压痕直径测量的偏差很大，会直接影响布氏硬度值的误差。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种结构简单，采用布氏硬度在线自动检测系统时，从检测件进入在线自动检测系统后，检测件在线上的工位移动，布氏硬度计的加荷、保荷、卸荷，压痕直径的测量会自动生成布氏硬度值，以及合格件与不合格件会自动分检，从而排除了由于人工操作而产生的误差，有效地提高了布氏硬度的检测精度，大大提高了检测速度，提高了生产效率，大量地减少了企业人力和管理成本的布氏硬度在线自动检测系统及其检测方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种布氏硬度在线自动检测系统，包括箱体，所述的箱体的上部设有检测平板，所述的检测平板中设有PLC控制器和光电开关，所述的PLC控制器通过光电开关信号控制进料组件、夹紧推进组件、硬度计检测组件和压痕自动检测组件，所述的检测平板中至少设有一组进料组件和夹紧推进组件，所述的检测平板中设有与进料组件相对应分布的夹紧推进组件，所述的检测平板中设有与夹紧推进组件相对应分布的硬度计检测组件，所述的检测平板中设有与夹紧推进组件相对应分布的压痕自动检测组件，所述的检测平板中设有与压痕自动检测组件相对应分布的出料分类组件；
所述的进料组件包括进料滑槽，所述的进料滑槽中设有均匀分布的检测件，所述的进料滑槽的外端设有与检测件相活动触接的进料推进气缸；
所述的夹紧推进组件包括运动夹具和夹具，所述的运动夹具中设有夹紧气缸，所述的夹紧气缸与夹具呈匹配对应，所述的运动夹具通过运动夹具推进气缸进行位移；
所述的硬度计检测组件包括硬度计检测架，所述的硬度计检测架中设有机头，所述的机头的底部设有与检测件相对应的压力传感器，所述的压力传感器的底部设有压头，所述的机头通过机头加荷丝杠与硬度计检测架相固定，所述的机头加荷丝杠与自动闭环加荷系统相连接，所述的机头通过机头位移组件沿硬度计检测架进行上下位移，所述的检测平板中设有与进料滑槽中检测件相对应的硬度计推进气缸，硬度计推进气缸推动检测件位移至压头的下方；
所述的压痕自动检测组件包括压痕自动检测架和压痕自动检测系统，所述的压痕自动检测系统与检测件呈对应分布，所述的压痕自动检测系统通过机械定位架与压痕自动检测架相活动定位，所述的机械定位架通过压痕位移组件沿压痕自动检测架进行上下位移，运动夹具推进气缸推动检测件位移至压痕自动检测系统的下方；
所述的出料分类组件包括合格通道和压痕自动检测工位推进气缸，压痕自动检测工位推进气缸将检测件推入至合格通道中，所述的压痕自动检测工位推进气缸设在检测平板中，所述的合格通道的一侧设有不合格通道，所述的不合格通道与不合格分检气缸相对应分布。
作为优选，所述的检测平板上设有运动夹具滑轨，所述的运动夹具的底部设有运动夹具滑块，所述的运动夹具滑块与运动夹具滑轨呈活动配接；
所述的机头位移组件包括设在硬度计检测架内壁的机头滑轨，所述的机头中设有机头滑块，所述的机头滑块沿机头滑轨进行上下位移；
所述的压痕位移组件包括压痕自动检测系统推进气缸，所述的压痕自动检测系统推进气缸推动机械定位架进行上下位移，所述的压痕自动检测架的内壁设有直线导轨，所述的机械定位架中设有与直线导轨相滑动连接的滑块。
作为优选，所述的压痕自动检测组件和压痕自动检测组件设在检测平板的中端，所述的压痕自动检测组件的两侧端分别设有进料组件、夹紧推进组件、硬度计检测组件。
布氏硬度在线自动检测系统的检测方法，按以下步骤进行：
(1)、装配调试：
在检测平板上固定了左右各一个进料滑槽，每个进料滑槽端头连接一个进料推进气缸，检测平板固定左右各一个硬度计检测组件，与箱体平面同时固定一根直线滑轨，直线滑轨上设有与之匹配的2个滑块，左端滑块固定左运动夹具，右端滑块固定右运动夹具，运动夹具上设有夹紧气缸；
硬度计检测组件内部设有62.5Kg闭环加荷系统，硬度计检测组件中机头部分装有200公斤压力传感器和标准的Φ2.5毫米压头；
