CN109444167A - 一种眼线笔自动检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种眼线笔自动检测装置，其包括面板及安装在面板上的眼线笔下料斗、抜笔帽机构、主传动系统、检测机构和笔帽盖回机构；检测机构包括CCD视觉检测系统、六轴机器人、检测光纤、笔帽拔出检测机构、笔帽打紧检测机构和初检CCD视觉系统；检测光纤包括扫射检测光纤和盖笔帽前检测光纤；主传动系统包括马达、减速机、主轴、凸轮分割器、链条驱动、输送链条和凸轮摆杆机构；输送链条包括主动链轮和从动链轮；马达驱动减速机，减速机驱动主轴，主轴驱动凸轮分割器的输入轴，主动链轮与凸轮分割器的输出轴同轴；主轴一端连接至减速机，其另一端设有链轮。本发明机械效率高、检测结果准确率高，应用于眼线笔，其他笔的笔尖自动检测。
Description
技术领域
本发明涉及零件自动加工设备领域，尤其涉及一种眼线笔自动检测装置。
背景技术
眼线笔属于化妆品，对产品的质量有很高的要求；为了检测眼线笔笔尖是否漏墨水，笔尖绒毛是否变形散开，硬笔笔尖是否变形，目前都是通过人工来进行检测，检测的效率及准确率低。
综上，有必要设计一种眼线笔自动检测装置来弥补上述缺陷。
发明内容
本发明提出一种眼线笔自动检测装置，其解决了现有技术中眼线笔的检测效率低、检测准确率低的缺陷。本发明采用传统机械结构与机器人技术、CCD视觉技术合理搭配，加上合理的工序流程；提高机械的稳定性、机械效率、检测结果的准确率，应用于眼线笔，其他笔的笔尖自动检测。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提出一种眼线笔自动检测装置，其包括面板及安装在面板上的眼线笔下料斗、抜笔帽机构、主传动系统、检测机构和笔帽盖回机构；检测机构包括CCD视觉检测系统、六轴机器人、检测光纤、笔帽拔出检测机构、笔帽打紧检测机构和初检CCD视觉系统；检测光纤包括扫射检测光纤和盖笔帽前检测光纤；主传动系统包括马达、减速机、主轴、凸轮分割器、链条驱动、输送链条和凸轮摆杆机构；凸轮摆杆机构包括抜笔帽凸轮摆杆机构和和打紧件凸轮摆杆机构；输送链条包括主动链轮和从动链轮；马达驱动减速机，减速机驱动主轴，主轴驱动凸轮分割器的输入轴，主动链轮与凸轮分割器的输出轴同轴；主轴一端连接至减速机，其另一端设有链轮；扫射检测光纤安装在眼线笔下料斗的一侧下端；笔帽拔出检测机构安装在六轴机器人的下侧，六轴机器人用于将笔夹取旋转90°；初检CCD视觉系统安装在笔帽拔出检测机构的相对侧；抜笔帽机构安装在眼线笔下料斗和六轴机器人之间；CCD视觉检测系统安装在六轴机器人与笔帽盖回机构之间；笔帽盖回机构一端安装有盖笔帽支撑合模机构，其另一端安装有打紧检测旋转平移机构；盖笔帽前检测光纤安装在盖笔帽前支撑合模机构的一侧，笔帽打紧检测机构暗账在打紧检测旋转平移机构的一侧；笔帽打紧检测机构连接有次品剔除机构，次品剔除机构连接有次品出料导槽。
其中，主轴转的圈数与凸轮分割器转的圈数相同；主轴下方平行安装有一固定方轴，且主轴与固定方轴上垂直安装有主轴吊板。
其中，CCD视觉检测系统下端依次设有接墨机构、背光源和上下升降机构；CCD视觉检测系统的相对侧下端设有笔杆旋转机构；上下升降机构的正上方安装有旋转压紧机构。
