CN109654993B - 一种马达端子形位公差检测设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种马达端子形位公差检测设备和方法，包括马达产品、马达端子、带触摸屏的电控箱、载台、机器人取料结构、旋转机构和若干个视觉机构，载台包括载靠台模，载靠台模下方设有直线驱动装置，马达产品可放置在载靠台模内，载靠台模侧面设有扫码器；机器人取料结构包括机器人主体和位于机器人主体头部的抓取机构；旋转机构包括轴线竖直设置的可绕轴线转动的工装靠模，工装靠模连接一旋转驱动机构；视觉机构包括用于检测马达端子的直角度和平行度的第一视觉机构、用于定位马达产品位置的第二视觉机构和用于检测马达端子位置度的第三视觉机构，本发明的好处是能够通过机器人取料结构和扫码器配合实现自动供料，提高检测效率。

Description

一种马达端子形位公差检测设备和方法

技术领域

本发明涉及马达制造技术领域，尤其涉及一种马达端子形位公差检测设备和方法。

背景技术

马达生产过程中需要对马达端子的直角度、位置度和平行度进行检测，目前，马达端子的位置度检测通常采用人工检测的方法，其不足之处在于：1、从物流角度分析，存在多次非必要的周转工序，增加仓储物流，造成额外的浪费；2、在3道检测工序中，产品反复取,放容易造成产品划伤，产生不良品增加不良率，增加生产成本；3、完成整个检测流程人多，动作多，效率低，人工成本高；4 、劳动强度大， 员工容易疲惫，造成漏检。

为了提高马达端子检测的效率，马达端子形位公差的检测设备研发十分重要。

例如，中国专利文献中授权公告号为CN206847582U，授权公告日日为2018年1月5日公开的名为“一种马达端子位置度检测装置”的实用新型专利，该申请案公开了一种马达端子位置度检测装置，包括气缸以及固定气缸的底板，气缸的活动端设有折弯板，其中折弯板上固定有两个位移传感器，两个位移传感器不属于折弯板的同一个折弯面上，每个位移传感器上均设有探头，两个探头大小相等且指向相同；在底板上设有定位座，定位座上设有待测的马达，其中一个探头靠近马达的转子外圆，另一个探头靠近马达的接线端子。其不足之处在于：1、附图中显示的接线端子为针形，通过两个传感器测量接线端子和外圆之间的距离确定位置度，测量精度差，测量时所需要的定位精度高，使用不便；2、只适用于针形的单独接线端子，对于现今常用的U/W/V马达端子位置度不能检测，使用范围小；3、功能单一，不能完成马达端子垂直度和平行度的检测，在接线端子弯曲时会影响检测结果，检测结果不可靠。

因此设计一种测量精度高、定位要求低的能完成U/W/V马达端子形位公差检测设备就很有必要了。

发明内容

本发明要克服现有的马达端子检测采用人工检测成本高、效率低、精度差的不足，提供了一种马达端子形位公差检测设备和方法，能够完成马达端子垂直度、平行度和位置度的检测，提高检测效率，提高检测精度，降低检测成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种马达端子形位公差检测设备，固定在一工作台上，包括马达产品、马达端子、带触摸屏的电控箱、载台、机器人取料结构、旋转机构和若干个视觉机构：

载台，包括载靠台模，载靠台模下方设有直线驱动装置，马达产品可放置在载靠台模内，马达端子朝上，载靠台模侧面设有扫码器；

机器人取料结构，包括机器人主体和位于机器人主体头部的抓取机构；

旋转机构，包括轴线竖直设置的可绕轴线转动的工装靠模，工装靠模连接一旋转驱动机构；

视觉机构，包括用于检测马达端子的直角度和平行度的第一视觉机构、用于定位马达产品位置的第二视觉机构和用于检测马达端子位置度的第三视觉机构，第一视觉机构位于马达端子的侧面，第二视觉机构对应马达产品和工装靠模，第三视觉机构可正对马达端子。

