CN109047456B - 一种联动式三步自检测冲孔装置 - Google Patents

一种联动式三步自检测冲孔装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种联动式三步自检测冲孔装置，包括：冲头组件，利用液压缸的动力驱动冲头下移对板材进行冲孔；板材承载组件，对待冲孔的板材进行承载；落料检测组件，用于承接冲孔后板材产生的落料，并对落料进行图像轮廓检测；标准料转送组件，当落料检测组件检测到的落料轮廓完整度小于设定值时，通过中间连接组件与落料检测组件联动，将标准板材转送至冲孔位置，启动冲头组件对标准板材进行冲孔，以判断是否由于板材本身缺陷导致了落料轮廓完整度不足；冲头磨损检测组件，当上述标准板材的冲孔落料轮廓完整度低于设定值时，启动冲头磨损检测组件对冲头的前端进行磨损情况检测。该装置能够大大减少冲头带病作业的概率，从而提高冲孔装置的精度。

Description

一种联动式三步自检测冲孔装置
技术领域
本发明涉及冲孔设备领域，具体涉及一种联动式三步自检测冲孔装置。
背景技术
冲孔，是指利用高压液压、电动冲头，对待开孔的板材进行冲击开孔的操作。在一些精度要求较高的工艺中，往往需要对开孔的完整性、轮廓准确性提出更高的要求。发明人经研究发现，对于冲孔工艺来说，影响开孔精度的主要因素是冲头前端的轮廓完整度。一般冲头前端的轮廓完整度往往是依靠直接图像法(通过对冲头前端的图像采集直接判断)或者人工观察的方式来判断，但是，冲孔装置往往是一直处于高速运动中，直接图像法的实现有较大的难度，精准度也较难保证，如果每次冲孔完毕，都需要停下进行冲头前端的图像采集，对冲孔装置的工作影响又比较大。冲头本身的轮廓完整度不足一般是由于长期使用过程中的磨损或者制造工艺不足造成的。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种联动式三步自检测冲孔装置。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种联动式三步自检测冲孔装置，包括：
冲头组件，利用液压缸的动力驱动冲头下移对板材进行冲孔；
板材承载组件，对待冲孔的板材进行承载；
落料检测组件，用于承接冲孔后板材产生的落料，并对落料进行图像轮廓检测；
标准料转送组件，当落料检测组件检测到的落料轮廓完整度小于设定值时，通过中间连接组件与落料检测组件联动，将标准板材转送至冲孔位置，启动冲头组件对标准板材进行冲孔，以判断是否由于板材本身缺陷导致了落料轮廓完整度不足；
冲头磨损检测组件，当上述标准板材的冲孔落料轮廓完整度低于设定值时，启动冲头磨损检测组件对冲头的前端进行磨损情况检测。
该冲孔装置的有益效果：1、提出了一种利用落料进行反向三步自检测的系统，能够逐步判断、排查到底是由于板材本身的缺陷还是冲头的缺陷导致的落料轮廓不完整，能够大大减少冲头带病作业的概率，从而提高冲孔装置的精度，而且该冲孔装置只有在检测到落料轮廓完整度不足的情况下才会启动后续的检测程序，不会影响冲孔装置的正常工作。
2、设计了巧妙的联动组件，使得标准板在转入的同时，空间A和空间B互换位置，这样标准板材被击落的落料不会与前面有缺陷的落料重合在一起，保证了对标准板材落料识别的可靠性。
3、利用红外测距的方式来判断冲头的缺陷，这种判断方式不仅精准度较高，而且不再需要人工进行详细的确认，大大减少了人工劳动力。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是冲孔装置标准板材未转入基台内时的剖视图；
图2是冲孔装置标准板材转入基台内的剖视图；
图3是冲孔装置的轴测图；
图4是转盘的轴测图；
图5是标准板材的底部视图；
图6是双输出轴电机的轴测图；
图7是旋转电机和液压缸的轴测图。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
请参见如图1-7所示的一种联动式三步自检测冲孔装置，包括：
冲头组件，利用液压缸1的动力驱动冲头2下移对板材3进行冲孔；
板材承载组件，对待冲孔的板材3进行承载；