其中，笔帽盖回机构与CCD视觉检测系统之间安装有笔帽提升平移机构，笔帽提升平移机构下端安装有装笔帽机构。
其中，初检CCD视觉系统的一侧安装有供纸机构，其另一侧安装有导向定位机构；笔帽拔出检测机构下端安装有笔尖推一致机构，且笔尖推一致机构与初检CCD视觉系统相对设置。
其中，抜笔帽机构的相对侧安装有抜笔帽压紧机构，且上下升降机构安装在抜笔帽机构与抜笔帽压紧机构之间；抜笔帽机构上进一步活动安装有抜笔帽旋转平移机构。
其中，笔帽拔出检测机构包括多个感应器；笔尖推一致机构包括多个小气缸。
其中，面板下端安装有底部托链条机构、凸轮摆杆机构、编码器和链条上笔支撑板；编码器用于记录凸轮摆杆机构与凸轮分割器的角度位置，根据角度位置信号控制其对应气缸的动作，且编码器与主轴的传动比为1。
其中，眼线笔下料斗的下料口位于从动链轮的上方；输送链条设有两条，链条上笔支撑板安装在两条输送链条之间；输送链条的下端安装有托链条上下升降机构。
其中，打紧检测旋转平移机构的相对侧设有笔帽打紧压笔杆机构；笔帽盖回机构的相对侧设有盖笔帽压笔杆机构和装笔帽打紧定位机构，且盖笔帽压笔杆机构一端活动连接至盖笔帽支撑合模机构。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明采用传统机械机构与六轴机器人、CCD视觉检测系统、凸轮分割器、顶升凸轮机构等合理搭配，加上合理的工序流程，实现自动化检测，其检测的效率和准确率高，可用于自动检测眼线笔笔尖是否漏墨水，笔尖绒毛是否变形散开，硬笔笔尖是否变形。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明眼线笔自动检测装置的结构示意图。
图2为本发明眼线笔自动检测装置第二角度的结构示意图。
图3为本发明眼线笔自动检测装置第三角度的结构示意图。
图4为本发明料斗下料和光纤扫射检测结构示意图。
图5为本发明拔笔帽示意图。
图6为本发明CCD视觉检测六轴机器人画圆示意图。
图7为本发明旋转结构和CCD视觉检测示意图。
图8为本发明笔帽从模组输送机构被夹取放入弯曲储存流道示意图。
图9为本发明笔帽盖回、打紧检测、次品剔除示意图。
其中：1面板；2眼线笔下料斗；3扫射检测光纤；4拔笔帽机构；5六轴机器人；6CCD视觉检测系统；7笔帽提升平移机构；8笔帽盖回机构；9笔帽打紧检测机构；10次品剔除机构；11输送链条；12主动链轮；13出料导槽；14次品出料导槽；15笔帽打紧压笔杆机构；16盖笔帽压笔杆机构；17盖笔帽前检测光纤；18笔杆旋转机构；19供纸机构；20初检CCD视觉系统；21拔笔帽压紧机构；22从动链轮；23减速机；24笔帽输送模组；25马达；26拔笔帽凸轮摆杆机构；27主轴；28固定方轴；29主轴吊板；30顶升凸轮机构；31打紧件凸轮摆杆机构；32链轮；33打紧检测旋转平移机构；34底部托链条机构；35编码器组件；36上下升降机构；37托链条机构；38拔笔帽旋转平移机构；39链条上笔支撑板；40笔帽拔出检测机构；41笔尖推一致机构；42导向定位机构；43接墨机构；44背光源；45旋转压紧机构；46装笔帽机构；47装笔帽打紧定位机构；48盖笔帽支撑合模机构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本文中出现的CCD是英文Charge Coupled Device的缩写，其中文意思是电荷耦合器件，它是一种特殊半导体器件，上面有很多一样的感光元件，每个感光元件叫一个像素。
