CN109323726A - 用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，涉及检测设备领域，包括：机架、直线模组、四轴机器人、翻转装置、自动折弯装置、熔断装置和检测装置，直线模组沿水平方向设置在机架上；翻转装置和检测装置分别设置在直线模组的两端；四轴机器人设置在直线模组上，并沿直线模组在翻转装置与检测装置之间往返移动；自动折弯装置和熔断装置沿直线模组延伸的方向设置在直线模组的一侧；熔断装置靠近检测装置设置，所述直线模组、所述四轴机器人、所述翻转装置、所述自动折弯装置、所述熔断装置和所述检测装置均与控制系统电连接。

Description

用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线

技术领域

本申请涉及检测设备技术领域，具体而言，涉及一种用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线。

背景技术

钢帘线是由两根或两根以上钢丝组成、或者股与股的组合或者股与丝的组合所形成的结构。钢帘线表面镀有黄铜，主要用于轿车轮胎、轻型卡车轮胎、载重型卡车轮胎、工程机械车轮胎和飞机轮胎及其它橡胶制品骨架材料。采用钢帘线作为增强材料所制作的子午线轮胎具有使用寿命长、行驶速度快、耐穿刺、弹性好、安全舒适、节约燃料等优点。

钢帘线在捻制过程中，由于单丝或单股是被动缠绕，所以钢帘线内部不可避免的存在扭转应力，我们称之为残余扭转。《GB/T 11181-2016子午线轮胎用钢帘线》中定义的残余扭转：规定长度的钢帘线，当其一端保持固定，另一端任其自由旋转时，所旋转的圈数。《GB/T 33159-2016钢帘线实验方法》规定残余扭转试验步骤：从工字轮上沿切线方向拉出钢帘线，去除6m，去除过程应紧握住钢帘线，保证钢帘线没有任何转动。在钢帘线拉出的一端折出一个长约50mm的直角，紧握住折角，保证不会有任何转动，将钢帘线拉出6m,慢慢地松开折角，让钢帘线自由转动，读数并记录试样转动的方向和圈数。残余扭转单位：圈，精度0.25圈。《GB/T 33159-2016钢帘线实验方法》规定平直度试验步骤：从工字轮上将待测试样拉出6m，让试样自由转动，释放残余扭转后，将试样放在间隔宽度为75mm的两条水平的平行线中间，不对试样施加任何张力，观察试样是否与两条平行线中的任何一条接触。试样与平行线不接触，即判断试样平直度合格；否则，判断试样平直度不合格。

现有钢帘线检测方法均基于以上标准，采用人工检测人工记录，其缺点是效率低、错误率高。

目前现有的技术方案包括：1、传统人工操作方案，按照国标要求用人工实现拉6m，人工折弯，目测残余扭转，人工记录残余扭转值；2、利用相机判断残余扭转，自动上传残余扭转值；3、利用光电传感器判断残余扭转，自动上传残余扭转值。上述现有技术中存在的不足有：现有人工操作方案效率低，人工劳动强度大，残余扭转读数受人为影响大。 现有相机判断残余扭转对景深有要求，因为在检测状态对6m钢帘线弧度有要求，折弯部分因受重力影响易偏离景深范围，而且成本较高。现有光电传感器检测精度随被检物位置而变化。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。有鉴于此，本发明需要提供一种用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，该生产线自动化程度高，减少了人力劳动，提高了检测效率、检测结果的准确率和检测精度，适用不同直径的钢帘线。

一种用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，包括：机架、直线模组、四轴机器人、 翻转装置、自动折弯装置、熔断装置、检测装置和控制系统，所述直线模组沿水平方向设置在所述机架上；所述翻转装置和所述检测装置分别设置在所述直线模组的两端；所述四轴机器人设置在所述直线模组上，并沿所述直线模组在所述翻转装置与所述检测装置之间往返移动；所述自动折弯装置和所述熔断装置沿所述直线模组延伸的方向设置在所述直线模组的一侧；所述熔断装置靠近所述检测装置设置，所述直线模组、所述四轴机器人、所述翻转装置、所述自动折弯装置、所述熔断装置和所述检测装置均与控制系统电连接。

