CN109483216A - 双视觉识别检测功能螺丝锁付装置及螺丝锁付方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有双视觉识别检测功能的螺丝锁付装置，包括装设在操作平台上的X轴模组和Y轴模组，以及装设在所述X轴模组上且能沿X轴方向相对于X轴模组移动的Z轴模组，Y轴模组上设有能沿Y轴方向相对于所述Y轴模组移动的Y轴治具平台，Y轴治具平台用于装载待加工产品，Z轴模组包括能沿Z轴方向相对于所述Z轴模组移动的装设有电批头的伺服电批、用于夹持螺丝的螺丝夹持装置、主相机和电子尺，X轴模组上还装设有能沿X轴方向相对于所述X轴模组移动的检测相机，操作平台上还装设有与所述检测相机相对应的光源，以及用于提供分离出的单个螺丝的料盒送料器，所述料盒送料器被设置在所述螺丝夹持装置沿X轴方向移动轨迹的下方。

Description

双视觉识别检测功能螺丝锁付装置及螺丝锁付方法

技术领域

本发明涉及自动锁螺丝技术领域，尤其涉及一种具有识别检测功能的锁螺丝技术领域。

背景技术

近年来电子行业发展迅速，针对电子产品制造技术的要求越来越高，制造电子产品的生产线上的工序越来越多，越来越复杂，其中，锁螺丝是一项十分繁复且要求较高的基本工作。传统的锁螺丝设备精度低，操作复杂，通用性差。随着技术要求的不断提高，新一代的锁螺丝设备逐渐具备了精度高、操作简单、通用性强的特点。

在生产实践中所使用的螺丝不可避免的会有一定比例的不良率，如果将质量不合格的螺丝通过锁螺丝设备对生产线上的产品进行操作，就可能会导致螺丝锁歪，没牙螺丝空锁、假锁等问题，这些有质量问题的螺丝在锁付工序中会给产品工件(例如线路板)埋下质量隐患，使加工出的产品质量不稳定，甚至会造成线路板等待加工工件的报废。如此，会造成产品返工，导致生产效率低，材料消耗增加，生产成本上升，产品质量不稳定等一系列问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有双视觉识别检测功能的螺丝锁付装置，该螺丝锁付装置具有自动识别检测功能，其能在螺丝锁付过程中对螺丝进行全面地瞬间检测识别，通过该螺丝锁付装置自身的自动控制系统将质量不合格的螺丝识别出来，排除出去，并对锁付后的螺丝进行检测、判断，以确保锁付螺丝的质量及锁付后产品的锁付质量。

本发明所采用的技术方案为，一种具有双视觉识别检测功能的螺丝锁付装置，包括装设在操作平台上的X轴模组和Y轴模组，以及装设在所述X轴模组上且能沿X轴方向相对于所述X轴模组移动的Z轴模组，所述Y轴模组上设有能沿Y轴方向相对于所述Y轴模组移动的Y轴治具平台，所述Y轴治具平台用于装载待加工产品，所述Z轴模组包括能沿Z轴方向相对于所述Z轴模组移动的装设有电批头的伺服电批、用于夹持螺丝的螺丝夹持装置、主相机和电子尺，所述X轴模组上还装设有能沿X轴方向相对于所述X轴模组移动的检测相机，所述操作平台上还装设有与所述检测相机相对应的光源，以及用于提供分离出的单个螺丝的料盒送料器，所述料盒送料器被设置在所述螺丝夹持装置沿X轴方向移动轨迹的下方。

进一步的，所述X轴模组上还装设有能沿X轴方向相对于所述X轴模组移动的且与所述检测相机配合使用的折光镜。

再进一步的，所述折光镜、所述检测相机和所述Z轴模组均装设在X轴滑块装置上且以滑块滑轨的方式连接在所述X轴模组上。

优选的，所述装设有电批头的伺服电批、所述螺丝夹持装置、所述主相机和所述电子尺均装设在Z轴滑块装置上且以滑块滑轨的方式连接在所述Z轴模组上。

为了宽展装置的适用性，所述螺丝夹持装置为吸头或夹头，所述吸头或夹头可根据不同的工作对象进行适应性更换。

更进一步的，所述Y轴治具平台以滑块滑轨的方式连接在所述Y轴模组上，所述Y轴治具平台分为Y1治具平台和Y2治具平台。

更优选的，所述操作平台上还设置有排料盒。为了方便排料，所述排料盒可为两个，分别设于所述Y轴治具平台的两侧，提高了排料效率。

本发明提供的具有识别功能的螺丝锁付装置，能自动识别并排除有质量瑕疵的螺丝，不但可以识别螺丝头部的质量缺陷，也可以识别螺丝杆部的质量缺陷，提高了锁付精度，改善了产品质量，提高了生产效率，也同时降低了生产成本。