参照图1-9，本发明提出一种眼线笔自动检测装置，其包括面板及安装在面板上的眼线笔下料斗、抜笔帽机构、主传动系统、检测机构和笔帽盖回机构；检测机构包括CCD视觉检测系统、六轴机器人、检测光纤、笔帽拔出检测机构、笔帽打紧检测机构和初检CCD视觉系统；检测光纤包括扫射检测光纤和盖笔帽前检测光纤；主传动系统包括马达、减速机、主轴、凸轮分割器、链条驱动、输送链条和凸轮摆杆机构；凸轮摆杆机构包括抜笔帽凸轮摆杆机构和和打紧件凸轮摆杆机构；输送链条包括主动链轮和从动链轮；马达驱动减速机，减速机驱动主轴，主轴驱动凸轮分割器的输入轴，主动链轮与凸轮分割器的输出轴同轴；主轴一端连接至减速机，其另一端设有链轮；扫射检测光纤安装在眼线笔下料斗的一侧下端；笔帽拔出检测机构安装在六轴机器人的下侧，六轴机器人用于将笔夹取旋转90°；初检CCD视觉系统安装在笔帽拔出检测机构的相对侧；抜笔帽机构安装在眼线笔下料斗和六轴机器人之间；CCD视觉检测系统安装在六轴机器人与笔帽盖回机构之间；笔帽盖回机构一端安装有盖笔帽支撑合模机构，其另一端安装有打紧检测旋转平移机构；盖笔帽前检测光纤安装在盖笔帽前支撑合模机构的一侧，笔帽打紧检测机构暗账在打紧检测旋转平移机构的一侧；笔帽打紧检测机构连接有次品剔除机构，次品剔除机构连接有次品出料导槽。
本发明的上下升降结构36由主轴上的三个相同的顶升凸轮机构30来实现升降，每个工位都将笔顶起后动作。顶升凸轮机构与凸轮分割器配合，顶升凸轮机构下降笔回到输送链条上，输送链条移动带着笔移动，输送链条停止移动顶升凸轮机构顶起，其他机构完成相应的动作，如此循环。
本发明主轴转的圈数与凸轮分割器转的圈数相同；主轴下方平行安装有一固定方轴，且主轴与固定方轴上垂直安装有主轴吊板。
本发明CCD视觉检测系统下端依次设有接墨机构、背光源和上下升降机构；CCD视觉检测系统的相对侧下端设有笔杆旋转机构；上下升降机构的正上方安装有旋转压紧机构。
本发明笔帽盖回机构与CCD视觉检测系统之间安装有笔帽提升平移机构，笔帽提升平移机构下端安装有装笔帽机构。
本发明初检CCD视觉系统的一侧安装有供纸机构，其另一侧安装有导向定位机构；笔帽拔出检测机构下端安装有笔尖推一致机构，且笔尖推一致机构与初检CCD视觉系统相对设置。
本发明抜笔帽机构的相对侧安装有抜笔帽压紧机构，且上下升降机构安装在抜笔帽机构与抜笔帽压紧机构之间；抜笔帽机构上进一步活动安装有抜笔帽旋转平移机构。
本发明笔帽拔出检测机构包括多个感应器；笔尖推一致机构包括多个小气缸。本发明笔帽拔出检测机构上感应器的数量、笔尖推一致机构上小气缸的数量均可设置为4个、5个或由本领域技术人员根据实际需求进行设定，在每个步骤工作时，同步考虑到对应数量操作即可。
