CN109433631A - 多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置,包括机架,机架上安装有整列分料机构、抓取料机构、视觉检测系统、分类仓、电控系统;整列分料机构,将螺栓呈整列输出并逐一分隔上料;抓取料机构,靠近整列分料机构的出料端且抓取螺栓移动;视觉检测系统,检测抓取料机构上螺栓的头部特征和螺纹特征并拍照;分类仓,设置在机架的下侧且分类收集检测后的螺栓;电控系统与整列分料机构、抓取料机构、视觉检测系统相连并控制各部分工作。本发明能够减轻工人劳动强度,大幅度提高工作效率,实现对标准件的损伤程度判定从严量化,提高检测准确性,保证产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及螺栓检测技术领域,具体的说是多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置。
背景技术
目前,自动检测技术在制造行业得到广泛的推广应用,自动检测技术主要是利用整列分料装置、机器视觉系统、机械臂等辅助系统完成。螺栓自动检测装置行业中也有很多应用,都是针对形态特征固定,检测参数单一,位置标定不变的同规格螺栓。
但是,对于多规格螺栓,由于检测参数变化,形态特征不统一,通用的整列分料装置不能满足使用;对于损伤程度判定,更是没有相应的判定标准可以直接提供给机器视觉系统引用。
发明内容
为了避免和解决上述技术问题,本发明提出了多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置,包括机架,所述机架上安装有整列分料机构、抓取料机构、视觉检测系统、分类仓、电控系统;
所述整列分料机构,将螺栓呈整列输出并逐一分隔上料;
所述抓取料机构,靠近整列分料机构的出料端且抓取螺栓移动;
所述视觉检测系统,检测抓取料机构上螺栓的头部特征和螺纹特征并拍照;
所述分类仓,设置在机架的下侧且分类收集检测后的螺栓;
所述电控系统与整列分料机构、抓取料机构、视觉检测系统相连并控制各部分工作。
作为本发明的进一步改进,所述整列分料机构包括将螺栓有序输出的整列机构、设置在整列机构的出料端并将螺栓分隔开的分料机构。
作为本发明的进一步改进,所述整列机构包括振动盘、与振动盘相连的第一轨道和第二轨道,所述第一轨道和第二轨道上均连接有直线送料器。
作为本发明的进一步改进,所述分料机构包括固定基板、水平固连在固定基板上的直线导轨,所述固定基板上对应第一轨道和第二轨道处均设有分料单元;所述分料单元包括与直线导轨滑动相连的分料板、输出端与分料板相连的横推气缸。
作为本发明的进一步改进,抓取料机构包括移取机构、机器人抓取机构;
所述移取机构包括由伺服电机驱动的直线模组、连接在直线模组的驱动端上抓取螺栓的夹爪气缸;
所述机器人抓取机构包括第一旋转轴、连接在第一旋转轴上的竖直移动轴、连接在竖直移动轴上的第二旋转轴、安装在第二旋转轴上的吸盘。
作为本发明的进一步改进,所述第二旋转轴包括安装板、通过轴承与安装板相连且内部呈中空的气路转轴、通过皮带传动机构与气路转轴相连的步进电机,所述吸盘连接于气路转轴。
作为本发明的进一步改进,所述视觉检测系统包括检测螺栓头部的第一视觉相机、检测螺栓上螺纹的第二视觉相机,所述第一视觉相机、第二视觉相机均与电控系统相连。
作为本发明的进一步改进,所述分类仓包括合格品仓、可修复仓、报废仓三种不同仓室;所述机架的上端面设有沿弧线分布的若干个圆筒管,所述圆筒管与靠近的仓室通过管道相连。
作为本发明的进一步改进,所述电控系统包括工控机、与工控机相连的运动控制器和显示屏。
作为本发明的进一步改进,所述机架上设有安全围栏,所述工控机、运动控制器均安装在机架的底部,所述显示屏安装在安全围栏上。
本发明的有益效果是:
1、本发明能够减轻工人劳动强度,缩短人工对标准件检查、维修以及分类的时间,大幅度提高工作效率。
2、本发明实现对标准件的损伤程度判定从严量化,避免人为检测误差,提高检测准确性,保证产品质量。
3、本发明操作简单,使用方便,整个装置的自动化程度高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明实施例的立体结构组成示意图;
图2为本发明实施例中整列分料机构的结构示意图;
图3为图2的I处局部放大图;
图4为本发明实施例中抓取料机构、视觉检测系统的结构示意图;
图5为本发明实施例中机架与分类仓的装配结构示意图;
图6为本发明实施例中电控系统的组成框图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面对本发明进一步阐述。
如图1至图6所示,多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置,包括机架1,所述机架1上安装有整列分料机构2、抓取料机构5、视觉检测系统3、分类仓4、电控系统6;