本发明的另一目的在于提供一种螺丝锁付方法，包括如下步骤：

第一步，将需锁付加工的待加工产品固定在所述Y轴治具平台上；

第二步，将需锁付的螺丝通过所述料盒送料器进行单颗分离后置于预定位置；

第三步，驱动所述Z轴模组沿X轴方向移动至所述料盒送料器上方；

第四步，利用所述主相机对被分离出来的单颗螺丝的顶部进行识别检测，如检测结果为不合格，则驱动所述螺丝夹持装置将不合格的螺丝移除，重新开始进行上述锁付步骤，如检测结果为合格，则驱动所述螺丝夹持装置将合格的螺丝夹持起并进入下一步操作；

第五步，驱动所述螺丝夹持装置至所述检测相机的检测高度，在所述光源的配合下利用所述检测相机对所述螺丝的杆部进行识别检测，如果检测结果为不合格，则驱动所述螺丝夹持装置将不合格的螺丝移除，重新开始进行上述锁付步骤，如检测结果为合格，则驱动所述螺丝夹持装置将合格的螺丝送入下一工位；

第六步，通过对所述螺丝夹持装置分别在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的驱动，使所夹持的所述检测合格的螺丝对准所述待加工产品上需锁付的孔位；

第七步，启动所述伺服电批进行锁付螺丝操作；

第八步，利用所述电子尺对所述锁付螺丝进行锁付深度检测，如锁付深度未达到设定值，则启动加大所述伺服电批锁付扭力程序，直至使锁付深度达到设定值，如锁付深度达到设定值，则进入下一步操作；

第九步，利用所述主相机对所述锁付好的产品进行锁付质量的识别检测并进行信息采集，如检测不合格，则启动所述伺服电批进行反转操作，取出所述锁付螺丝并将其移除，重新开始进行上述锁付步骤，如检测合格，则进入下一步操作；

第十步，驱动所述Z轴模组移动至所述料盒送料器分离出的螺丝上方，依照上述步骤依次循环执行，直至所述待加工产品依照预定程序锁付完成，进入下一个待加工产品的锁付操作步骤。

在上述方法中，其中第八步也可为：利用所述电子尺对所述锁付螺丝进行锁付深度检测，如锁付深度未达到设定值，则启动所述伺服电批51进行反转操作，取出所述锁付螺丝并将其移除，重新开始进行上述锁付步骤，如锁付深度达到设定值，则进入下一步操作。如此便多了一个技术方案的选择，可根据工作实际情况进行选择适用。

本发明提供的螺丝锁付方法全方位完善了生产质量控制程序，提高了生产效率，降低了生产成本。

本文所述“X轴模组”、“Y轴模组”、“Z轴模组”均以空间坐标轴X轴、Y轴、Z轴为命名基础依据，所述“X轴方向”、“Y轴方向”、“Z轴方向”也与空间坐标轴X轴、Y轴、Z轴的方向相同。所述“滑块滑轨的方式”是指以公知常识中滑块与滑轨配合的方式进行相对移动或滑动的机械结构。

附图说明

图1为本发明实施例应用情况的立体结构示意图；

图2为本发明实施例主要部分的立体结构示意图。

具体实施方式

为了能更清楚地阐述本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明的实施例做简要地说明，很显然，对实施例及附图的描述仅是为了说明本发明的技术方案，在本领域普通技术人员能理解的背景下，本发明的保护范围不限于实施例及附图。