根据本发明实施例的翻转装置，其可将绕有钢帘线的工字轮翻转到指定工位，减少人力劳动，提高工作效率。

根据本发明实施例的四轴机器人，夹持钢帘线移动至检测装置，然后松开钢帘线，钢帘线自动旋转，检测装置准确检测到钢帘线的旋转圈数，控制系统记录并计算出残余扭转，对钢帘线的残余扭转应力进行检测。

根据本发明实施例的四轴机器人实现准确的位移定位，代替人工定位钢帘线的拉动距离，提高定位精度。

另外，根据本发明上述实施例的用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，还可以具有如下附加的技术特征：

用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，还包括平直度检测平台，所述平直度检测平台平行于所述直线模组，且与所述直线模组相距一定距离。

如上的，其中，所述翻转装置包括固定夹紧机构、翻转机构和放料支撑平台；所述固定夹紧机构和所述翻转机构设置在所述放料支撑平台的端部，所述固定夹紧机构夹持绕设有钢帘线的工字轮。

如上的，其中，所述四轴机器人包括转座、手载体、机械臂、机器人抓手、机器人旋转驱动装置，所述机器人旋转驱动装置的底部通过滑台连接在所述直线模组上，顶部通过所述转座连接，所述转座与所述手载体连接，所述手载体与所述机械臂连接，所述机械臂连接所述机器人抓手。

如上的，其中，所述自动折弯装置包括折弯支撑平台、折弯夹紧机构、折弯导向机构、折弯器和折弯驱动装置，所述折弯夹紧机构、所述折弯导向机构和所述折弯驱动装置依次间隔开固定在所述折弯支撑平台上，所述折弯器安装在所述折弯驱动装置靠近所述折弯导向机构的侧部。

如上的，其中，所述检测装置包括检测支撑平台、传感器座、激光传感器和检测夹紧机构，所述传感器座固定在所述支撑平台上，所述激光传感器设置在所述传感器座内，所述传感器座上设有可穿入钢帘线的导向孔，所述检测夹紧机构靠近所述导向孔固定在所述支撑平台上。

如上的，其中，所述传感器座包括平行间隔开设置的上游传感器座和下游传感器座，所述导向孔设置在所述上游传感器座上。

如上的，其中，所述激光传感器在所述传感器座上等间距圆周布置，所述激光传感器的发射器或者接收器设置于所述上游传感器座上，接收器或者发射器设置于所述下游传感器座上。

如上的，其中，所述检测夹紧机构包括滑动平台、固定于所述滑动平台上的固定夹紧机构半体、沿所述滑动平台水平滑动的滑动夹紧机构半体、直线推杆和夹紧驱动装置，所述滑动夹紧机构半体与所述固定夹紧机构半体平行间隔开设置，所述滑动夹紧机构半体远离所述固定夹紧机构半体的一侧通过所述直线推杆连接有所述夹紧驱动装置，所述夹紧驱动装置带动所述滑动夹紧机构半体靠近所述固定夹紧机构半体移动，所述滑动夹紧机构半体的移动方向与所述直线模组带动所述四轴机器人的运动方向垂直。

如上的，其中，所述熔断装置包括熔断器和熔断驱动装置，熔断驱动装置靠近所述检测夹紧机构设置，所述熔断器连接在所述熔断驱动装置下方。

附图说明

图1是本发明一种用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线的整体示意图。

图2是本发明翻转装置的结构示意图。

图3是本发明自动折弯装置的结构示意图。

图4是本发明四轴机器人的结构示意图。

图5是本发明检测装置的结构示意图。

附图标记：1-机架，2-直线模组，3-四轴机器人，4-翻转装置，5-自动折弯装置，6-熔断装置，7-检测装置，8-平直度检测平台，9-控制系统，31-机器人旋转驱动装置，32-转座，33-手载体，34-机械臂，35-滑台，36-机器人抓手，41-固定夹紧机构，42-翻转机构；43-放料支撑平台，44-安全防护；45-显示器，51-折弯夹紧机构，52-折弯导向机构，53-折弯器，54-折弯驱动装置，55-折弯支撑平台,71-检测支撑平台，72-传感器座，73-激光传感器，74-检测夹紧机构。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，一种用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，包括：机架1、直线模组2、四轴机器人3、翻转装置4、自动折弯装置5、熔断装置6、检测装置7和控制系统9，直线模组2沿水平方向设置在机架1上；翻转装置4和检测装置7分别设置在直线模组2的两端；四轴机器人3设置在直线模组2上，并沿直线模组2在翻转装置4与检测装置7之间往返移动；自动折弯装置5和熔断装置6沿直线模组2延伸的方向设置在直线模组2的一侧；熔断装置6靠近检测装置7设置，直线模组2、四轴机器人3、翻转装置4、自动折弯装置5、熔断装置6和检测装置7均与控制系统9电连接。