压痕自动检测组件固定在一个压痕自动检测架上，在硬度计检测组件上固定了一根直线滑轨，直线滑轨上设有与之匹配的滑块，滑块上平面固定压痕自动检测系统，压痕检测系统上端连接推进气缸，推进气缸下端有与之相对应的机械定位架；
检测平板还固定了合格通道、不合格通道，不合格件分检气缸，运动夹具推进气缸，压痕自动检测系统工位推进气缸；
(2)、具体操作：
布氏硬度在线自动检测系统开始工作时，打开PLC控制器的电源开关，PLC控制器进入自动程序控制状态；
当检测件进入进料滑槽后，检测件处在松散和待进状态，当进料滑槽上的光电开关没有感知到来件信号，会反馈给PLC控制器并命令进料推进气缸工作，将松散的检测件推到光电开关一端，到位后气缸退到初始位置；
当光电开关感知有检测件到位后，硬度计推进气缸将检测件推到运动夹具位置，当运动夹具的光电开关感知到有检测件的到位，夹紧气缸将被检测件夹紧在夹具上；
当上述工作完成后，硬度计检测组件开始对检测件进行加荷、保荷、卸荷工作，工作完成后，机头抬起，PLC控制器控制运动夹具的下一工位的工作顺序，一般同时完成时，以左侧优先，当左侧完成后，PLC控制器会自动指挥右侧工作；
当硬度计检测组件工作完成，机头抬起到位，PLC控制器命令运动夹具推进气缸将运动夹具和检测件一起沿运动夹具滑轨推到压痕自动检测系统的工位，当压痕自动检测系统工位的光电开关感知到有检测件到位，压痕自动检测系统推进气缸推动压痕自动检测系统沿着直线滑轨到达压痕自动检测系统机械定位架的位置上，压痕自动检测系统开始对检测件上的压痕进行直径测量，自动生成布氏硬度值；
根据输入压痕自动检测系统中的零件硬度值的上限和下限，压痕自动检测系统会将合格件和不合格件的信息传输给PLC控制器，同时压痕自动检测系统推进气缸推进气缸拉动压痕自动检测系统沿着直线滑轨回到初始位置；
PLC控制器命令夹紧气缸打开，压痕自动检测工位推进气缸将检测件推进合格通道，运动夹具推进气缸回到初始位置，右侧工作程序与左侧描述的工作程序一致；
当在合格通道上的检测件被下一个检测件推到不合格分检气缸位置时，PLC控制器会根据压痕自动检测系统给出的合格件或不合格件的信息，不合格件分检气缸将超过上下限硬度值的检测件推到不合格通道上，合格件沿着合格件通道进入合格区。
该系统实用性广，将是大批量生产企业的首选，精度高、偏差小，大幅度地减少对产品的错判和误判，可实现合格件与不合格件分检和分离功能，使用寿命长、连续工作故障率低，工艺流程合理有效，检测件在系统中流动性快。
因此，本发明的布氏硬度在线自动检测系统及其检测方法，结构紧凑，使用效果出色，自动化程度高，提升产品档次。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的俯视结构示意图；
图3是本发明中压痕自动检测组件的结构示意图；
图4是本发明中硬度计检测组件的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：如图1、图2、图3和图4所示，一种布氏硬度在线自动检测系统，包括箱体1，所述的箱体1的上部设有检测平板2，所述的检测平板2中设有PLC控制器3和光电开关4，所述的PLC控制器3通过光电开关4信号控制进料组件5、夹紧推进组件6、硬度计检测组件7和压痕自动检测组件8，所述的检测平板2中至少设有一组进料组件5和夹紧推进组件6，所述的检测平板2中设有与进料组件5相对应分布的夹紧推进组件6，所述的检测平板2中设有与夹紧推进组件6相对应分布的硬度计检测组件7，所述的检测平板2中设有与夹紧推进组件6相对应分布的压痕自动检测组件8，所述的检测平板2中设有与压痕自动检测组件8相对应分布的出料分类组件9；
所述的进料组件5包括进料滑槽10，所述的进料滑槽10中设有均匀分布的检测件11，所述的进料滑槽10的外端设有与检测件11相活动触接的进料推进气缸12；