能够通过更换工装靠模实现多产品共用；通过机器人取料结构和扫码器配合能够完成自动定位和定点驱动,可以随机对任何位置取放料，实现自动供料，对于检测的定位方便，降低上料定位的成本和时间损耗，提高检测效率；电控箱采用PLC电控整个设备，触摸屏设置程序输入、显示检测结果，能够进行每日生产的马达产品进行数量统计和不良个数统计。

作为优选，抓取机构包括两个相对设置的夹爪和可驱动两个夹爪夹紧的气缸，夹爪内设有防护软胶垫。通过机器人主体和夹爪完成马达产品从载台到工装靠模和从工装靠模到载台的运输，提高检测效率；防护软胶垫提高夹爪的柔度，防止刮损马达产品的表面。

作为优选，载台的两侧分别设有传感器和接收装置，传感器和接收装置的连线垂直载台的直线进给方向，马达端子上设有配合传感器的信号孔。通过信号孔和传感器配合，接收装置接收到传感器的信号时就能确定马达端子在载台上的位置，提高抓取机构的抓取可靠性，之后进入机器人取料结构取料的步骤，提高取料的效率。

作为优选，载台设有两组。双载台独立供料，节省产品检测周期。

作为优选，直线驱动装置包括直线导轨和滑块，滑块配合有推动气缸，载靠台模与滑块的位置固定。通过推动气缸完成载靠台模的直线移动，方便人工完成在载靠台模上的上下料。

作为优选，旋转驱动机构包括旋转电机、被旋转电机驱动的主动齿轮、可转动固定在工作台上方的配合齿轮，工装靠模与配合齿轮固定。通过旋转电机和齿轮副完成工装靠模的转动，转动过程同步完成马达端子垂直度、平行度和位置度的检测，降低了定位需求，提高了检测效率。

作为优选，视觉机构包括成像用的镜头和与镜体共轴线的环形光源，镜头固定在一直线滑动副上，直线滑动副上设有拧紧螺钉，环形光源固定连接调节杆，调节杆可在环形光源的轴线上移动。环形光源完成镜头前方的光线照亮，由于是环形光源，镜头上不会出现偏光和阴影区域，提高视觉机构成像的清晰度，提高检测结果的精确性。

作为优选，第一视觉机构和第三视觉机构采用远心镜头。远心镜头能够纠正传统工业镜头视差，可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化，消除由于调焦不准确带来的测量误差，提高测量结果的准确性。

作为优选，马达产品位于工装靠模上时马达端子向下，配合齿轮和工作台之间设有固定外环，固定外环内设有可相对固定外环转动的转动内环，固定外环与工作台固定，工装靠模位于转动内环的上侧，工装靠模上设有配合马达产品边沿的定位凹陷，工装靠模侧面设有检测开口，配合齿轮内设有与配合齿轮共轴线的圆形空腔，工装靠模内设有贯通孔，第一视觉机构可通过检测开口与马达端子相对，第二视觉机构和第三视觉机构固定在工作台的下方，马达端子与第三视觉机构通过圆形空腔和贯通孔相对。马达产品向下，第二视觉机构和第三视觉机构可以安装在工作台的内部，第二视觉机构和第三视觉机构的安装设置方便；马达端子向下可以通过工作台和旋转机构营造出黑暗环境，提高第一视觉机构、第二视觉机构和第三视觉机构的成像稳定性和成像清晰度，有利于排出外部光线的干扰，保证测量结果的可靠性。

作为优选，工装靠模采用树脂材料。能够实现产品快速定位，工装靠模采用树脂材料，防止马达产品表面刮伤。

一种基于上述马达端子形位公差检测设备的检测方法，包括以下步骤：

A、预上料，人工将马达产品交替式的放入两送料载靠台模上；

B、扫码，扫码器识别马达产品上的二维码，输入马达产品的信息至电控箱；

C、上料，机器人取料结构自动将产品取至工装靠模内；

D、检测，旋转驱动机构驱动工装靠模转动一周，三个视觉机构在马达产品转动过程中完成马达产品上U、V、W三个马达端子的直角度、位置度、平行度数据检测，电控箱内程序对马达产品进行判别，触摸屏完成结果反馈显示；