落料检测组件，用于承接冲孔后板材产生的落料，并对落料进行图像轮廓检测；
标准料转送组件，当落料检测组件检测到的落料轮廓完整度小于设定值时，通过中间连接组件与落料检测组件联动，将标准板材4转送至冲孔位置，启动冲头组件对标准板材4进行冲孔，以判断是否由于板材3本身缺陷导致了落料轮廓完整度不足；
冲头磨损检测组件，当上述标准板材4的冲孔落料轮廓完整度低于设定值时，启动冲头磨损检测组件对冲头2的前端进行磨损情况检测。
具体各个组件的结构如下：
冲头组件包括两侧的立柱5，立柱5通过横柱6与旋转电机7固接，旋转电机7的输出轴8与液压缸1的上端固接，液压缸1驱动冲头2进行冲孔。
板材承载组件包括承载板9和位于承载板9下方的基台10，承载板9和基台10之间具有间隙11，基台10的上端固接有限位柱12，基台10和承载板9 之间通过至少两个定位螺栓31可拆卸连接，承载板9的上端具有用于放置板材 3的凹槽29，承载板9上开设有位于冲头2正下方的上落料通孔13，基台10上开设有位于上落料通孔13正下方的下落料孔30。
落料检测组件包括上端开口的转盘14，转盘14置于基台10的圆壳15内，所述圆壳15部分外凸于基台10，转盘14中央具有实心柱16，实心柱16上方的基台10内部镶固有双输出轴电机17，双输出轴电机17的下输出轴18镶固于实心柱16内，实心柱16的外侧固接有两个侧板28，侧板28将转盘14内部空间隔分为空间A和空间B，转盘14由透明玻璃制成，转盘14最左侧下方的基台10内镶固有高清摄像头19，高清摄像头19用于对落料图像的采集；下落料孔30与转盘14的内部空间连通。
中间连接组件包括镶入柱20，镶入柱20下端开设有矩形槽21，双输出轴电机17的上输出轴22内置有电动伸缩杆23，电动伸缩杆23的上端固接有截面为矩形的插柱24，所述插柱24用于插入矩形槽21中；标准料转送组件包括标准板材4，所述标准板材4为半圆形板材，标准板材4位于承载板9和基台10 之间的间隙11中，镶入柱20固接于标准板材4的直径边沿底面上。
冲头磨损检测组件包括两个相对设置的红外测距探头25，每个红外测距探头25固接于立柱5的内侧且两个红外测距探头25位于同一高度。
所述高清摄像头19、旋转电机7、双输出轴电机17均由电源箱26供电，且高清摄像头19、旋转电机7、双输出轴电机17均与中控机27通信。
标准板材是一个经过验证的、完整的、符合条件的标准件，其采用与放置在凹槽中的板材同样的材质，可以是木板、钢板等，红外测距探头采用LDM301 传感器。
该冲孔装置工作原理如下：开始时插柱24未插入矩形槽21中，将待冲孔的板材3放置于凹槽29中，启动液压缸1使得冲头2向下快速移动冲击板材3 进行开孔，开孔后被击落的板材落料(如果板材和冲头均为完好，该落料应该为标准的圆形)由上落料通孔13和下落料孔30落入转盘14的空间A中，高清摄像头19对落料进行图像采集，并将数据传送至中控机27，中控机27对图像轮廓进行识别，如果识别到的图像轮廓与存储在中控机27中的标准圆轮廓重合度高于设定值(可以理解为圆形落料的轮廓完整度，该数据比较过程较为简单，采用现有的轮廓识别和对比即可实现，本实施例中不再详述)，则判断为正常，启动双输出轴电机17转动180°，使得空间A转至基台10外部，由机械手(图中未示出)将落料取出，进入下一次冲孔；如果识别到的图像轮廓与存储在中控机27中的标准圆轮廓重合度低于设定值，则首先启动电动伸缩杆23向上运动使得插柱24插入矩形槽21中，然后双输出轴电机17转动180°，则此时除了空间A和空间B互换位置外，标准板材4也会转动至如图2所示的位置遮挡住上落料通孔13，此时再次启动冲头2对标准板材4进行冲孔，则标准板材4 被击落的落料进入到空间B中，中控机27对该落料进行识别，如果识别到的图像轮廓与存储在中控机27中的标准圆轮廓重合度高于设定值，则可以判断是由于放置在凹槽29中的板材4本身的缺陷造成的开孔精度过低，更换板材4后继续正常的冲孔工作；反之，如果识别到的图像轮廓与存储在中控机27中的标准圆轮廓重合度仍然低于设定值，则判断是由于冲头2的前端本身存在缺陷导致开孔精度过低落料轮廓完整度不足，则此时启动冲头磨损检测组件，首先将冲头2提升起来使得冲头的底缘与红外测距探头25位于同一高度上，然后启动旋转电机7使得冲头2缓慢旋转，转动速度大概20秒/转，在此过程中不断检测两侧红外测距探头25与冲头2侧面的距离，如果冲头2无磨损，则应该左右检测到的距离是一致的(差值小于一个具体的设定值)，如果冲头2前端存在局部磨损，则在旋转电机转动的过程中某一个位置上，左右两侧检测到的距离会产生明显的差异(差值大于一个具体的人为设定值)，则确认为冲头2前端磨损缺陷，此时向工作人员发出警报，提醒工作人员进行冲头2的更换。