根据本发明实施例的翻转装置4，其可将绕有钢帘线的工字轮翻转到指定工位，减少人力劳动，提高工作效率。

根据本发明实施例的四轴机器人3，夹持钢帘线移动至检测装置7，然后松开钢帘线，钢帘线自动旋转，检测装置7准确检测到钢帘线的旋转圈数，控制系统9记录并计算出残余扭转，对钢帘线的残余扭转应力进行检测。

根据本发明实施例的四轴机器人3实现准确的位移定位，代替人工定位钢帘线的拉动距离，提高定位精度。

根据本发明实施例的直线模组2为沿水平方向设置的直线导轨，四轴机器人3沿直线导轨移动，定位准确可靠。

另外，根据本发明上述实施例的用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，还可以具有如下附加的技术特征：

如图1所示，用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，还包括平直度检测平台8，平直度检测平台8平行于直线模组2，且与直线模组2相距一定距离。进行平直度检测时，利用四轴机器人3带动钢帘线至平直度检测台8，检测钢帘线平直度。

如图2所示，翻转装置4包括固定夹紧机构41、翻转机构42、放料支撑平台43、显示器45和安全防护44；固定夹紧机构41和翻转机构42设置在放料支撑平台43的端部，放料支撑平台43上放置绕设有钢帘线的工字轮，具体而言，翻转机构42包括气缸和翻转平台，翻转平台的中部通过转轴转动连接在支架上，气缸的缸筒底端固定在支架上，顶端伸缩杆连接翻转平台的一侧，翻转平台的另一侧与放料支撑平台43的端部抵接，工字轮在放料支撑平台43上由传动辊子传送至翻转平台上，气缸伸缩杆伸出后带动翻转平台绕转轴转动一定角度，从而使竖直状态的工字轮翻转为水平状态，然后，固定夹紧机构41由驱动机构带动夹紧工字轮，从而固定工字轮的两端，使工字轮保持水平状态，方便将钢帘线从工字轮上抽出。

具体的，根据本发明的一个具体实施例，固定夹紧机构41包括一个移动块和一个固定块或者两个移动块，移动块和固定块对称设置在工字轮的两侧，或者两个移动块对称设置在工字轮的两侧，驱动机构可为驱动气缸，驱动气缸带动移动块靠近工字轮移动，以夹紧固定工字轮，防止工字轮移动，由四轴机器人3将钢帘线从工字轮上牵出。

钢帘线缠绕在工字轮上，工字轮进入检测线后，翻转装置4将工字轮翻转到位，实现工字轮自动翻转。

如图4所示，四轴机器人3包括转座32、手载体33、机械臂34、机器人抓手36、机器人旋转驱动装置31，机器人旋转驱动装置31的底部通过滑台35连接在直线模组2上，顶部通过转座32连接，转座32与手载体33连接，手载体33与机械臂34连接，机械臂34连接机器人抓手36，滑台35在直线模组2上移动，带动四轴机器人3沿直线模组2移动，机器人旋转驱动装置31带动转座32转动，手载体33可相对于转座32转动，机械臂34可带动机器人抓手36转动和移动，机器人抓手36可抓紧钢帘线。采用四轴机器人3牵引钢帘线，直线模组2带动四轴机器人3移动，实现精准位移定位。四轴机器人3带动钢帘线移动时可控制钢帘线检测状态的弧度，使钢帘线处于悬挂状态。