所述整列分料机构2,将螺栓呈整列输出并逐一分隔上料;
所述抓取料机构5,靠近整列分料机构2的出料端且抓取螺栓移动;
所述视觉检测系统3,检测抓取料机构5上螺栓的头部特征和螺纹特征并拍照;
所述分类仓4,设置在机架1的下侧且分类收集检测后的螺栓;
所述电控系统6与整列分料机构2、抓取料机构5、视觉检测系统3相连并控制各部分工作。
所述整列分料机构2包括将螺栓有序输出的整列机构21、设置在整列机构21的出料端并将螺栓分隔开的分料机构22。
所述整列机构21包括振动盘211、与振动盘211相连的第一轨道212和第二轨道213,所述第一轨道212和第二轨道213上均连接有直线送料器214。
所述分料机构22包括固定基板221、水平固连在固定基板221上的直线导轨222,所述固定基板221上对应第一轨道212和第二轨道213处均设有分料单元;所述分料单元包括与直线导轨222滑动相连的分料板223、输出端与分料板223相连的横推气缸224。
所述分料板223上均设有用于螺栓取料的槽口223a。
其中,分料机构22在使用时,第一轨道212或第二轨道213处的分料单元启动,横推气缸224推动分料板223,借助其上的槽口223a经过轨道的输出口并将螺栓从轨道中取出,同时分料板223上不含槽口223a的部分阻挡后续的螺栓的继续输出将螺栓分隔,以实现抓取料机构5的取料。
所述抓取料机构5包括移取机构51、机器人抓取机构52;
所述移取机构51包括由伺服电机驱动的直线模组511、连接在直线模组511的驱动端上抓取螺栓的夹爪气缸512,所述夹爪气缸512为平行气爪;
所述机器人抓取机构52包括第一旋转轴521、连接在第一旋转轴521上的竖直移动轴522、连接在竖直移动轴522上的第二旋转轴523、安装在第二旋转轴523上的吸盘524。
所述第一旋转轴521为由伺服电机驱动的摆臂,所述竖直移动轴522连接于摆臂的末端。
所述竖直移动轴522为滑台气缸,所述第二旋转轴523连接在滑台气缸的移动端上。
所述第二旋转轴523包括安装板5231、通过轴承与安装板5231相连且内部呈中空的气路转轴5232、通过皮带传动机构与气路转轴5232相连的步进电机5233,所述吸盘524连接于气路转轴5232,所述气路转轴5232外接于抽真空设备或气泵。
当抓取料机构5抓取料时,夹爪气缸512从分料板223的槽口223a内抓取螺栓,并沿直线模组511向后移动至机器人抓取机构52的位置,第二旋转轴523在竖直移动轴522的驱动下下移,吸盘524抓取螺栓,然后第一旋转轴521随第一旋转轴521移动至视觉检测系统3处进行检测。
所述视觉检测系统3包括检测螺栓头部的第一视觉相机31、检测螺栓上螺纹的第二视觉相机32,所述第一视觉相机31、第二视觉相机32均与电控系统6相连。
所述第一视觉相机31呈竖直放置,所述第二视觉相机32呈水平放置。
所述第一视觉相机31、第二视觉相机32均由相机、光源及光源控制器组成,相机采集图像时使用光源提供光照,包含与竖直放置的相机检测用同轴光源一个,与水平放置的相机同轴光源及背光源各一个,分别接入光源控制器的I、II、III通道,相机及光源通过光轴固定在机架1上,高度位置可方便调整,便于采集到合适的图像。
所述分类仓4包括合格品仓41、可修复仓42、报废仓43三种不同仓室;所述机架1的上端面设有沿弧线分布的若干个圆筒管44,所述圆筒管44与靠近的仓室通过管道相连。
所述圆筒管44所依托分布的弧线与吸盘524随第一旋转轴521摆动形成圆轨迹同心。
所述电控系统6包括工控机、与工控机相连的运动控制器和显示屏61。所述工控机通过千兆以太网通讯线与视觉检测系统3连接,通过Modbus RTU与运动控制器连接。
所述运动控制器包括西门子S71214C控制模块、IO扩展模块以及RS484通信模块,所述运动控制器负责对整个装置系统的功能动作进行控制,包括气动部件动作、直线模组系统及机械人系统的动作、光源的启停、振动系统的启停,以及实现装置系统的安全控制;运动控制器通过Modbus RTU协议与工控机通讯交换数据。
所述机架1上设有安全围栏7,所述安全围栏7由透明有机玻璃与钢管材构成,所述工控机、运动控制器均安装在机架1的底部,所述显示屏61安装在安全围栏7上。
下面对本发明的使用方法作进一步阐述:
首先,在整列分料机构2处,螺栓在整列分料机构2中将多规格螺栓最终呈现同一种状态进行检测,振动盘211将螺栓有序的送入第一轨道212和第二轨道213,并最终到达分料区。
然后,抓取料机构5将螺栓抓取到视觉检测系统3处,其中,通过第一视觉相机31检测螺栓的头部;通过第二视觉相机32,以及气路转轴5232带动螺栓以每次60°的角度完成6次旋转,此时螺栓正好转动一圈,实现对螺栓上螺纹的全面检测。
接着,视觉检测系统3实现对螺栓的检测后,将检测结果发送至电控系统6中的工控机内,分析和完成对螺纹部分检测及尺寸分类,与头部检测规则一致。
