CN109984456A - 毛刷孔中心坐标自动检测工艺 - Google Patents
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Abstract
本方案涉及毛刷加工技术领域的毛刷孔中心坐标自动检测工艺，包括更换夹持光纤传感器的传感器夹具，将毛刷头固定在毛刷头夹具；将光纤传感器固定在传感器夹具上，使得光纤传感器正对标准毛刷头的植毛面；通过外接控制器检测光纤传感器和控制加工台移动，通过外接控制器来判断光纤传感器的信号变化；当步骤六中的光纤传感器出现信号变化的瞬间，通过外接控制器记录下加工台所处的坐标，通过外接控制记录到的孔中心坐标值即为毛刷孔所处的坐标，将所有记录的坐标值储存到外接控制器的内存中，通过光纤传感器进行加工前的孔中心坐标检测，本检测工艺具有结构简单，检测坐标精度高的特点。
Description
技术领域
本发明属于毛刷加工技术领域，具体涉及毛刷孔的坐标检测领域。
背景技术
需要进行植毛的刷子(如牙刷，刷皮鞋或衣物的毛刷)在大批量制造过程中，通常是先将刷柄经过切削和注塑方式制造出来，然后通过植毛机将刷毛植入到孔中。
本工艺针对的植毛机包括用于夹紧牙刷头的加工台和用于输送刷毛的机械臂，机械臂上安装有进行植毛的植毛夹头，加工台上安装有可以根据牙刷型号不同进行跟换的毛刷头夹具。其中机械手和植毛夹头属于执行机构均通过电机或者气缸作为动力；在进行植毛过程中，为了能够实现自动植毛，带动机械手、植毛夹头的电机或气缸均受到植毛机中的控制器的控制，由于植毛机的植毛过程属于现有技术，本方案不涉及植毛机的改进，在此不再赘述，可参考江苏科技大学，专业硕士学位论文公开的论文“牙刷送料植毛一体机的创新设计与实现”中提到的植毛机的结构。
在制造的工艺步骤中，为了将刷毛精确植入到毛刷孔中，需要对毛刷孔的位置坐标进行预先确定，确定后再进行刷毛的定位植入。
现在植毛机中采用的方式是手工直接测量方式，测量过程繁琐，不准确，误差大，测量数据还要手工输入到控制器，数据量大造成工作量大，非常耗时。
发明内容
本发明意的目的是提供一种结构简单且识别精度高的毛刷孔中心坐标自动检测工艺。
为了达到上述目的，本发明提供的毛刷孔中心坐标自动检测工艺，步骤如下：
步骤一，将植毛机的植毛夹头更换成夹持光纤传感器的传感器夹具；
步骤二，将还未进行植毛且其他参数合格的毛刷头固定在毛刷头夹具上；
步骤三，将光纤传感器固定在传感器夹具上，使得光纤传感器正对标准毛刷头的植毛面；
步骤四，选用外接控制器，将光纤传感器、带动加工台的电机将电信号连接在外接控制器上，使得光纤传感器、带动加工台的电机与外接控制器双向通信；
步骤五，通过外接控制器控制电机来调节加工台到初始位置，并通过外接控制器记录加工台的初始位置，作为初始坐标；
步骤六、外接控制器控制加工台的电机运动，使得加工台在平面上横向和纵向运动，直到光纤传感器将牙刷头部上全部扫描完成；
步骤七，将外接控制器记录的所有坐标值储存到外接控制器的内存中,组成毛刷孔中心坐标集合；
步骤八，将所述毛刷孔中心坐标集合导入到植毛机本身的加工程序中，组成完整的加工节奏；
步骤九，将外接控制器内存中的坐标集合导入到植毛机本身的控制器加工程序中，组成完整的加工节奏；
步骤十，重新卸下传感器夹具，更换上进行植毛的植毛夹头即可。
通过本方案的检测工艺，步骤一至步骤四的硬件安装完成后，通过计算机在外接控制器中写入程序，程序的步骤以实现步骤五至步骤七为准，至于程序选择什么语言，不是本方案需要关注的点，本领域人员会根据本方案步骤的要求在外接控制器中写入相应程序代码。