E、下料，机器人将马达产品放回到对应的送料载靠台模上，通过检测结果人工分类下料。

本发明的有益之处在于：能够实现产品快速定位，工装靠模采用树脂材料,防止马达产品刮伤；能够通过更换工装靠模实现多产品共用；通过机器人取料结构能够完成定点驱动，可以随机对任何位置取放料；能够完成马达产品检测前上料时的自动定位，通过机器人取料结构能够完成自动供料；实现人机一体化，能够进行每日生产数量统计，不良个数统计；双载台独立供料，节省产品检测周期。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中载台的结构示意图。

图3是本发明中机器人取料结构的结构示意图。

图4是本发明中旋转机构的结构示意图。

图5是本发明中第一视觉机构的结构示意图。

图6是本发明中第二视觉机构的结构示意图。

图7是本发明中第三视觉机构的结构示意图。

图8是本发明中第二视觉机构和第三视觉机构的结构安装示意图。

图中：工作台1  电控箱12  马达产品2  马达端子21  信号管22  载台3  载靠台模31  直线驱动装置32  直线导轨321  滑块322  推动气缸323  扫码器33  传感器34接收装置341  机器人取料结构4  机器人主体41  第一主轴411  第二主轴412  第三主轴413  第四主轴414  第五主轴415  抓取机构42  夹爪43  防护软胶垫431  气缸44旋转机构5  工装靠模51  贯通孔511  定位凹陷512  检测开口513  旋转驱动机构52旋转电机53  主动齿轮54  配合齿轮55  固定外环56  转动内环57  圆形空腔58  第一视觉机构6  第一镜头60  第一环形光源61  第一直线滑动副62  第一拧紧螺钉63  第一调节杆64  第一立杆65  第二视觉机构7  第二镜头70  第二环形光源71  第二直线滑动副72  第二拧紧螺钉73  第二调节杆74  第二固定板75  第三视觉机构8  第三镜头80第三环形光源81  第三直线滑动副82  第三拧紧螺钉83  第三调节杆84  第三固定板85第三竖杆86。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步描述。

图1到图8中，一种马达端子形位公差检测设备，固定在一工作台1上，包括马达产品2、马达端子21、电控箱12、载台3、机器人取料结构4、旋转机构5和若干个视觉机构：载台3设有独立的两组。载台3包括载靠台模31，载靠台模31下方设有直线驱动装置32，直线驱动装置32包括直线导轨321和滑块322，滑块322配合有推动气缸44323，载靠台模31与滑块322的位置固定。载台3的两侧分别设有传感器34和接收装置341，传感器34和接收装置341的连线垂直载台3的直线进给方向，马达端子21上设有配合传感器34的信号孔，图1图2中，信号孔内固定有信号管22，信号管22的方向固定，通过信号管22提高传感器检测马达端子位置是否到位的准确性。马达产品2可放置在载靠台模31内，马达端子21朝上，载靠台模31侧面设有扫码器33；机器人取料结构4包括机器人主体41和位于机器人主体41头部的抓取机构42；抓取机构42包括两个相对设置的夹爪43和可驱动两个夹爪43夹紧的气缸44，夹爪43内设有防护软胶垫431。防护软胶垫431为圆柱形，防护软胶垫431位于两个夹爪43相对的内侧。图3中，机器人主体41包括五根主轴，其中第一主轴411竖直固定在工作台1上，第二主轴412可绕第一主轴411的轴线转动，第三主轴413、第四主轴414和第五主轴415可垂直第二主轴412的轴线转动，第三主轴413、第四主轴414和第五主轴415的转动轴线相互平行，夹爪43可绕第五主轴415的轴线转动，从而使夹爪43能够完成任意自由度的马达产品2夹取，提高检测效率。旋转机构5包括轴线竖直设置的可绕轴线转动的工装靠模51，工装靠模51采用树脂材料。工装靠模51连接一旋转驱动机构52；旋转驱动机构52包括旋转电机53、被旋转电机53驱动的主动齿轮54、可转动固定在工作台1上方的配合齿轮55，工装靠模51与配合齿轮55固定。

