CN110465499A - 一种新型工件尺寸测试分类装置 - Google Patents
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Abstract
一种新型工件尺寸测试分类装置，包括底座、上料机构、高度检测机构、视觉检测机构、下料运输机构和分拣机构，上料机构、高度检测机构、视觉检测机构、下料运输机构和分拣机构均固定设置在底座上，上料机构包括第一安装支架、转盘和均匀设置在转盘上的若干个用来装载工件的载料工位，高度检测机构包括第二安装支架、移动气缸和高度传感器，视觉检测机构包括第三安装支架、工业相机、检测镜头和光源，下料运输机构底部固定连接在底座上，分拣机构包括第五安装支架、下料滑道、第一挡板和分选杆。改变传统的人工目检方式，大大提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明属于机械技术领域，尤其涉及一种新型工件尺寸测试分类装置。
背景技术
在一些精密产品生产企业中，需要对生产工件的尺寸包括工件的长宽高进行测试，并且需要将次品排除。如果采用人工目检测试的方法一个个的进行分类，耗时费力，生产效率是非常低下的，人力成本、时间成本也是非常高的。基于此，设计出一种新型工件高度、外形测试分类装置。
发明内容
为了克服背景技术中提及的人工目检进行分类耗时费力、生产效率低下的问题，本发明提供一种新型工件尺寸测试分类装置。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种新型工件尺寸测试分类装置，包括底座、上料机构、高度检测机构、视觉检测机构、下料运输机构和分拣机构，上料机构、高度检测机构、视觉检测机构、下料运输机构和分拣机构均固定设置在底座上，
上料机构包括第一安装支架、转盘和均匀设置在转盘上的若干个用来装载工件的载料工位，转盘转动设置在第一安装支架上，载料工位固定设置在转盘上表面，
高度检测机构包括第二安装支架、移动气缸和高度传感器，第二安装支架底部固定连接在底座上，移动气缸固定设置在第二安装支架上且位于转盘上方，高度传感器位于转盘上方，且高度传感器与移动气缸的活塞杆固定连接以随着活塞杆上下移动，
视觉检测机构包括第三安装支架、工业相机、检测镜头和光源，第三安装支架底部固定连接在底座上，工业相机、检测镜头和光源均位于转盘上方，工业相机与第三安装支架固定连接，检测镜头连接在工业相机的下端，光源固定设置在检测镜头下方，
下料运输机构底部固定连接在底座上，下料运输机构上端位于转盘上方并可将载盘工位上的工件运输到分拣机构中，
分拣机构包括第五安装支架、下料滑道、第一挡板和分选杆，第五安装支架底部固定连接在底座上，下料滑道的一端固定连接在第五安装支架上端部处，第一挡板固定设置在下料滑道上将下料滑道分隔成正品滑道和次品滑道，分选杆转动设置在下料滑道上。
进一步地，下料运输机构包括第四安装支架、左右气缸、上下气缸和用于吸取载料工位上工件的吸附装置，第四安装支架底部固定连接在底座上，左右气缸、上下气缸和吸附装置均位于转盘上方，左右气缸横向设置且固定在第四安装支架上，上下气缸竖直设置且固定连接在左右气缸上以实现左右移动，吸附装置与上下气缸的活塞杆的自由端部固定连接，下料滑道位于左右气缸下方，吸附装置可随着左右气缸伸缩杆的移动到达下料滑道上方。
吸附装置吸附工件，上下气缸通过左右气缸进行左右移动，以将载料工位上的工件吸附运输到分拣机构的下料滑道中。
进一步地，所述上下气缸的上端设置有上限传感器，上下气缸的下端设置有下限传感器，左右气缸的左端设置有左限传感器，左右气缸的右端设置有右限传感器。
进一步地，所述吸附装置包括真空发生器和吸盘，真空发生器与上下气缸的活塞杆的自由端部固定连接，吸盘与真空发生器连接。
进一步地，分拣机构还包括旋转气缸，旋转气缸固定设置在下料滑道底部，旋转气缸的输出轴伸出下料滑道与分选杆的一端固定连接。