本发明面板下端安装有底部托链条机构、凸轮摆杆机构、编码器和链条上笔支撑板；编码器用于记录凸轮摆杆机构与凸轮分割器的角度位置，根据角度位置信号控制其对应气缸的动作，且编码器与主轴的传动比为1。本发明凸轮摆杆机构包括抜笔帽凸轮摆杆机构和打紧件凸轮摆杆机构
本发明眼线笔下料斗的下料口位于从动链轮的上方；输送链条设有两条，链条上笔支撑板安装在两条输送链条之间；输送链条的下端安装有托链条上下升降机构。本发明输送链条安装至主动链轮与从动链轮上，
本发明打紧检测旋转平移机构的相对侧设有笔帽打紧压笔杆机构；笔帽盖回机构的相对侧设有盖笔帽压笔杆机构和装笔帽打紧定位机构，且盖笔帽压笔杆机构一端活动连接至盖笔帽支撑合模机构。
本发明笔帽盖回机构上安装有笔帽储存流道，抜笔帽机构拔下的笔帽通过笔帽输送模组输送至笔帽储存流道，为笔帽盖回机构提供笔帽，实现笔帽从拔出到盖回的循环。
如下以每次输送4支笔为例，对本发明的具体实施方式进行说明。
本发明的工作原理为：眼线笔自动检测机的主传动结构由马达、减速机、分割器、链条驱动、输送链条、凸轮摆杆机构等组成；马达驱动减速机，减速机驱动主轴，主轴驱动凸轮分割器，主动链轮与凸轮分割器输出轴同轴，主轴转一圈凸轮分割器转一圈，输送链条走四支笔的距离(本实施例以4支笔为例来进行说明，本领域技术人员根据实际需求，可以设定为其他数量)。本发明的检测原理是用CCD视觉检测系统判断眼线笔笔尖是否漏墨水，笔尖绒毛是否变形散开，硬笔笔尖是否变形。且本发明在眼线笔下料、笔帽拔出时、盖笔帽前、笔帽打紧时均实时进行检测，保证每个步骤都完成到位，提高了检测的准确率。
本发明的工作流程是：眼线笔下料斗将眼线笔下到输送链条上，每次下4支笔，笔横躺在两条输送链条的链条上笔支撑板上，笔帽朝向拔笔帽机构方向；在眼线笔下料斗下料的同时，扫射检测光纤检测眼线笔下料斗是否少下笔；抜笔帽机构拔下笔帽子，将笔帽子放到笔帽输送模组里；六轴机器人从笔帽输送模组里夹取4支笔旋转90°，在六轴机器人夹取笔帽之前，笔尖推一致机构的四个小气缸将4支笔尖推到平齐，同时笔帽拔出检测机构的4个感应器检测笔帽是否拔完，笔尖竖直向下并通过初检CCD视觉系统检测是否漏墨水，检测完毕后笔尖在供纸机构上画圆，修笔尖形状，画掉快滴出的墨水，最后将笔放回输送链条上；笔杆旋转机构的四个夹抓夹住4支笔旋转，CCD视觉检测系统的四个CCD分别检测4支笔的笔尖，判断笔是否合格；将笔帽输送模组中向后移的笔帽夹取放入笔帽储存的流道里面，该步骤与六轴机器人夹取4支笔旋转并推齐平笔尖进行检测的工作同时进行；检测完毕后，笔帽盖回机构将笔帽输送模组中的笔帽盖回至笔上面；在盖笔帽时，笔帽打紧检测机构检测笔帽是否打紧和是否有笔帽；笔帽未打紧或没有笔帽的笔通过次品剔除机构剔除出来，通过次品出料导槽输出。本发明在该工作流程中，上下升降机构、检测机构在相应的步骤时同步工作，以实现全自动化工作及检测的准确度。
如图1-3所示，本发明主传动系统的马达25驱动减速机23，减速机23驱动主轴27，主轴27驱动凸轮分割器的输入轴，主动链轮12与凸轮分割器的输出轴同轴，主轴转一圈，凸轮分割器也随之转一圈，输送链条走四支笔的距离。编码器35与主轴27的传动比为1，编码器用于记录各凸轮和凸轮分割器的角度位置，根据角度位置信号控制其他气缸的动作。