如图1所示，为一种自动锁螺丝的机械设备，其主要包括设置于底部的送料装置—平移式震动盘送料器70、操作平台10以及设置在所述操作平台10上的螺丝锁付装置100。

如图2所示，所述螺丝锁付装置100为一种具有双视觉识别检测功能的螺丝锁付装置，其包括装设在所述操作平台10上的X轴模组52和Y轴模组20，以及装设在所述X轴模组52上且能沿X轴方向相对于所述X轴模组52移动的Z轴模组50，所述Y轴模组20上设有能沿Y轴方向相对于所述Y轴模组20移动的Y轴治具平台30，所述Y轴治具平台30用于装载待加工产品，例如需要进行螺丝锁付的电路板，所述Z轴模组50包括能沿Z轴方向相对于所述Z轴模组50移动的装设有电批头63的伺服电批51、用于夹持螺丝的螺丝夹持装置40、主相机64和电子尺65，所述X轴模组52上还装设有能沿X轴方向相对于所述X轴模组52移动的检测相机62，所述操作平台10上还装设有与所述检测相机62相对应的光源55，以及用于提供分离出的单个螺丝的料盒送料器54，所述料盒送料器54被设置在所述螺丝夹持装置40沿X轴方向移动轨迹的下方。所述料盒送料器54中的螺丝来自于所述平移式震动盘送料器70的供料。

所述X轴模组52、所述Y轴模组20、所述Z轴模组50上分别装设有驱动电机作为在上述各轴方向上的动力源。

所述X轴模组52上还装设有能沿X轴方向相对于所述X轴模组52移动的且与所述检测相机62配合使用的折光镜61，所述折光镜61的设置将所述检测相机62获取图像的角度由直线改为90°，或者其他需要的设计角度，使所述检测相机62可以被设计的更加紧凑或实用。

所述折光镜61、所述检测相机62和所述Z轴模组50均装设在X轴滑块装置49上且以滑块滑轨的方式连接在所述X轴模组52上。

所述装设有电批头63的伺服电批51、所述螺丝夹持装置40、所述主相机64和所述电子尺65均装设在Z轴滑块装置48上且以滑块滑轨的方式连接在所述Z轴模组50上。所述螺丝夹持装置40为吸头53或夹头60，所述吸头53适宜吸取平头螺丝，所述夹头60适宜夹取圆头螺丝，在所述装置中，上述吸头53与所述夹头60可以根据所夹取螺丝种类的不同进行相应的更换，这样就扩展了该类装置夹取螺丝的种类。所述伺服电批51能驱动所述电批头63进行正向或反向旋转，以锁付或取出螺丝。

所述Y轴治具平台30以滑块滑轨的方式连接在所述Y轴模组20上，所述Y轴治具平台30分为Y1治具平台57和Y2治具平台56。如此设置可减少所述伺服电批51的移动距离，相应增加螺丝的锁付效率。

所述操作平台10上还设置有排料盒58，所述排料盒58为两个，分别设于所述Y轴治具平台30的两侧，这样，当有检测不合格的螺丝需要移除时，可以将所述不合格的螺丝排入所述排料盒58中，提高卸料效率的同时也可以避免将不合格的物料与合格的进行混同，以此改善质量控制管理，提高了产品良率。

该实施例的装置可配合自动控制系统进行使用，在所述自动控制系统的软件中预设好螺丝锁付模式和采集工作螺丝模板信息(如图像、尺寸、形状、位置、角度等)，在工作过程中，识别检测系统通过将主相机或检测相机所采集的工作螺丝信息与预存的模板信息进行比对分析，从而根据所匹配或不匹配的信息来判断或确认所述螺丝是否符合要求，以此控制上述机械装置进行动作。

本发明还提供一种使用上述具有双视觉识别检测功能的螺丝锁付装置进行螺丝锁付的方法，该螺丝锁付方法的其中一个实施例包括如下步骤：

第一步，将需锁付加工的待加工产品(例如电路板)固定在所述Y轴治具平台30上；

第二步，将需锁付的螺丝通过所述料盒送料器54进行单颗分离后置于预定位置；

第三步，驱动所述Z轴模组50沿X轴方向移动至所述料盒送料器54上方；

第四步，利用所述主相机64对被分离出来的单颗螺丝的顶部(即螺丝头部)进行识别检测，如检测结果为不合格，则驱动所述螺丝夹持装置40将不合格的螺丝移除，重新开始进行上述锁付步骤，如检测结果为合格，则驱动所述螺丝夹持装置40将合格的螺丝夹持起并进入下一步操作；

第五步，驱动所述螺丝夹持装置40至所述检测相机62的检测高度，在所述光源55的配合下利用所述检测相机62对所述螺丝的杆部(螺纹杆)进行识别检测，如果检测结果为不合格，则驱动所述螺丝夹持装置40将不合格的螺丝移除，重新开始进行上述锁付步骤，如检测结果为合格，则驱动所述螺丝夹持装置40将合格的螺丝送入下一工位；该检测过程中，所述螺丝夹持装置40上的螺丝在光源55的照射下在折光镜61上成像，由折光镜61将上述成像反射到检测相机62进行检测、分析；