如果螺栓不能修复,则抓取料机构5将螺栓经圆筒管44直接放入分类仓4的报废品仓43内。
如果螺栓的头部与螺纹有一项是需要修复,则抓取料机构5将螺栓投放至可修复仓42。
如果螺栓的头部与螺纹皆合格,结合两次检测记录的形态特征及尺寸,将螺栓投放到相应的合格品仓41内完成分类。
此外,为记录装置的整个工作流程,所有的检测状态均在显示屏61中实时显示。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置,其特征在于:包括机架(1),所述机架(1)上安装有整列分料机构(2)、抓取料机构(5)、视觉检测系统(3)、分类仓(4)、电控系统(6);
所述整列分料机构(2),将螺栓呈整列输出并逐一分隔上料;
所述抓取料机构(5),靠近整列分料机构(2)的出料端且抓取螺栓移动;
所述视觉检测系统(3),检测抓取料机构(5)上螺栓的头部特征和螺纹特征并拍照;
所述分类仓(4),设置在机架(1)的下侧且分类收集检测后的螺栓;
所述电控系统(6)与整列分料机构(2)、抓取料机构(5)、视觉检测系统(3)相连并控制各部分工作。
2.根据权利要求1所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置,其特征在于:所述整列分料机构(2)包括将螺栓有序输出的整列机构(21)、设置在整列机构(21)的出料端并将螺栓分隔开的分料机构(22)。
3.根据权利要求2所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置,其特征在于:所述整列机构(21)包括振动盘(211)、与振动盘(211)相连的第一轨道(212)和第二轨道(213),所述第一轨道(212)和第二轨道(213)上均连接有直线送料器(214)。
4.根据权利要求3所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置,其特征在于:所述分料机构(22)包括固定基板(221)、水平固连在固定基板(221)上的直线导轨(222),所述固定基板(221)上对应第一轨道(212)和第二轨道(213)处均设有分料单元;
所述分料单元包括与直线导轨(222)滑动相连的分料板(223)、输出端与分料板(223)相连的横推气缸(224)。
5.根据权利要求1所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置,其特征在于:所述抓取料机构(5)包括移取机构(51)、机器人抓取机构(52);
所述移取机构(51)包括由伺服电机驱动的直线模组(511)、连接在直线模组(511)的驱动端上抓取螺栓的夹爪气缸(512);
所述机器人抓取机构(52)包括第一旋转轴(521)、连接在第一旋转轴(521)上的竖直移动轴(522)、连接在竖直移动轴(522)上的第二旋转轴(523)、安装在第二旋转轴(523)上的吸盘(524)。
6.根据权利要求5所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置,其特征在于:所述第二旋转轴(523)包括安装板(5231)、通过轴承与安装板(5231)相连且内部呈中空的气路转轴(5232)、通过皮带传动机构与气路转轴(5232)相连的步进电机(5233),所述吸盘(524)连接于气路转轴(5232)。
7.根据权利要求1所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置,其特征在于:所述视觉检测系统(3)包括检测螺栓头部的第一视觉相机(31)、检测螺栓上螺纹的第二视觉相机(32),所述第一视觉相机(31)、第二视觉相机(32)均与电控系统(6)相连。
8.根据权利要求1所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置,其特征在于:
所述分类仓(4)包括合格品仓(41)、可修复仓(42)、报废仓(43)三种不同仓室;
所述机架(1)的上端面设有沿弧线分布的若干个圆筒管(44),所述圆筒管(44)与靠近的仓室通过管道相连。
9.根据权利要求1所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置,其特征在于:所述电控系统(6)包括工控机、与工控机相连的运动控制器和显示屏(61)。
10.根据权利要求9所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置,其特征在于:所述机架(1)上设有安全围栏(7),所述工控机、运动控制器均安装在机架(1)的底部,所述显示屏(61)安装在安全围栏(7)上。
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