如图4所示，眼线笔下料斗2的下料口在从动链轮22的上方，输送链条移动一次走4支笔的位置，眼线笔下料斗一次下4支笔，眼线笔下料斗每次下料后输送链条走一下，停下后眼线笔下料斗再下一次料，如此循环工作。
如图5所示，输送链条将最先下料出来的4支笔输送到上下升降机构所在的工位时，上下升降机构36将4支笔顶起，顶到拔笔帽压紧机构21使上下的压力将笔杆夹住，拔笔帽压紧机构21的压紧力由弹簧控制，柔性压紧不会压坏笔杆。拔笔帽机构4在拔笔帽旋转平移机构38的推动下向前移动并夹紧笔帽，然后退回拔下笔帽，夹紧的气缸松开，推料的气缸将4个笔帽推掉入装笔帽机构46中。装笔帽结构46装配在笔帽输送模组24上，笔帽输送模组24将笔帽输送到笔帽储存流道所在的工位。
如图6所示，上下升降机构36将4支笔顶起，笔尖推一致机构41的四个小气缸分别将四支笔的笔尖推到平齐，同时笔帽拔出检测机构40的四个感应器分别检测笔帽是否拔完。六轴机器人5先夹住4支笔杆，笔尖推一致结构41的4个小气缸退回，六轴机器人让笔杆旋转90°，笔尖竖直向下移到初检CCD视觉系统检测是否漏墨水。检测完成后将笔杆移到供纸机构19上画圆，修笔尖形状，画掉快滴出的墨水。
如图7所示，上下升降机构36将4支笔顶起和旋转压紧机构45夹紧，上下升降机构顶起4支笔的部位、旋转压紧机构压紧4支笔的部位与笔杆以可旋转的圆柱滚筒相接触，旋转压紧机构上带有弹簧，其压紧力大小可以通过弹簧调整。笔杆旋转机构18夹住4支笔的尾端并旋转90°，使得其中一支笔正对CCD视觉检测系统6，CCD视觉检测系统6对其检测1次，旋转3次完成这4支笔的检测。检测完成后升降机构36下降，将检测完成后的笔放到输送链条上送到笔帽盖回机构所在的工作。在背光源44的上面有接墨机构43，在CCD视觉检测系统的相机检测时气缸缩回，检测完成气缸伸出；当初检CCD视觉检测系统检测到严重漏墨水的笔移动到CCD视觉检测系统所在的工位时相对应的气缸就不会缩回，直到下一次有笔要检测时才会动作。
如图8所示，笔帽拔下掉入装笔帽机构46，然后笔帽输送模组24送到笔帽储存流道所在的工位，笔帽提升平移机构7将笔帽从装笔帽机构46提升平移放入笔帽盖回机构8的储存笔帽流道里面，为笔帽盖回机构8提供笔帽，实现笔帽从拔出到盖回的循环。
如图9所示，上下升降机构36和盖笔帽压笔杆机构16夹紧4支盖笔帽的笔，盖笔帽支撑合模机构48固定在上下升降机构36上，对盖笔帽起支撑导向的作用。盖笔帽前检测光纤17扫射检测从下面经过的笔杆，当检测到有笔杆丢失会反馈信号给控制系统，笔帽盖回机构8盖笔帽的4个气缸单独控制，当笔杆有丢失时对应的气缸不动作，笔帽不推出。笔帽打紧检测机构9在打紧检测旋转平移机构33的驱动下前后平移，笔帽打紧检测机构9的顶杆上带弹簧，打紧的位置和打紧力可调，4根顶杆上方分别设有接近开关，当没有打紧或遗漏笔帽时，会有不同的信号，控制系统根据信号来判断相应的笔为次品。次品剔除机构10根据系统判断的信号将次品的笔推入次品出料导槽14。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种眼线笔自动检测装置，其特征在于，其包括面板及安装在面板上的眼线笔下料斗、抜笔帽机构、主传动系统、检测机构和笔帽盖回机构；检测机构包括CCD视觉检测系统、六轴机器人、检测光纤、笔帽拔出检测机构、笔帽打紧检测机构和初检CCD视觉系统；检测光纤包括扫射检测光纤和盖笔帽前检测光纤；