所述的夹紧推进组件6包括运动夹具13和夹具14，所述的运动夹具13中设有夹紧气缸15，所述的夹紧气缸15与夹具14呈匹配对应，所述的运动夹具13通过运动夹具推进气缸16进行位移；
所述的硬度计检测组件7包括硬度计检测架17，所述的硬度计检测架17中设有机头18，所述的机头18的底部设有与检测件11相对应的压力传感器19，所述的压力传感器19的底部设有压头37，所述的机头18通过机头加荷丝杠20与硬度计检测架17相固定，所述的机头加荷丝杠20与自动闭环加荷系统21相连接，所述的机头18通过机头位移组件沿硬度计检测架17进行上下位移，所述的检测平板2中设有与进料滑槽10中检测件11相对应的硬度计推进气缸22，硬度计推进气缸22推动检测件11位移至压头37的下方；
所述的压痕自动检测组件8包括压痕自动检测架23和压痕自动检测系统24，所述的压痕自动检测系统24与检测件11呈对应分布，所述的压痕自动检测系统24通过机械定位架25与压痕自动检测架23相活动定位，所述的机械定位架25通过压痕位移组件沿压痕自动检测架23进行上下位移，运动夹具推进气缸16推动检测件11位移至压痕自动检测系统24的下方；
所述的出料分类组件9包括合格通道26和压痕自动检测工位推进气缸27，压痕自动检测工位推进气缸27将检测件11推入至合格通道26中，所述的压痕自动检测工位推进气缸27设在检测平板2中，所述的合格通道26的一侧设有不合格通道28，所述的不合格通道28与不合格分检气缸29相对应分布。
所述的检测平板2上设有运动夹具滑轨30，所述的运动夹具13的底部设有运动夹具滑块31，所述的运动夹具滑块31与运动夹具滑轨30呈活动配接；
所述的机头位移组件包括设在硬度计检测架17内壁的机头滑轨32，所述的机头18中设有机头滑块33，所述的机头滑块33沿机头滑轨32进行上下位移；
所述的压痕位移组件包括压痕自动检测系统推进气缸34，所述的压痕自动检测系统推进气缸34推动机械定位架25进行上下位移，所述的压痕自动检测架23的内壁设有直线导轨35，所述的机械定位架25中设有与直线导轨35相滑动连接的滑块36。
所述的压痕自动检测组件8和压痕自动检测工位推进气缸27设在检测平板2的中端，所述的压痕自动检测组件8的两侧端分别设有进料组件5、夹紧推进组件6、硬度计检测组件7。
布氏硬度在线自动检测系统的检测方法，按以下步骤进行：
(1)、装配调试：
在检测平板上固定了左右各一个进料滑槽，每个进料滑槽端头连接一个进料推进气缸，检测平板固定左右各一个硬度计检测组件，与箱体平面同时固定一根直线滑轨，直线滑轨上设有与之匹配的2个滑块，左端滑块固定左运动夹具，右端滑块固定右运动夹具，运动夹具上设有夹紧气缸；
硬度计检测组件内部设有62.5Kg闭环加荷系统，硬度计检测组件中机头部分装有200公斤压力传感器和标准的Φ2.5毫米压头；
压痕自动检测组件固定在一个压痕自动检测架上，在硬度计检测组件上固定了一根直线滑轨，直线滑轨上设有与之匹配的滑块，滑块上平面固定压痕自动检测系统，压痕检测系统上端连接推进气缸，推进气缸下端有与之相对应的机械定位架；
检测平板还固定了合格通道、不合格通道，不合格件分检气缸，运动夹具推进气缸，压痕自动检测系统工位推进气缸；
(2)、具体操作：
布氏硬度在线自动检测系统开始工作时，打开PLC控制器的电源开关，PLC控制器进入自动程序控制状态；
当检测件进入进料滑槽后，检测件处在松散和待进状态，当进料滑槽上的光电开关没有感知到来件信号，会反馈给PLC控制器并命令进料推进气缸工作，将松散的检测件推到光电开关一端，到位后气缸退到初始位置；
当光电开关感知有检测件到位后，硬度计推进气缸将检测件推到运动夹具位置，当运动夹具的光电开关感知到有检测件的到位，夹紧气缸将被检测件夹紧在夹具上；
当上述工作完成后，硬度计检测组件开始对检测件进行加荷、保荷、卸荷工作，工作完成后，机头抬起，PLC控制器控制运动夹具的下一工位的工作顺序，一般同时完成时，以左侧优先，当左侧完成后，PLC控制器会自动指挥右侧工作；