本检测工艺的优点在于，1、与传统手工测量方式相比，操作简单，降低人工难度，速度快，降低人工劳动时间，只需对坐标进行记录，这样及时使用低功耗，小内存的控制器就能实现检测，节约了成本。2、针对毛刷孔的检测更加有针对性，当坐标值导入到植毛机的控制器中，在植毛机中导入植毛的程序，只要是对型号相同的牙刷进行植毛，由于加工台的位置在植毛机的初始位置未变化，只需要按照坐标集合的坐标值进行植毛动作即可。3、本检测工艺简单，只针对一个光纤传感器的值进行处理，光纤传感器由于本身为发光器件，工作环境的光线强弱不会对该传感器产生影响。
进一步，为了保证采集的坐标更加精确，在步骤六中，当光纤传感器出现信号变化瞬间，还需对光纤传感器出现信号变化的坐标的方圆2mm进行精确扫描，加工台的移动精度为0.02～0.03mm；将光纤传感器信号变化最强对应的加工台坐标作为毛刷孔中心坐标。
进一步，为了便于对光纤传感器进行固定，步骤一中使用的传感器夹具，包括L形的调节板，调节块竖直段正对加工台，调节块的横向段通过螺栓固定在机械臂上；调节块的竖直段设置有卡接光纤传感器的调节孔。使用时候，将光纤传感器安装在调节孔上。
进一步，为了使得光纤传感器的扫描效果达到更佳，所述光纤传感器的发光头与安装的毛刷头之间的距离为10mm；经过多次实验，在相距10mm的位置，使得光纤传感器的信号变化更易于识别。
进一步，为了便于采集的坐标更加直观，所述外接控制器电信号连接有显示屏，显示屏用于显示毛刷孔中心坐标的集合。
进一步，所述显示屏为触摸屏，触摸屏与外接控制器双向通信。通过触摸屏来进行手动确认和数据的纠偏。
最后，为了保证采集的坐标能够提高准确度，所述触摸屏上建立有人工选择坐标的确认键，当控制器采集到植毛孔中心坐标时候，控制器将控制加工台电机停止，并将坐标反馈到触摸屏上，这样通过手动确认一下所采集的坐标是否明显错误，如明显不是植毛孔中心坐标，则可通过人工辅助对错误坐标的筛除。
附图说明
图1为本方案的检测工艺流程图；
图2为本方案的检索系统的硬件连接示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
如图1和图2所示，先在植毛机上安装完成用于检测的硬件设备，包括植毛机上的机械臂8，将机械臂8上的植毛夹头更换成夹持光纤传感器6的传感器夹具；传感器夹具包括L形的调节板7，调节块7竖直段正对加工台，调节块7的横向段通过螺栓固定在机械臂8上；调节块7的竖直段设置有卡接光纤传感器6的调节孔。使用时候，将光纤传感器6安装在调节孔上，使得光纤传感器6的扫描效果达到更佳，所述光纤传感器6的发光头与安装的毛刷头5之间的距离为10mm；经过多次实验，在相距10mm的位置，使得光纤传感器6的信号变化更易于识别。
将还未进行植毛且其他参数合格的毛刷头固定在加工台4上；将光纤传感器固定在调节块7上，使得光纤传感器6正对毛刷头5的植毛面；选用的外接控制器2，将光纤传感器6、带动加工台4的电机3均电信号连接在外接控制器2上，使得光纤传感器6、带动加工台4的电机3与外接控制器2双向通信。
安装完成后对通过外接控制器控制电机来调节加工台到初始位置，并通过外接控制器记录初始位置，确定为初始坐标。
便于采集的坐标更加直观，所述外接控制器2电信号连接有触摸屏1，触摸屏1与外接控制器2双向通信。触摸屏上建立有人工选择坐标的确认键，也在触摸屏中通过组态的方式划分有数据存储表，以及信号模拟线路，通过触摸屏1来进行手动确认坐标数据；当控制器采集到植毛孔的坐标时候，外接控制器2控制加工台4的电机3停止，并将加工台所处坐标反馈到触摸屏1上，这样通过手动确认一下所采集的坐标是否明显错误，如明显不是植毛孔中心坐标，则可通过人工辅助方式对错误坐标的筛除。
外接控制器控制加工台的电机运动，使得加工台在平面上横向和纵向运动，一次横向完成运动后，在纵向渐进1mm运动，然后在横向运动，直到光纤传感器将牙刷头部上全部扫描完成；通过外接控制器来判断光纤传感器的信号变化；当步骤六中的光纤传感器出现信号变化的瞬间，通过外接控制器记录下加工台所处的坐标；为了保证采集的坐标更加精确，在步骤六中，当光纤传感器出现信号变化瞬间，还需对所述坐标的方圆2mm进行精确扫描，加工台的移动精度为0.02～0.03mm；这样使得采集到植毛孔中心坐标值更加精确。