旋转气缸带动分选杆转动，使得分选杆可以堵住正品滑道或者次品滑道的入口，从而让工件滑落到次品箱或正品箱中，从而将正品件和次品件挑选分类出来。
进一步地，分拣机构还包括正品箱和次品箱，正品箱设置在正品滑道出口处，次品箱设置在次品滑道出口处。
设置正品箱用来装正品件，设置次品箱用来装次品件。
进一步地，下料滑道的一端固定连接在第五安装支架上端部处，下料滑道的另一端倾斜向下设置。
下料滑道倾斜设置方便工件从滑道中滑下。
进一步地，上料机构还包括伺服电机、分割器和有料传感器，伺服电机和分割器均位于转盘下方，伺服电机固定设置在第一安装支架上，分割器的动力输入轴与伺服电机的输出轴连接，分割器的动力输出轴与转盘连接，每个载料工位上均开设有第二通孔，在转盘上与每个第二通孔相对的位置处均开设有第一通孔，有料传感器位于转盘下方，且有料传感器与分割器固定连接，随着转盘的转动，每个载料工位上的第二通孔均可转动到有料传感器上方。
上料机构用来装载物料，通过分割器设置转盘每次转动的角度，伺服电机可以驱动转盘按照分割器设置的角度转动，设置有料传感器可以检测载料工位上是否装载有工件。设置转盘，可以持续上料，且可以实现上料机构、高度检测机构、视觉检测机构、下料运输机构等同时作业，大大提高生产效率。
进一步地，载料工位包括载座，载座固定设置在转盘上，第二通孔设置在载座上，载座上开有卡放工件的工件卡槽，且第二通孔与工件卡槽相通。
工件卡槽可以卡放工件，第二通孔与第一通孔相对，且第二通孔与工件卡槽相通，使得有料传感器能检测到载料工位上是否装载有工件。
进一步地，还包括控制单元，控制单元包括PLC，高度传感器、移动气缸、工业相机、检测镜头、有料传感器、左右气缸、上下气缸、吸附装置和旋转气缸均与PLC电连接。
与现有技术相比，本发明能够实现的有益效果至少如下：改变传统的人工目检方式，通过上料结构将工件转送到高度检测机构和视觉检测机构以对工件进行长宽高的检测，并且通过PLC识别工件是否是正品件，通过设置下料运输机构将经过检测的工件运输到分拣机构，分拣机构可以实现将正品件收集到正品箱中，将次品件收集到次品箱中，不仅节省了人力、物力和时间成本，而且大大提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种新型工件尺寸测试分类装置的整体结构示意图(未示出正品箱和次品箱)。
图2是本发明实施例提供的一种新型工件尺寸测试分类装置的俯视图。
图3是本发明实施例提供的一种新型工件尺寸测试分类装置的侧视图。
图4是本发明实施例提供的一种新型工件尺寸测试分类装置的电路接线图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
如图1-4所示，本发明实施例提供一种新型工件尺寸测试分类装置，包括底座1、上料机构2、高度检测机构3、视觉检测机构4、下料运输机构5、分拣机构6和控制单元，上料机构2、高度检测机构3、视觉检测机构4、下料运输机构5和分拣机构6均固定设置在底座1上。上料机构2用于装载工件，高度检测机构用于从Z轴方向对工件的尺寸进行检测，视觉检测机构4用于从X轴、Y轴方向上对工件进行尺寸检测，下料运输机构5用于将检测后的工件从载料工位上运输移动到分拣机构6的下料滑道66中，分拣机构6用于将正品件从正品滑道落入正品箱，将次品件从次品滑道中进入次品箱。
控制单元包括PLC。本实施例中PLC具体采用FX3U-16MT。
上料机构2包括第一安装支架21、转盘22和均匀设置在转盘22上表面的若干个用来装载工件的载料工位23、伺服电机24、分割器25和有料传感器26，第一安装支架21 为L形板，L形板上固定连接有加强筋板211以增加强度，伺服电机24和分割器25均位于转盘22下方，伺服电机24用于驱动转盘22按照分割器25设置的角度转动，伺服电机 24固定设置在第一安装支架21上，分割器25的动力输入轴与伺服电机24的输出轴连接，分割器25的动力输出轴与转盘22连接，转盘22上均匀设置有4个载料工位23，每个载料工位23上均开设有第二通孔232，在转盘22上与每个第二通孔232相对的位置处均开设有第一通孔，有料传感器26位于转盘22下方，且有料传感器26与分割器25的外壁固定连接，有料传感器26不随着转盘、分割器的转动而转动，随着转盘的转动，每个载料工位23上的第二通孔232均可转动到有料传感器26上方，使得载料工位23上的第二通孔232、与之相对设置的第一通孔与有料传感器26的测量探头位于同一竖直线上，以检测载料工位上是否装载了工件。