当硬度计检测组件工作完成，机头抬起到位，PLC控制器命令运动夹具推进气缸将运动夹具和检测件一起沿运动夹具滑轨推到压痕自动检测系统的工位，当压痕自动检测系统工位的光电开关感知到有检测件到位，压痕自动检测系统推进气缸推动压痕自动检测系统沿着直线滑轨到达压痕自动检测系统机械定位架的位置上，压痕自动检测系统开始对检测件上的压痕进行直径测量，自动生成布氏硬度值；
根据输入压痕自动检测系统中的零件硬度值的上限和下限，压痕自动检测系统会将合格件和不合格件的信息传输给PLC控制器，同时压痕自动检测系统推进气缸推进气缸拉动压痕自动检测系统沿着直线滑轨回到初始位置；
PLC控制器命令夹紧气缸打开，压痕自动检测工位推进气缸将检测件推进合格通道，运动夹具推进气缸回到初始位置，右侧工作程序与左侧描述的工作程序一致；
当在合格通道上的检测件被下一个检测件推到不合格分检气缸位置时，PLC控制器会根据压痕自动检测系统给出的合格件或不合格件的信息，不合格件分检气缸将超过上下限硬度值的检测件推到不合格通道上，合格件沿着合格件通道进入合格区。
Claims (4)
1.一种布氏硬度在线自动检测系统，其特征在于：包括箱体(1)，所述的箱体(1)的上部设有检测平板(2)，所述的检测平板(2)中设有PLC控制器(3)和光电开关(4)，所述的PLC控制器(3)通过光电开关(4)信号控制进料组件(5)、夹紧推进组件(6)、硬度计检测组件(7)和压痕自动检测组件(8)，所述的检测平板(2)中至少设有一组进料组件(5)和夹紧推进组件(6)，所述的检测平板(2)中设有与进料组件(5)相对应分布的夹紧推进组件(6)，所述的检测平板(2)中设有与夹紧推进组件(6)相对应分布的硬度计检测组件(7)，所述的检测平板(2)中设有与夹紧推进组件(6)相对应分布的压痕自动检测组件(8)，所述的检测平板(2)中设有与压痕自动检测组件(8)相对应分布的出料分类组件(9)；
所述的进料组件(5)包括进料滑槽(10)，所述的进料滑槽(10)中设有均匀分布的检测件(11)，所述的进料滑槽(10)的外端设有与检测件(11)相活动触接的进料推进气缸(12)；
所述的夹紧推进组件(6)包括运动夹具(13)和夹具(14)，所述的运动夹具(13)中设有夹紧气缸(15)，所述的夹紧气缸(15)与夹具(14)呈匹配对应，所述的运动夹具(13)通过运动夹具推进气缸(16)进行位移；
所述的硬度计检测组件(7)包括硬度计检测架(17)，所述的硬度计检测架(17)中设有机头(18)，所述的机头(18)的底部设有与检测件(11)相对应的压力传感器(19)，所述的压力传感器(19)的底部设有压头(37)，所述的机头(18)通过机头加荷丝杠(20)与硬度计检测架(17)相固定，所述的机头加荷丝杠(20)与自动闭环加荷系统(21)相连接，所述的机头(18)通过机头位移组件沿硬度计检测架(17)进行上下位移，所述的检测平板(2)中设有与进料滑槽(10)中检测件(11)相对应的硬度计推进气缸(22)，硬度计推进气缸(22)推动检测件(11)位移至压头(37)的下方；
所述的压痕自动检测组件(8)包括压痕自动检测架(23)和压痕自动检测系统(24)，所述的压痕自动检测系统(24)与检测件(11)呈对应分布，所述的压痕自动检测系统(24)通过机械定位架(25)与压痕自动检测架(23)相活动定位，所述的机械定位架(25)通过压痕位移组件沿压痕自动检测架(23)进行上下位移，运动夹具推进气缸(16)推动检测件(11)位移至压痕自动检测系统(24)的下方；
所述的出料分类组件(9)包括合格通道(26)和压痕自动检测工位推进气缸(27)，压痕自动检测工位推进气缸(27)将检测件(11)推入至合格通道(26)中，所述的压痕自动检测工位推进气缸(27)设在检测平板(2)中，所述的合格通道(26)的一侧设有不合格通道(28)，所述的不合格通道(28)与不合格分检气缸(29)相对应分布。