马达产品2位于工装靠模51上时马达端子21向下，配合齿轮55和工作台1之间设有固定外环56，固定外环56内设有可相对固定外环56转动的转动内环57，固定外环56与工作台1固定，工装靠模51位于转动内环57的上侧，工装靠模51上表面设有配合马达产品2边沿的定位凹陷512，工装靠模51侧面设有检测开口513。配合齿轮55内设有与配合齿轮55共轴线的圆形空腔58，工装靠模51内设有贯通孔511。

视觉机构包括成像用的镜头和与镜体共轴线的环形光源，镜头固定在一直线滑动副上，直线滑动副上设有拧紧螺钉，环形光源固定连接调节杆，调节杆可在环形光源的轴线上移动。视觉机构包括用于检测马达端子21的直角度和平行度的第一视觉机构6、用于定位马达产品2位置的第二视觉机构7和用于检测马达端子21位置度的第三视觉机构8，第一视觉机构6位于马达端子21的侧面，如图5到图7所示，第一视觉机构6的对应的第一镜头60为远心镜头，第一环形光源61套设在第一镜头60的外部，第一直线滑动副62的下侧固定在工作台1上，第一拧紧螺钉63位于第一直线滑动副的侧面，第一调节杆64固定在一垂直工作台1固定的第一立杆65上，第一环形光源61在第一调节杆64的位置上可调，第一调节杆64在第一立杆65上的位置可调，第二视觉机构7固定第二固定板75上，第二固定板75包括两个垂直的固定面，两个固定面所夹的一侧设有三角形的连接板，第二视觉机构7固定在其中一个固定面上，另一个固定面通过螺钉连接在工作台1的下方，第二视觉机构7对应的第二镜头70固定在第二直线滑动副72，第二环形光源71位于第二镜头70的前侧，第二拧紧螺钉73位于第二直线滑动副72的侧面，完成第二镜头的位置调节，第二调节杆74也固定在第二固定板75上，第三视觉机构8固定在第三固定板85上，第三固定板85的结构与第二固定板75相同，第三固定板85也连接在工作台1的下方，第三视觉机构8能够检测到马达产品2的位置。第三镜头80固定在第三直线滑动副82上，第三环形光源81套设在第三镜头80的外侧，第三镜头80为远心镜头，第三拧紧螺钉83位于第三直线滑动副的侧面，第三调节杆84可调节固定在第三竖杆86上，第三调节杆84位于第三固定板85的两侧。如图8所示，第二视觉机构7对应马达产品2和工装靠模51，第三视觉机构8可正对马达端子21。第一视觉机构6可通过检测开口513与马达端子21相对，第二视觉机构7和第三视觉机构8固定在工作台1的下方，马达端子21与第三视觉机构8通过圆形空腔58和贯通孔511相对。工作台1的上表面为长方形，工作台1的下侧设有隔板门使工作台1的下侧形成密封的黑腔，第二视觉机构7和第三视觉机构8都位于黑腔内，提高成像的清晰度，减少外界干扰。

一种基于上述马达端子21形位公差检测设备的检测方法，包括以下步骤：

A、预上料，人工将马达产品2交替式的放入两送料载靠台模31上；

B、扫码，扫码器33识别马达产品2上的二维码，输入马达产品2的信息至电控箱12；

C、上料，机器人取料结构4自动将产品取至工装靠模51内；

D、检测，旋转驱动机构52驱动工装靠模51转动，三个视觉机构同时对产品检测，完成马达产品2上U、V、W三个马达端子21的直角度、位置度、平行度数据检测，电控箱12内程序对马达产品2进行判别和结果反馈；