本实施例中每个载料工位23均包括载座231，载座231通过螺栓固定设置在转盘22上，第二通孔232设置在载座231上，载座232上开有卡放工件的工件卡槽233，且第二通孔232与工件卡槽233相通。卡放工件的工件卡槽233的具体形状可以根据具体的工件形状加工。本实施例中有料传感器26为光纤传感器，具体采用洛施达RS410-M。有料传感器26和伺服电机24分别与PLC的输入端电连接。
有料传感器26固定不动，随着转盘22的转动，将有一载料工位23转动到有料传感器26上方，该载料工位23上的第二通孔232和与之相对的位于转盘22的第一通孔将与有料传感器26的测量探头位于同一竖直线上，而第二通孔232与工件卡槽252相通，若此时该工件卡槽252内放置有工件，则工件会覆盖住该载料工位23上的第二通孔232，有料传感器26发出有料信号至PLC，PLC启动伺服电机。
本实施例中，设定图2中的A处为上料处，有料传感器26位于上料处的转盘下方，且有料传感器26的测量探头与位于上料处的载料工位23上第二通孔232、与该第二通孔 232相对的第一通孔位于同一竖直线上。可以人工或者通过外部送料装置如振动盘等将工件送入载料工位23中的工件卡槽232内。开始工作时，将工件送进位于上料处的载料工位23上的工位卡槽232中，此时位于下方的有料传感器26检测到载料工位23上有工件，将有料信号传至PLC，PLC启动伺服电机24，伺服电机24驱动分割器25，分割器25带动转盘22转动90度，此时下一个载料工位转动至上料处，给该载料工位送进工件，有料传感器26检测有料，将有料信号传至控制器，PLC启动伺服电机24，如此循环，持续给转盘22上的载料工位23送进工件。
高度检测机构3包括第二安装支架31、移动气缸32和高度传感器33，第二安装支架31包括第一安装座312和竖直设置的第一支撑杆311，第一支撑杆311底部固定连接在底座1上，第一安装座312固定连接在第一支撑杆311的上端部，移动气缸32固定设置在第一安装座312上且位于转盘22上方，移动气缸32上固定连接有第一安装板321，第一安装板321为L形板，第一安装板321的其中一个面板竖直设置且与移动气缸32固定连接，高度传感器33固定设置在第一安装板321的另一个面板上，高度传感器33的测量探头位于转盘22上方，移动气缸32、高度传感器33均分别与PLC电连接，本实施例中高度传感器33采用基恩士GT2-H12K，测量工件的高度时，移动气缸32活塞杆往下伸出，带动高度传感器33的测量探头往下触碰到载料工位上工件的表面，从而测量出工件在Z 轴上的尺寸即工件的高度，并将尺寸信息传递给PLC。
本实施例中设置两个高度传感器33，两个高度传感器33的测量探头能够分别检测工件两侧的尺寸。
视觉检测机构4包括第三安装支架41、工业相机42、检测镜头43和光源44，第三安装支架41包括竖直设置的第二支撑杆411和第二安装座412，第二支撑杆411底部固定连接底座1上，第二安装座412固定连接在第二支撑杆411上端部处，工业相机42、检测镜头43和光源44均位于转盘22上方，工业相机42与第一安装座412固定连接，检测镜头43连接在工业相机42的下端，光源44位于检测镜头43正下方且固定连接在第二安装座412上。工业相机42与PLC电连接，本实施例中工业相机42采用康耐视 COGNEX CDC-200，检测镜头43采用康耐视MFG806-0004-02+镜头，光源采用SUNDOPT/ 晟大光电RI220-60-R/G/B/W。当装载着工件的载料工位23随着转盘转动到视觉检测机构 4下方，工业相机42对工件进行拍照，从X、Y轴方向上检测工件的尺寸即检测工件的长度、宽度，并将尺寸信息传递给PLC。
