CN111043945B - 用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于检测装置技术领域，尤其涉及一种用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置，包括气缸、放置机构、打孔装置与控制器，还包括位移检测电路，位移检测电路包括电源与两块检测块；两块检测块均为导电材料，其中一块接电源，另一块接地，接地的检测块还与控制器的输入引脚电连接；两块检测块相对设置，其中一块固定在打孔装置上，另一块固定在放置机构下方。和现有技术相比，本装置能够准确的检测打孔装置的位置，使打孔装置能够持续稳定的对玻璃锅盖进行打孔。

Description

用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置

技术领域

本发明属于检测装置技术领域，尤其涉及一种用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置。

背景技术

玻璃锅盖的加工工序中，有一道工序是给玻璃进行打孔，其目的在于便于后续安装把手。

在为玻璃锅盖进行钻孔时，将玻璃锅盖在放置机构上放好后，用控制器控制驱动机构推动打孔机构向玻璃锅盖移动，同时用控制器来控制打孔机构工作。这样，打孔机构的钻刀能够一边钻动一边穿过玻璃锅盖，从而完成玻璃锅盖的钻孔。

但是，在实际的操作过程中，钻刀工作一段时间后会出现磨损，钻孔能力会降低。若使用的驱动装置为伺服电机，这种情况下，会出现钻不穿之前能钻穿的玻璃锅盖的情况。但频繁的更换钻刀，不仅操作麻烦，成本也不低。

基于上述原因，很多打孔系统会选择使用气缸作为驱动机构，再配合位移监测装置来检测打孔装置的位置，当检测到打孔装置的位移量达到预设值时，位移监测装置给控制器反馈检测信号，控制器控制驱动机构及打孔装置停止工作，完成玻璃锅盖的打孔。这样的好处是，在能保证检测装置的灵敏度的前提下，这种方式能够精准的控制打孔装置的位移量。

不过，由于玻璃锅盖在钻孔时会产生玻璃碎屑，现场的环境较为恶劣，用常规的传感器(如红外传感器)来检测，很容易出现传感器失灵的情况。而传感器一旦出现失灵的状况，气缸会过度伸展，过度伸展的部分对钻孔而言毫无作用，导致钻孔的整体效率低下。

因此，目前需要一种用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置，能够准确的检测打孔装置的位置，使打孔装置能够持续稳定的对玻璃锅盖进行打孔。

发明内容

本发明的目的，在于提供了一种用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置，能够准确的检测打孔装置的位置，使打孔装置能够持续稳定的对玻璃锅盖进行打孔。

本发明提供的基础方案为：

用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置，包括气缸、放置机构、打孔装置与控制器；还包括位移检测电路，位移检测电路包括电源与两块检测块；两块检测块均为导电材料，其中一块接电源，另一块接地，接地的检测块还与控制器的输入引脚电连接；两块检测块相对设置，其中一块固定在打孔装置上，另一块固定在放置机构下方。

基础方案工作原理及有益效果：

将玻璃锅盖在放置机构上放好后，控制器控制气缸伸展，同时控制打孔装置工作，进而为玻璃锅盖钻孔。

气缸在伸展时推动打孔装置朝放置机构(即玻璃锅盖)方向移动，由于其中一块检测块固定在打孔装置上，该检测块会随打孔装置一起移动。由于两块检测块相对设置，且另一块检测块固定在放置机构一侧，当打孔装置移动足够距离后，两块检测块会接触在一起。

由于两块检测块均为导电材料，且其中一块接电源，另一块接地。因此两块检测块接触时，位移检测电路导通。由于接地的检测块还与控制器的输入引脚电连接，当位移检测电路导通时，控制器通过该输入引脚接收到的电平信号会发生改变(由零变为高电平信号)。当控制器接收到该电平改变信号后，控制气缸停止伸展。

这样，可通过设置两块检测块之间的距离，来准确的控制气缸的伸展量。同时，本申请中检测电路的关键在于两块检测块接触使位移检测电路导通，与现有的检测装置(如红外线传感器)相比，对环境的适应能力更强，只要两块检测块的位置设置准确，就能准确的控制气缸的伸展量。

与现有技术相比，本装置能够准确的检测打孔装置的位置，使打孔装置能够持续稳定的对玻璃锅盖进行打孔。

进一步，两块检测块分别为正极检测块和负极检测块；打孔装置上的检测块为负极检测块，负极检测块接地；放置机构一侧的检测块为正极检测块，正极检测块接电源；还包括第一电阻，正极检测块通过第一电阻后接电源。

设置第一电阻后，可对位移电测电路进行保护，防止电路的电流过大。

进一步，还包括第二电阻，负极检测块通过第二电阻后接地。

设置第二电阻后，可防止输入控制器的电平过高，对控制器造成损坏。

进一步，两块检测块均为不锈钢材质。

由于玻璃钻孔时的环境很恶劣，与铜片等导电材料相比，用不锈钢制作的检测块对环境适应能力更强，在较为恶劣的条件下，两块检测块接触时位移检测电路仍然能够稳定的导通。

进一步，两块检测块的相对端均为设有倒角的圆柱体。

这样的设置，与其他形状相比，两块检测块在接触时不会给对方造成擦刮磨损。

进一步，负极检测块与打孔装置之间设有弹性件，弹性件的两端分别与负极检测块及打孔装置固定。

从两块弹性件接触位移检测电路导通，到控制器输入引脚接收到的电平改变，再到控制器给气缸发送停止信号，最后气缸停止伸展。这个过程虽然非常快速，但还是会花费一定的时间，在这个过程中，气缸仍会进行一个幅度很小的伸展。设置弹性件后，两块检测块接触后气缸继续伸展时，弹性件会对正极检测块起到缓冲作用，避免两块弹性块之间刚性碰撞，进而延长装置的使用寿命。