主传动系统包括马达、减速机、主轴、凸轮分割器、链条驱动、输送链条和凸轮摆杆机构；凸轮摆杆机构包括抜笔帽凸轮摆杆机构和和打紧件凸轮摆杆机构；输送链条包括主动链轮和从动链轮；马达驱动减速机，减速机驱动主轴，主轴驱动凸轮分割器的输入轴，主动链轮与凸轮分割器的输出轴同轴；主轴一端连接至减速机，其另一端设有链轮；
扫射检测光纤安装在眼线笔下料斗的一侧下端；笔帽拔出检测机构安装在六轴机器人的下侧，六轴机器人用于将笔夹取旋转90°；初检CCD视觉系统安装在笔帽拔出检测机构的相对侧；抜笔帽机构安装在眼线笔下料斗和六轴机器人之间；CCD视觉检测系统安装在六轴机器人与笔帽盖回机构之间；笔帽盖回机构一端安装有盖笔帽支撑合模机构，其另一端安装有打紧检测旋转平移机构；盖笔帽前检测光纤安装在盖笔帽前支撑合模机构的一侧，笔帽打紧检测机构暗账在打紧检测旋转平移机构的一侧；笔帽打紧检测机构连接有次品剔除机构，次品剔除机构连接有次品出料导槽。
2.如权利要求1所述的眼线笔自动检测装置，其特征在于，主轴转的圈数与凸轮分割器转的圈数相同；主轴下方平行安装有一固定方轴，且主轴与固定方轴上垂直安装有主轴吊板。
3.如权利要求2所述的眼线笔自动检测装置，其特征在于，CCD视觉检测系统下端依次设有接墨机构、背光源和上下升降机构；CCD视觉检测系统的相对侧下端设有笔杆旋转机构；上下升降机构的正上方安装有旋转压紧机构。
4.如权利要求3所述的眼线笔自动检测装置，其特征在于，笔帽盖回机构与CCD视觉检测系统之间安装有笔帽提升平移机构，笔帽提升平移机构下端安装有装笔帽机构。
5.如权利要求4所述的眼线笔自动检测装置，其特征在于，初检CCD视觉系统的一侧安装有供纸机构，其另一侧安装有导向定位机构；笔帽拔出检测机构下端安装有笔尖推一致机构，且笔尖推一致机构与初检CCD视觉系统相对设置。
6.如权利要求5所述的眼线笔自动检测装置，其特征在于，抜笔帽机构的相对侧安装有抜笔帽压紧机构，且上下升降机构安装在抜笔帽机构与抜笔帽压紧机构之间；抜笔帽机构上进一步活动安装有抜笔帽旋转平移机构。
7.如权利要求6所述的眼线笔自动检测装置，其特征在于，笔帽拔出检测机构包括多个感应器；笔尖推一致机构包括多个小气缸。
8.如权利要求1-7中任一项所述的眼线笔自动检测装置，其特征在于，面板下端安装有底部托链条机构、凸轮摆杆机构、编码器和链条上笔支撑板；编码器用于记录凸轮摆杆机构与凸轮分割器的角度位置，根据角度位置信号控制其对应气缸的动作，且编码器与主轴的传动比为1。
9.如权利要求8所述的眼线笔自动检测装置，其特征在于，眼线笔下料斗的下料口位于从动链轮的上方；输送链条设有两条，链条上笔支撑板安装在两条输送链条之间；输送链条的下端安装有托链条上下升降机构。
10.如权利要求9所述的眼线笔自动检测装置，其特征在于，打紧检测旋转平移机构的相对侧设有笔帽打紧压笔杆机构；笔帽盖回机构的相对侧设有盖笔帽压笔杆机构和装笔帽打紧定位机构，且盖笔帽压笔杆机构一端活动连接至盖笔帽支撑合模机构。
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