下料运输机构5底部固定连接在底座1上，下料运输机构5上端位于转盘22上方并可将载盘工位23上的工件运输到分拣机构6中。下料运输机构5包括第四安装支架51、左右气缸52、上下气缸53和用于吸取载料工位23上工件的吸附装置54，左右气缸52、上下气缸53和吸附装置54均位于转盘22上方，第四安装支架51包括第三安装座512 和两根相互平行且竖直设置的第三支撑杆511，第三支撑杆511的底部固定连接在底座1 上，第三安装座512的一端与第三支撑杆511的上端部固定连接，左右气缸52横向设置且固定在第三安装座512上，左右气缸52的上固定连接有第三安装板521，上下气缸53 竖直设置且固定连接第三安装板521上使得上下气缸53可以在左右气缸52的作用下实现左右移动以将载料工位上的工件运输到下料滑道上。上下气缸53的活塞杆的自由端部处固定连接有一第四安装板531，吸附装置54固定设置在第四安装板531上以随着上下气缸53活塞杆往下移动以吸附载料工位上的工件。吸附装置与PLC电连接，左右气缸52 和上下气缸53均通过三位五通电磁阀与PLC的输出端连接。
本实施例中上下气缸53的上端设置有上限传感器，上下气缸53的下端设置有下限传感器，左右气缸52的左端设置有左限传感器，左右气缸52的右端设置有右限传感器，上限传感器、下限传感器、左限传感器和右限传感器均与PLC的输入端连接。本实施例中上限传感器、下限传感器、左限传感器和右限传感器均为为磁性开关，具体采用的型号均为亚德客磁性开关CS1-G。
设定当左限传感器获得信号时为左右气缸左极限位置，右限传感器获得信号时为左右气缸右极限位置，上限传感器获得信号时为上下气缸上极限位置，下限传感器获得信号时为上下气缸下极限位置。当左右气缸52到达左右气缸右极限位置时，吸附装置位于某一载料工位23正上方，上下气缸53的活塞杆向下伸出，到达上下气缸下极限位置后，真空发生器上的吸盘吸取此时位于吸附装置下方的载料工位上的工件后上下气缸的活塞杆缩回。
本实施例中吸附装置有两个，使得吸附工件更加牢固。吸附装置54均包括真空发生器541和吸盘542，真空发生器541固定连接在第四安装板531上，吸盘542与真空发生器541连接。
分拣机构6包括第五安装支架65、下料滑道66、第一挡板61、分选杆62和旋转气缸67，第五安装支架65为一L形板，第五安装支架65底部固定在底座1上，下料滑道 66的一端固定连接在第五安装支架65上端部处，且下料滑道66与第五安装支架65的连接处与转盘22等高，下料滑道66的另一端倾斜向下设置以方便工件滑落，下料滑道66 位于左右气缸52下方，吸附装置33可随着左右气缸52伸缩杆的移动到达下料滑道35 上方。下料滑道66包括滑道661和相对固定设置在滑道661两侧的第二挡板662，在下料滑道66的下部中间处且沿下料滑道66的长度方向上固定设置一第一挡板61，第一挡板61将下料滑道66分隔成正品滑道663和次品滑道664，分选杆62通过旋转气缸67转动设置在下料滑道66上，旋转气缸67固定设置在下料滑道66底部，旋转气缸67的输出轴伸出下料滑道66与分选杆62的一端固定连接，分选杆62的另一端沿下料滑道66长度方向向上延伸。本实施例的分拣机构6还包括正品箱63和次品箱64，正品箱63设置在正品滑道663出口处，次品箱64设置在次品滑道次品滑道664出口处。
若检测到的工件在X、Y和Z轴上的尺寸均符合要求，则为正品件，若有一个或一个以上的尺寸不符合要求，则为次品件。当检测出工件是正品件时，旋转气缸67反转带动分选杆62转动，将分选杆62的自由端部处转动接触到位于次品滑道664一侧的第二挡板662内壁上，使得工件从正品滑道663滑落入正品箱63中；当检测出工件是次品件时，旋转气缸67正转带动分选杆62转动，将分选杆62的自由端部处转动接触到位于正品滑道663一侧的第二挡板662内壁上，使得工件从次品滑道664中滑落入次品箱64中。