第六步，通过对所述螺丝夹持装置40分别在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的驱动，使所夹持的所述检测合格的螺丝对准所述待加工产品上需锁付的孔位；

第七步，启动所述伺服电批51进行锁付螺丝操作；

第八步，利用所述电子尺65对所述锁付螺丝进行锁付深度检测，如锁付深度未达到设定值，则启动加大所述伺服电批51锁付扭力程序，直至使锁付深度达到设定值，如锁付深度达到设定值，则进入下一步操作；

第九步，利用所述主相机64对所述锁付好的产品进行锁付质量的识别检测并进行信息采集，如检测不合格，则启动所述伺服电批51进行反转操作，取出所述锁付螺丝并将其移除，重新开始进行上述锁付步骤，如检测合格，则进入下一步操作；

第十步，驱动所述Z轴模组50移动至所述料盒送料器54分离出的螺丝上方，依照上述步骤依次循环执行，直至所述待加工产品依照预定程序锁付完成，进入下一个待加工产品的锁付操作步骤。

该螺丝锁付方法的另一个实施例所包括的步骤大致与上述实施例相同，不同之处在于第八步，本实施例第八步为：利用所述电子尺65对所述锁付螺丝进行锁付深度检测，如锁付深度未达到设定值，则启动所述伺服电批51进行反转操作，取出所述锁付螺丝并将其移除，重新开始进行上述锁付步骤，如锁付深度达到设定值，则进入下一步操作。

本发明提供的螺丝锁付方法不但检测螺丝头部的质量缺陷，也同时检测螺丝长短、螺牙缺陷，并用相机检测、判断，全面完善了生产质量控制程序，提高了生产效率，降低了生产成本。

上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，不应认为是对本发明保护范围的限制，本发明除用于电子产品制造领域外，也可应用于其他任何相近领域。

Claims (10)

1.一种具有双视觉识别检测功能的螺丝锁付装置，包括装设在操作平台上的X轴模组和Y轴模组，以及装设在所述X轴模组上且能沿X轴方向相对于所述X轴模组移动的Z轴模组，所述Y轴模组上设有能沿Y轴方向相对于所述Y轴模组移动的Y轴治具平台，所述Y轴治具平台用于装载待加工产品，所述Z轴模组包括能沿Z轴方向相对于所述Z轴模组移动的装设有电批头的伺服电批、用于夹持螺丝的螺丝夹持装置、主相机和电子尺，其特征在于,所述X轴模组上还装设有能沿X轴方向相对于所述X轴模组移动的检测相机，所述操作平台上还装设有与所述检测相机相对应的光源，以及用于提供分离出的单个螺丝的料盒送料器，所述料盒送料器被设置在所述螺丝夹持装置沿X轴方向移动轨迹的下方。

2.如权利要求1所述的具有双视觉识别检测功能的螺丝锁付装置，其特征在于，所述X轴模组上还装设有能沿X轴方向相对于所述X轴模组移动的且与所述检测相机配合使用的折光镜。

3.如权利要求2所述的具有双视觉识别检测功能的螺丝锁付装置，其特征在于，所述折光镜、所述检测相机和所述Z轴模组均装设在X轴滑块装置上且以滑块滑轨的方式连接在所述X轴模组上。

4.如权利要求1所述的具有双视觉识别检测功能的螺丝锁付装置，其特征在于，所述装设有电批头的伺服电批、所述螺丝夹持装置、所述主相机和所述电子尺均装设在Z轴滑块装置上且以滑块滑轨的方式连接在所述Z轴模组上。

5.如权利要求4所述的具有双视觉识别检测功能的螺丝锁付装置，其特征在于，所述螺丝夹持装置为吸头或夹头。

6.如权利要求1所述的具有双视觉识别检测功能的螺丝锁付装置，其特征在于，所述Y轴治具平台以滑块滑轨的方式连接在所述Y轴模组上，所述Y轴治具平台分为Y1治具平台和Y2治具平台。

7.如权利要求1所述的具有双视觉识别检测功能的螺丝锁付装置，其特征在于，所述操作平台上还设置有排料盒。

8.如权利要求7所述的具有双视觉识别检测功能的螺丝锁付装置，其特征在于，所述排料盒为两个，分别设于所述Y轴治具平台的两侧。

9.一种使用如权利要求1-8中任一项所述的具有双视觉识别检测功能的螺丝锁付装置进行螺丝锁付的方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步，将需锁付加工的待加工产品固定在所述Y轴治具平台上；