需要正常对毛刷头进行植毛时，卸下光纤传感器和传感器夹具，在机械臂上重新安装植毛夹头。通过外接控制记录到的坐标值即为毛刷孔所处的坐标，将外接控制器内存中的坐标集合导入到植毛机本身的控制器加工程序中，组成完整的加工节奏。
Claims (7)
1.毛刷孔中心坐标自动检测工艺，其特征在于,包括如下步骤：
步骤一，将植毛机的植毛夹头更换成夹持光纤传感器的传感器夹具；
步骤二，将还未进行植毛且其他参数合格的毛刷头固定在毛刷头夹具上；
步骤三，将光纤传感器固定在传感器夹具上，使得光纤传感器正对标准毛刷头的植毛面；
步骤四，选用的外接控制器，将光纤传感器、带动加工台的电机均通过电信号连接在外接控制器上，使得光纤传感器、带动加工台的电机与外接控制器双向通信；
步骤五，通过外接控制器控制电机来调节加工台到初始位置，并通过外接控制器记录加工台的初始位置，确定为初始坐标；
步骤六、外接控制器控制加工台的电机运动，使得加工台在平面上横向和纵向运动，直到光纤传感器将牙刷头部上的毛刷孔中心坐标全部进行扫描；
步骤七，通过外接控制器来判断光纤传感器的信号变化；当步骤六中的光纤传感器出现信号变化的瞬间，通过外接控制器记录下加工台所处的坐标，即为毛刷孔中心坐标；
步骤八，将外接控制器记录的所有坐标值储存到外接控制器的内存中,组成毛刷孔中心坐标集合；
步骤九，将所述毛刷孔中心坐标集合导入到植毛机本身的加工程序中，组成完整的加工节奏；
步骤十，重新卸下传感器夹具，更换上进行植毛的植毛夹头。
2.根据权利要求1所述的毛刷孔中心坐标自动检测工艺，其特征在于：在步骤六中，当光纤传感器出现信号变化瞬间，还需对光纤传感器出现信号变化的坐标的方圆2mm进行精确扫描，加工台的移动精度为0.02～0.03mm；将光纤传感器信号变化最强对应的加工台坐标作为毛刷孔中心坐标。
3.根据权利要求1所述的毛刷孔中心坐标自动检测工艺，其特征在于：步骤一中使用的传感器夹具，包括L形的调节板，调节块竖直段正对加工台，调节块的横向段通过螺栓固定在机械臂上；调节块的竖直段设置有卡接光纤传感器的调节孔。
4.根据权利要求1或2所述的毛刷孔中心坐标自动检测工艺，其特征在于：所述光纤传感器的发光头与安装的毛刷头之间的距离为10mm。
5.根据权利要求4所述的毛刷孔中心坐标自动检测工艺，其特征在于：所述外接控制器电信号连接有显示屏，显示屏用于显示毛刷孔中心坐标的集合。
6.根据权利要求5所述的毛刷孔中心坐标自动检测工艺，其特征在于：所述显示屏为触摸屏，触摸屏与外接控制器双向通信。
7.根据权利要求6所述的毛刷孔中心坐标自动检测工艺，其特征在于：所述触摸屏上建立有人工选择坐标的确认键，通过确认键手动确认出现在触摸屏上的坐标值。
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| CN201910276793.2A CN109984456A (zh) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | 毛刷孔中心坐标自动检测工艺 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112558254A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-03-26 | 北京信息科技大学 | 一种用于植光纤柔性材料传感器固定结构 |
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