在使用本实施例提供的装置时，将工件送进位于上料处上方的载料工位23上，有料传感器26检测到该载料工位23上有工件，将有料信号传递至PLC，PLC启动伺服电机 24，分割器25带动转盘22转动90度将下一个载料工位23转动到上料处上料；分割器 25继续带动转盘22转动90度，装载了工件的载料工位23转动到高度检测机构3下方， PLC控制移动气缸32活塞杆带动高度传感器33向下移动直至高度传感器33的测量探头触碰到工件的上表面，测量出工件在Z轴上的尺寸，并将尺寸信息传递给PLC，分割器 25继续带动转盘22转动90度，装载了工件的载料工位23转动到视觉检测机构4下方， PLC控制工业相机42给工件拍照，工业相机42将获取的工件在X、Y轴上的尺寸信息传递至PLC，PLC根据获取的尺寸信息判断工件是否是正品，分割器25继续带动转盘22 转动，将经过检测的工件转动到下料运输机构5下方，PLC控制上下气缸53的活塞杆向下移动，进而带动吸附装置54向下移动，当到达上下气缸下极限位置时，控制器控制真空发生器通过吸盘542吸取工件，控制器控制上下气缸53的活塞杆向上移动，当到达上下气缸上极限位置时，控制器控制左右气缸52的活塞杆向左移动，当到达左右气缸左极限位置，此时下料滑道位于吸盘下方，控制器控制真空发生器放下吸取的工件，工件进入下料滑道；若工件是正品件，则PLC控制旋转气缸67反转，使得分选杆62的自由端部处转动接触到位于次品滑道664一侧的第二挡板662内壁上，阻挡住次品滑道664的入口，工件从正品滑道663滑落进入正品箱63中，若工件是次品件，则PLC控制旋转气缸67 正转，使得分选杆62的自由端部处转动接触到位于正品滑道663一侧的第二挡板662内壁上，阻挡住正品滑道663的入口，工件从次品滑道664中滑落进入次品箱64中。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
以上所述仅为本发明的优先实施例，而非对本发明作任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化和修饰，均应落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型工件尺寸测试分类装置，其特征在于：包括底座(1)、上料机构(2)、高度检测机构(3)、视觉检测机构(4)、下料运输机构(5)和分拣机构(6)，上料机构(2)、高度检测机构(3)、视觉检测机构(4)、下料运输机构(5)和分拣机构(6)均固定设置在底座(1)上，
上料机构(2)包括第一安装支架(21)、转盘(22)和均匀设置在转盘(22)上的若干个用来装载工件的载料工位(23)，转盘(22)转动设置在第一安装支架(21)上，载料工位(23)固定设置在转盘(22)上表面，
高度检测机构(3)包括第二安装支架(31)、移动气缸(32)和高度传感器(33)，第二安装支架(31)底部固定连接在底座(1)上，移动气缸(32)固定设置在第二安装支架(31)上且位于转盘(22)上方，高度传感器(33)位于转盘(22)上方，且高度传感器(33)与移动气缸(32)的活塞杆固定连接以随着活塞杆上下移动，
视觉检测机构(4)包括第三安装支架(41)、工业相机(42)、检测镜头(43)和光源(44)，第三安装支架(41)底部固定连接在底座(1)上，工业相机(42)、检测镜头(43)和光源(44)均位于转盘(22)上方，工业相机(42)与第三安装支架(41)固定连接，检测镜头(43)连接在工业相机(42)的下端，光源(44)固定设置在检测镜头(43)下方，
下料运输机构(5)底部固定连接在底座(1)上，下料运输机构(5)上端位于转盘(22)上方并可将载盘工位(23)上的工件运输到分拣机构(6)中，