如图3所示，自动折弯装置5包括折弯支撑平台55、折弯夹紧机构51、折弯导向机构52、折弯器53和折弯驱动装置54，折弯夹紧机构51、折弯导向机构52和折弯驱动装置54依次间隔开固定在折弯支撑平台55上，折弯器53安装在折弯驱动装置54靠近折弯导向机构52的侧部，折弯夹紧机构51包括沿同一条直线方向上设置的第一夹紧部和第二夹紧部，折弯导向机构52包括可穿入钢帘线的通槽，通槽沿第一夹紧部和第二夹紧部所在的直线方向开设，折弯器53对应所述通槽开口处设置，折弯驱动装置54包括支撑座和驱动气缸，支撑座固定在折弯支撑平台55上，驱动气缸的缸筒沿水平方向固定在支撑座上，折弯器53与驱动气缸的伸缩杆连接，伸缩杆伸出后带动折弯器53靠近通槽的开口处移动，以挤压钢帘线，使钢帘线的端部形成折弯部，折弯部垂直于钢帘线。

根据本发明的一个具体实施例，折弯器53具有可卡入钢帘线的V型槽，折弯器53靠近钢帘线顶进以使钢帘线折弯。

如图5所示，检测装置7包括检测支撑平台71、传感器座72、激光传感器73和检测夹紧机构74，传感器座72固定在支撑平台上，激光传感器73设置在传感器座72内，传感器座72上设有可穿入钢帘线的导向孔，检测夹紧机构74靠近导向孔固定在支撑平台上。检测夹紧机构74具有压力位移反馈功能，可以替代人工夹紧钢帘线时的摩擦力，防止钢帘线在检测过程中掉落，实现钢帘线自由旋转，并且适用不同直径的钢帘线。

传感器座72包括平行间隔开设置的上游传感器座和下游传感器座，导向孔设置在上游传感器座上。

激光传感器73在传感器座72上等间距圆周布置，激光传感器73的发射器或者接收器设置于上游传感器座上，接收器或者发射器设置于下游传感器座上，接收器与发射器相对设置，且位于同一水平线上，上游传感器座上设有导向孔，折弯部置于导向孔内，并延伸至传感器座72内，位于发射器和接收器之间，当折弯部转动后，挡住激光传感器73发出的激光光束，可检测折弯部转动的圈数。

检测夹紧机构74包括滑动平台、固定于滑动平台上的固定夹紧机构半体、沿滑动平台水平滑动的滑动夹紧机构半体、直线推杆和夹紧驱动装置，滑动夹紧机构半体与固定夹紧机构半体平行间隔开设置，滑动夹紧机构半体远离固定夹紧机构半体的一侧通过直线推杆连接有夹紧驱动装置，夹紧驱动装置带动滑动夹紧机构半体沿滑动平台靠近固定夹紧机构半体移动，使得钢帘线被夹紧，滑动夹紧机构半体的移动方向与直线模组2带动四轴机器人3的运动方向垂直。

熔断装置6包括熔断器和熔断驱动装置，熔断驱动装置靠近检测夹紧机构74设置，熔断器连接在熔断驱动装置下方，熔断驱动装置驱动熔断器靠近钢帘线移动，以接触钢帘线，在熔断器温度达到一定高度时将钢帘线熔断。残余扭转检测后需要熔断钢帘线，利用四轴机器人3带动钢帘线至熔断装置6处，熔断器自动熔断钢帘线。

根据本发明一种用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，其有益效果为：

（1）实现钢帘线残余扭转值自动检测、自动录入，为智能工厂建设提供硬件支撑。

（2）检测夹紧机构74可夹紧不同直径的钢帘线，防止钢帘线掉落，实现钢帘线自由旋转，钢帘线残余扭转自动检测，减少人工参与，降低人工成本、提高检测精度。

（3）利用直线模组2和四轴机器人3带动钢帘线移动，实现准确位移定位，代替人工定位钢帘线拉动距离，提高定位精度。

（4）利用翻转装置4，实现工字轮自动翻转，减轻工人劳动强度。

（5）利用熔断装置6，实现钢帘线自动熔断，减少人力劳动，提高工作效率。

（6）利用平直度检测平台8，实现钢帘线平直度检测。

根据本发明一种用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，工作流程如下：

工字轮流转到翻转装置4，翻转装置4将工字轮翻转到位。

将钢帘线从工字轮上拆下，拉6m后剪断。拉出钢帘线放入自动折弯装置5后，熔断钢帘线。自动折弯装置5将钢帘线折弯后，四轴机器人3夹紧钢帘线。

四轴机器人3带着钢帘线移动至检测夹紧机构74，并穿过导向孔，检测夹紧机构74夹紧钢帘线后四轴机器人3松开。

钢帘线自动旋转，检测装置7准确检测到折弯部的旋转圈数，控制系统记录并计算出残余扭转。

四轴机器人3夹紧钢帘线后检测夹紧机构74松开钢帘线，四轴机器人3带动钢帘线移动到熔断位置，熔断装置6将折弯部熔断。

四轴机器人3带动钢帘线移动至平直度检测平台8，在平直度检测平台8检测钢帘线的平直度。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，其特征在于，包括：