第二步，将需锁付的螺丝通过所述料盒送料器进行单颗分离后置于预定位置；

第三步，驱动所述Z轴模组沿X轴方向移动至所述料盒送料器上方；

第四步，利用所述主相机对被分离出来的单颗螺丝的顶部进行识别检测，如检测结果为不合格，则驱动所述螺丝夹持装置将不合格的螺丝移除，重新开始进行上述锁付步骤，如检测结果为合格，则驱动所述螺丝夹持装置将合格的螺丝夹持起并进入下一步操作；

第五步，驱动所述螺丝夹持装置至所述检测相机的检测高度，在所述光源的配合下利用所述检测相机对所述螺丝的杆部进行识别检测，如果检测结果为不合格，则驱动所述螺丝夹持装置将不合格的螺丝移除，重新开始进行上述锁付步骤，如检测结果为合格，则驱动所述螺丝夹持装置将合格的螺丝送入下一工位；

第六步，通过对所述螺丝夹持装置分别在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的驱动，使所夹持的所述检测合格的螺丝对准所述待加工产品上需锁付的孔位；

第七步，启动所述伺服电批进行锁付螺丝操作；

第八步，利用所述电子尺对所述锁付螺丝进行锁付深度检测，如锁付深度未达到设定值，则启动加大所述伺服电批锁付扭力程序，直至使锁付深度达到设定值，如锁付深度达到设定值，则进入下一步操作；

第九步，利用所述主相机对所述锁付好的产品进行锁付质量的识别检测并进行信息采集，如检测不合格，则启动所述伺服电批进行反转操作，取出所述锁付螺丝并将其移除，重新开始进行上述锁付步骤，如检测合格，则进入下一步操作；

第十步，驱动所述Z轴模组移动至所述料盒送料器分离出的螺丝上方，依照上述步骤依次循环执行，直至所述待加工产品依照预定程序锁付完成，进入下一个待加工产品的锁付操作步骤。

10.一种使用如权利要求1-8中任一项所述的具有双视觉识别检测功能的螺丝锁付装置进行螺丝锁付的方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步，将需锁付加工的待加工产品固定在所述Y轴治具平台上；

第二步，将需锁付的螺丝通过所述料盒送料器进行单颗分离后置于预定位置；

第三步，驱动所述Z轴模组沿X轴方向移动至所述料盒送料器上方；

第四步，利用所述主相机对被分离出来的单颗螺丝的顶部(螺丝头部)进行识别检测，如检测结果为不合格，则驱动所述螺丝夹持装置将不合格的螺丝移除，重新开始进行上述锁付步骤，如检测结果为合格，则驱动所述螺丝夹持装置将合格的螺丝夹持起并进入下一步操作；

第五步，驱动所述螺丝夹持装置至所述检测相机的检测高度，在所述光源的配合下利用所述检测相机对所述螺丝的杆部(螺纹杆)进行识别检测，如果检测结果为不合格，则驱动所述螺丝夹持装置将不合格的螺丝移除，重新开始进行上述锁付步骤，如检测结果为合格，则驱动所述螺丝夹持装置将合格的螺丝送入下一工位；

第六步，通过对所述螺丝夹持装置分别在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的驱动，使所夹持的所述检测合格的螺丝对准所述待加工产品上需锁付的孔位；

第七步，启动所述伺服电批进行锁付螺丝操作；

第八步，利用所述电子尺对所述锁付螺丝进行锁付深度检测，如锁付深度未达到设定值，则启动所述伺服电批进行反转操作，取出所述锁付螺丝并将其移除，重新开始进行上述锁付步骤，如锁付深度达到设定值，则进入下一步操作；

第九步，利用所述主相机对所述锁付好的产品进行锁付质量的识别检测并进行信息采集，如检测不合格，则启动所述伺服电批进行反转操作，取出所述锁付螺丝并将其移除，重新开始进行上述锁付步骤，如检测合格，则进入下一步操作；

第十步，驱动所述Z轴模组移动至所述料盒送料器分离出的螺丝上方，依照上述步骤依次循环执行，直至所述待加工产品依照预定程序锁付完成，进入下一个待加工产品的锁付操作步骤。