分拣机构(6)包括第五安装支架(65)、下料滑道(66)、第一挡板(61)和分选杆(62)，第五安装支架(65)底部固定连接在底座(1)上，下料滑道(66)的一端固定连接在第五安装支架(65)上端部处，第一挡板(61)固定设置在下料滑道(66)上将下料滑道(66)分隔成正品滑道(663)和次品滑道(664)，分选杆(62)转动设置在下料滑道(55)上。
2.根据权利要求1所述的一种新型工件尺寸测试分类装置，其特征在于：下料运输机构(5)包括第四安装支架(51)、左右气缸(52)、上下气缸(53)和用于吸取载料工位(23)上工件的吸附装置(54)，第四安装支架(51)底部固定连接在底座(1)上，左右气缸(52)、上下气缸(53)和吸附装置(54)均位于转盘(22)上方，左右气缸(52)横向设置且固定在第四安装支架(51)上，上下气缸(53)竖直设置且固定连接在左右气缸(52)上以实现左右移动，吸附装置(54)与上下气缸(53)的活塞杆的自由端部固定连接，
下料滑道(66)位于左右气缸(52)下方，吸附装置(33)可随着左右气缸(52)伸缩杆的移动到达下料滑道(35)上方。
3.根据权利要求2所述的一种新型工件尺寸测试分类装置，其特征在于：所述上下气缸(53)的上端设置有上限传感器，上下气缸(53)的下端设置有下限传感器，左右气缸(52)的左端设置有左限传感器，左右气缸(52)的右端设置有右限传感器。
4.根据权利要求2所述的一种新型工件尺寸测试分类装置，其特征在于：所述吸附装置(54)包括真空发生器(541)和吸盘(542)，真空发生器(541)与上下气缸(53)的活塞杆的自由端部固定连接，吸盘(542)与真空发生器(541)连接。
5.根据权利要求1所述的一种新型工件尺寸测试分类装置，其特征在于：分拣机构(6)还包括旋转气缸(67)，旋转气缸(67)固定设置在下料滑道(55)底部，旋转气缸(67)的输出轴伸出下料滑道(55)与分选杆(62)的一端固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种新型工件尺寸测试分类装置，其特征在于：分拣机构(6)还包括正品箱(63)和次品箱(64)，正品箱(63)设置在正品滑道(551)出口处，次品箱(64)设置在次品滑道(552)出口处。
7.根据权利要求1所述的一种新型工件尺寸测试分类装置，其特征在于：下料滑道(66)的一端固定连接在第五安装支架(65)上端部处，下料滑道(66)的另一端倾斜向下设置。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种新型工件尺寸测试分类装置，其特征在于：上料机构(2)还包括伺服电机(24)、分割器(25)和有料传感器(26)，伺服电机(24)和分割器(25)均位于转盘(22)下方，伺服电机(24)固定设置在第一安装支架(21)上，分割器(25)的动力输入轴与伺服电机(24)的输出轴连接，分割器(25)的动力输出轴与转盘(22)连接，每个载料工位(23)上均开设有第二通孔(232)，在转盘(22)上与每个第二通孔(232)相对的位置处均开设有第一通孔，有料传感器(26)位于转盘(22)下方，且有料传感器(26)与分割器(25)固定连接，随着转盘的转动，每个载料工位(23)上的第二通孔(232)均可转动到有料传感器(26)上方。
9.根据权利要求8所述的一种新型工件尺寸测试分类装置，其特征在于：载料工位(23)包括载座(231)，载座(231)固定设置在转盘(22)上，第二通孔(232)设置在载座(231)上，载座(232)上开有卡放工件的工件卡槽(233)，且第二通孔(232)与工件卡槽(233)相通。
10.根据权利要求8所述的一种新型工件尺寸测试分类装置，其特征在于：还包括控制单元，控制单元包括PLC，高度传感器(33)、移动气缸(32)、工业相机(42)、检测镜头(43)、有料传感器(26)、左右气缸(52)、上下气缸(53)、吸附装置(54)和旋转气缸(67)均与PLC电连接。
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