机架、直线模组、四轴机器人、翻转装置、自动折弯装置、熔断装置、检测装置和控制系统，

所述直线模组沿水平方向设置在所述机架上；

所述翻转装置和所述检测装置分别设置在所述直线模组的两端；

所述四轴机器人设置在所述直线模组上，并沿所述直线模组在所述翻转装置与所述检测装置之间往返移动；

所述自动折弯装置和所述熔断装置沿所述直线模组延伸的方向设置在所述直线模组的一侧；所述熔断装置靠近所述检测装置设置；

所述直线模组、所述四轴机器人、所述翻转装置、所述自动折弯装置、所述熔断装置和所述检测装置均与控制系统电连接。

2.根据权利要求1所述的用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，其特征在于，还包括平直度检测平台，所述平直度检测平台平行于所述直线模组，且与所述直线模组相距一定距离。

3.根据权利要求1所述的用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，其特征在于，所述翻转装置包括固定夹紧机构、翻转机构和放料支撑平台；所述固定夹紧机构和所述翻转机构设置在所述放料支撑平台的端部，所述固定夹紧机构夹持绕设有钢帘线的工字轮。

4.根据权利要求1所述的用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，其特征在于，所述四轴机器人包括转座、手载体、机械臂、机器人抓手、机器人旋转驱动装置，所述机器人旋转驱动装置的底部通过滑台连接在所述直线模组上，顶部通过所述转座连接，所述转座与所述手载体连接，所述手载体与所述机械臂连接，所述机械臂连接所述机器人抓手。

5.根据权利要求1所述的用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，其特征在于，所述自动折弯装置包括折弯支撑平台、折弯夹紧机构、折弯导向机构、折弯器和折弯驱动装置，所述折弯夹紧机构、所述折弯导向机构和所述折弯驱动装置依次间隔开固定在所述折弯支撑平台上，所述折弯器安装在所述折弯驱动装置靠近所述折弯导向机构的侧部。

6.根据权利要求1所述的用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，其特征在于，所述检测装置包括检测支撑平台、传感器座、激光传感器和检测夹紧机构，所述传感器座固定在所述支撑平台上，所述激光传感器设置在所述传感器座内，所述传感器座上设有可穿入钢帘线的导向孔，所述夹紧机构靠近所述导向孔固定在所述支撑平台上。

7.根据权利要求6所述的用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，其特征在于，所述传感器座包括平行间隔开设置的上游传感器座和下游传感器座，所述导向孔设置在所述上游传感器座上。

8.根据权利要求7所述的用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，其特征在于，所述激光传感器在所述传感器座上等间距圆周布置，所述激光传感器的发射器或者接收器设置于所述上游传感器座上，接收器或者发射器设置于所述下游传感器座上。

9.根据权利要求6所述的用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，其特征在于，所述检测夹紧机构包括滑动平台、固定于所述滑动平台上的固定夹紧机构半体、沿所述滑动平台水平滑动的滑动夹紧机构半体、直线推杆和夹紧驱动装置，所述滑动夹紧机构半体与所述固定夹紧机构半体平行间隔开设置，所述滑动夹紧机构半体远离所述固定夹紧机构半体的一侧通过所述直线推杆连接有所述夹紧驱动装置，所述夹紧驱动装置带动所述滑动夹紧机构半体靠近所述固定夹紧机构半体移动，所述滑动夹紧机构半体的移动方向与所述直线模组带动所述四轴机器人的运动方向垂直。

10.根据权利要求6所述的用于检测钢帘线残余扭转的自动化生产线，其特征在于，所述熔断装置包括熔断器和熔断驱动装置，熔断驱动装置靠近所述检测夹紧机构设置，所述熔断器连接在所述熔断驱动装置下方。