该冲孔装置的有益效果：1、提出了一种利用落料进行反向三步自检测的系统，能够逐步判断、排查到底是由于板材本身的缺陷还是冲头的缺陷导致的落料轮廓不完整，能够大大减少冲头带病作业的概率，从而提高冲孔装置的精度，而且该冲孔装置只有在检测到落料轮廓完整度不足的情况下才会启动后续的检测程序，不会影响冲孔装置的正常工作。
2、设计了巧妙的联动组件，使得标准板在转入的同时，空间A和空间B互换位置，这样标准板材被击落的落料不会与前面有缺陷的落料重合在一起，保证了对标准板材落料识别的可靠性。
3、利用红外测距的方式来判断冲头的缺陷，这种判断方式不仅精准度较高，而且不再需要人工进行详细的确认，大大减少了人工劳动力。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种联动式三步自检测冲孔装置，其特征是，包括：
冲头组件，利用液压缸的动力驱动冲头下移对板材进行冲孔；
板材承载组件，对待冲孔的板材进行承载；
落料检测组件，用于承接冲孔后板材产生的落料，并对落料进行图像轮廓检测；
标准料转送组件，当落料检测组件检测到的落料轮廓完整度小于设定值时，通过中间连接组件与落料检测组件联动，将标准板材转送至冲孔位置，启动冲头组件对标准板材进行冲孔，以判断是否由于板材本身缺陷导致了落料轮廓完整度不足；
冲头磨损检测组件，当上述标准板材的冲孔落料轮廓完整度低于设定值时，启动冲头磨损检测组件对冲头的前端进行磨损情况检测。
2.根据权利要求1所述的一种联动式三步自检测冲孔装置，其特征是，冲头组件包括两侧的立柱，立柱通过横柱与旋转电机固接，旋转电机的输出轴与液压缸的上端固接，液压缸驱动冲头进行冲孔。
3.根据权利要求2所述的一种联动式三步自检测冲孔装置，其特征是，板材承载组件包括承载板和位于承载板下方的基台，承载板和基台之间具有间隙，基台的上端固接有限位柱，基台和承载板之间通过至少两个定位螺栓可拆卸连接，承载板的上端具有用于放置板材的凹槽，承载板上开设有位于冲头正下方的上落料通孔，基台上开设有位于上落料通孔正下方的下落料孔。
4.根据权利要求3所述的一种联动式三步自检测冲孔装置，其特征是，落料检测组件包括上端开口的转盘，转盘置于基台的圆壳内，所述圆壳部分外凸于基台，转盘中央具有实心柱，实心柱上方的基台内部镶固有双输出轴电机，双输出轴电机的下输出轴镶固于实心柱内，实心柱的外侧固接有两个侧板，侧板将转盘内部空间隔分为空间A和空间B，转盘由透明玻璃制成，转盘最左侧下方的基台内镶固有高清摄像头，高清摄像头用于对落料图像的采集；下落料孔与转盘的内部空间连通。
5.根据权利要求4所述的一种联动式三步自检测冲孔装置，其特征是，中间连接组件包括镶入柱，镶入柱下端开设有矩形槽，双输出轴电机的上输出轴内置有电动伸缩杆，电动伸缩杆的上端固接有截面为矩形的插柱，所述插柱用于插入矩形槽中；标准料转送组件包括标准板材，所述标准板材为半圆形板材，标准板材位于承载板和基台之间的间隙中，镶入柱固接于标准板材的直径边沿底面上。
6.根据权利要求5所述的一种联动式三步自检测冲孔装置，其特征是，冲头磨损检测组件包括两个相对设置的红外测距探头，每个红外测距探头固接于立柱的内侧且两个红外测距探头位于同一高度。
7.根据权利要求6所述的一种联动式三步自检测冲孔装置，其特征是，所述高清摄像头、旋转电机、双输出轴电机均由电源箱供电，且高清摄像头、旋转电机、双输出轴电机均与中控机通信。
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