E、下料，机器人将马达产品2放回到对应的送料载靠台模31上，通过检测结果人工分类下料。

Claims (7)

1.一种马达端子形位公差检测设备，固定在一工作台上，其特征是，包括马达产品、马达端子、带触摸屏的电控箱、载台、机器人取料结构、旋转机构和若干个视觉机构：

载台，包括载靠台模，载靠台模下方设有直线驱动装置，马达产品可放置在载靠台模内，马达端子朝上，载靠台模侧面设有扫码器；

机器人取料结构，包括机器人主体和位于机器人主体头部的抓取机构；

旋转机构，包括轴线竖直设置的可绕轴线转动的工装靠模，工装靠模连接一旋转驱动机构；所述旋转驱动机构包括旋转电机、被旋转电机驱动的主动齿轮、可转动固定在工作台上方的配合齿轮，工装靠模与配合齿轮固定；

视觉机构，包括用于检测马达端子的直角度和平行度的第一视觉机构、用于定位马达产品位置的第二视觉机构和用于检测马达端子位置度的第三视觉机构，第一视觉机构位于马达端子的侧面，第二视觉机构对应马达产品和工装靠模，第三视觉机构可正对马达端子；所述视觉机构包括成像用的镜头和与镜体共轴线的环形光源，镜头固定在一直线滑动副上，直线滑动副上设有拧紧螺钉，环形光源固定连接调节杆，调节杆可在环形光源的轴线上移动；

所述马达产品位于工装靠模上时马达端子向下，配合齿轮和工作台之间设有固定外环，固定外环内设有可相对固定外环转动的转动内环，固定外环与工作台固定；工装靠模位于转动内环的上侧，工装靠模上设有配合马达产品边沿的定位凹陷，工装靠模侧面设有检测开口，配合齿轮内设有与配合齿轮共轴线的圆形空腔，工装靠模内设有贯通孔；第一视觉机构可通过检测开口与马达端子相对，第二视觉机构和第三视觉机构固定在工作台的下方，马达端子与第三视觉机构通过圆形空腔和贯通孔相对。

2.根据权利要求1所述的一种马达端子形位公差检测设备，其特征是，所述抓取机构包括两个相对设置的夹爪和可驱动两个夹爪夹紧的气缸，夹爪内设有防护软胶垫。

3.根据权利要求1所述的一种马达端子形位公差检测设备，其特征是，所述载台的两侧分别设有传感器和接收装置，传感器和接收装置的连线垂直载台的直线进给方向，马达端子上设有配合传感器的信号孔。

4.根据权利要求1所述的一种马达端子形位公差检测设备，其特征是，所述载台设有两组。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种马达端子形位公差检测设备，其特征是，所述直线驱动装置包括直线导轨和滑块，滑块配合有推动气缸，载靠台模与滑块的位置固定。

6.根据权利要求1所述的一种马达端子形位公差检测设备，其特征是，所述工装靠模采用树脂材料。

7.一种基于权利要求1或2或3或4或6所述的马达端子形位公差检测设备的检测方法，包括以下步骤：

A、预上料，人工将马达产品交替式的放入两送料载靠台模上；

B、扫码，扫码器识别马达产品上的二维码，输入马达产品的信息至电控箱；

C、上料，机器人取料结构自动将产品取至工装靠模内；

D、检测，旋转驱动机构驱动工装靠模转动一周，三个视觉机构在马达产品转动过程中完成马达产品上U、V、W三个马达端子的直角度、位置度、平行度数据检测，电控箱内程序对马达产品进行判别，触摸屏完成结果反馈显示；

E、下料，机器人将马达产品放回到对应的送料载靠台模上，通过检测结果人工分类下料。

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