2.根据权利要求1所述的布氏硬度在线自动检测系统，其特征在于：所述的检测平板(2)上设有运动夹具滑轨(30)，所述的运动夹具(13)的底部设有运动夹具滑块(31)，所述的运动夹具滑块(31)与运动夹具滑轨(30)呈活动配接；
所述的机头位移组件包括设在硬度计检测架(17)内壁的机头滑轨(32)，所述的机头(18)中设有机头滑块(33)，所述的机头滑块(33)沿机头滑轨(32)进行上下位移；
所述的压痕位移组件包括压痕自动检测系统推进气缸(34)，所述的压痕自动检测系统推进气缸(34)推动机械定位架(25)进行上下位移，所述的压痕自动检测架(23)的内壁设有直线导轨(35)，所述的机械定位架(25)中设有与直线导轨(35)相滑动连接的滑块(36)。
3.根据权利要求1或2所述的布氏硬度在线自动检测系统，其特征在于：所述的压痕自动检测组件(8)和压痕自动检测工位推进气缸(27)设在检测平板(2)的中端，所述的压痕自动检测组件(8)的两侧端分别设有进料组件(5)、夹紧推进组件(6)、硬度计检测组件(7)。
4.应用于权利要求1或2所述的布氏硬度在线自动检测系统的检测方法，其特征在于按以下步骤进行：
(1)、装配调试：
在检测平板上固定了左右各一个进料滑槽，每个进料滑槽端头连接一个进料推进气缸，检测平板固定左右各一个硬度计检测组件，与箱体平面同时固定一根直线滑轨，直线滑轨上设有与之匹配的2个滑块，左端滑块固定左运动夹具，右端滑块固定右运动夹具，运动夹具上设有夹紧气缸；
硬度计检测组件内部设有62.5Kg闭环加荷系统，硬度计检测组件中机头部分装有200公斤压力传感器和标准的Φ2.5毫米压头；
压痕自动检测组件固定在一个压痕自动检测架上，在硬度计检测组件上固定了一根直线滑轨，直线滑轨上设有与之匹配的滑块，滑块上平面固定压痕自动检测系统，压痕检测系统上端连接推进气缸，推进气缸下端有与之相对应的机械定位架；
检测平板还固定了合格通道、不合格通道，不合格件分检气缸，运动夹具推进气缸，压痕自动检测系统工位推进气缸；
(2)、具体操作：
布氏硬度在线自动检测系统开始工作时，打开PLC控制器的电源开关，PLC控制器进入自动程序控制状态；
当检测件进入进料滑槽后，检测件处在松散和待进状态，当进料滑槽上的光电开关没有感知到来件信号，会反馈给PLC控制器并命令进料推进气缸工作，将松散的检测件推到光电开关一端，到位后气缸退到初始位置；
当光电开关感知有检测件到位后，硬度计推进气缸将检测件推到运动夹具位置，当运动夹具的光电开关感知到有检测件的到位，夹紧气缸将被检测件夹紧在夹具上；
当上述工作完成后，硬度计检测组件开始对检测件进行加荷、保荷、卸荷工作，工作完成后，机头抬起，PLC控制器控制运动夹具的下一工位的工作顺序，一般同时完成时，以左侧优先，当左侧完成后，PLC控制器会自动指挥右侧工作；
当硬度计检测组件工作完成，机头抬起到位，PLC控制器命令运动夹具推进气缸将运动夹具和检测件一起沿运动夹具滑轨推到压痕自动检测系统的工位，当压痕自动检测系统工位的光电开关感知到有检测件到位，压痕自动检测系统推进气缸推动压痕自动检测系统沿着直线滑轨到达压痕自动检测系统机械定位架的位置上，压痕自动检测系统开始对检测件上的压痕进行直径测量，自动生成布氏硬度值；
根据输入压痕自动检测系统中的零件硬度值的上限和下限，压痕自动检测系统会将合格件和不合格件的信息传输给PLC控制器，同时压痕自动检测系统推进气缸推进气缸拉动压痕自动检测系统沿着直线滑轨回到初始位置；
PLC控制器命令夹紧气缸打开，压痕自动检测工位推进气缸将检测件推进合格通道，运动夹具推进气缸回到初始位置，右侧工作程序与左侧描述的工作程序一致；
当在合格通道上的检测件被下一个检测件推到不合格分检气缸位置时，PLC控制器会根据压痕自动检测系统给出的合格件或不合格件的信息，不合格件分检气缸将超过上下限硬度值的检测件推到不合格通道上，合格件沿着合格件通道进入合格区。
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