进一步，弹性件为弹簧。

易于获取，便于安装和更换。

进一步，检测块外固设有壳体，壳体为绝缘材质，壳体对检测块相对端之外的部分包裹住，检测块露出壳体的部分长度小于一厘米，壳体的厚度大于五毫米。

由于两块检测块接触时，位移检测电路会导通，也就是说，此时，两块检测块处于带电的状态，若将两块检测块裸露在外面，可能会出现漏电事故。

这样设置后，位移检测电路导通时，壳体几乎将检测块进行了包括，两块检测块的露出部分的长度加起来小于两厘米，且壳体为绝缘材质且厚度大于五毫米，极大的降低了漏电事故出现的可能性。提高了装置使用时的安全性。

进一步，壳体为橡胶材质。

橡胶材质不仅绝缘，并且处于柔性材料，能够与检测块进行较好的贴合，可防止现场的粉尘进入壳体与检测块之间的缝隙。

进一步，气缸上设有单向进气阀与两个单向出气阀，单向出气阀外均固设有导管，导管与气缸通过单向出气阀连通，导管的另一端分别固定在打孔装置及放置机构上，导管的出气口分别朝向两块检测块。

打孔完成后，气缸会进行复位，气缸复位的过程中其内部的气体会从单向出气阀中喷出，经过两根导管的传输后，气缸内的气体会喷在两块检测块上，为检测块进行除尘，将检测块上的玻璃碎屑进行清理，使位移检测电路能够保持足够的灵敏度。

附图说明

图1为本发明用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置实施例一中位移检测电路的电路图；

图2为本发明用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置实施例一的结构示意图；

图3为本发明用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置实施例三的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：导轨1、放置机构2、气缸3、电机4、钻刀5、正极检测块6、负极检测块7、安装架8、第二安装架9、安装杆10、第一弹簧11、第二弹簧12、固定部13、滑动部14、第二固定槽15、电源VCC、第一电阻R1、第二电阻R2。

实施例一

如图1、图2所示，用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置，包括气缸3、放置机构2、打孔装置、导轨1、控制器与位移检测电路。

放置机构2用螺栓固定在导轨1的左侧上方，放置机构2用于放置并稳固玻璃锅盖。

打孔装置用于对玻璃锅盖打孔。具体的，打孔装置包括钻刀5、电机4和传动机构，传动机构包括皮带轮和皮带，钻刀5和电机4输出轴上均设有皮带轮，两个皮带轮之间通过皮带传动连接，电机4通过传动机构驱动钻刀5转动。导轨1上滑动连接有安装架8，安装架8由多根横杆和竖杆焊接而成，安装架8通过滑轮与导轨1滑动连接，安装架8包括位于导轨1上方的上部和位于导轨1下方的下部。电机4用螺栓在安装架8的下部，钻刀5用螺栓固定在安装架8的上部。与将电机4安装在钻刀5后方相比，这样的安装方式，打孔装置的整体长度更短，可使系统的整体结构更为紧凑。

气缸3用螺栓固定在第二安装架9上，第二安装架9由多根横杆和竖杆焊接而成，第二安装架9用螺栓固定在导轨1上。气缸3带有活塞杆，活塞杆的自由端与电机4的右侧粘接。

控制器分别与打孔装置和气缸3信号连接(控制器与控制气缸3开闭的电磁阀电连接)，控制器还与位移检测电路电连接，控制器用于控制气缸3伸缩以及打孔装置工作。本实施例中，控制器使用常用的工业数控PLC控制器即可。

位移检测电路用于检测打孔装置的行程，位移检测电路包括电源VCC、第一电阻R1、第二电阻R2及两块检测块，两块检测块均为导电材料，两块检测块分别为正极检测块6和负极检测块7，正极检测块6通过第一电阻R1后接电源VCC，负极检测块7通过第二电阻R2后接地，负极检测块7还与控制器的输入引脚电连接。正极检测块6用螺栓固定在安装杆10上，安装杆10用螺栓固定在导轨1的左侧下方；负极检测块7用螺栓固定在电机4外壳的左侧，且两块检测块相对设置。

本实施例中，两块检测块的材质均为不锈钢，由于玻璃钻孔时现场的环境较为恶劣，与铜片等导电材料相比，用不锈钢制作的检测块对环境适应能力更强，在较为恶劣的条件下，两块检测块接触时位移检测电路仍然能够稳定的导通。

两块检测块的相对端均为设有倒角的圆柱体。与其他形状相比，这样的设置，两块检测块在接触时不会给对方造成擦刮磨损。

具体实施过程如下：

将玻璃锅盖在放置机构2上放好后，控制器控制气缸3伸展，同时控制打孔装置工作，进而为玻璃锅盖钻孔。

气缸3在伸展时推动打孔装置朝放置机构2(即玻璃锅盖)方向移动，由于其中一块检测块固定在打孔装置上，该检测块会随打孔装置一起移动。由于两块检测块相对设置，且另一块检测块固定在放置机构2一侧，当打孔装置移动足够距离后，两块检测块会接触在一起。

由于两块检测块均为导电材料，且正极检测块6接电源VCC，负极检测块7接地，因此两块检测块接触时，位移检测电路导通。由于接地的检测块还与控制器的输入引脚电连接，当位移检测电路导通时，控制器通过该输入引脚接收到的电平信号会发生改变(由零变为高电平信号)。当控制器接收到该电平改变信号后，控制气缸3停止伸展。

这样，可通过设置两块检测块之间的距离，来准确的控制气缸3的伸展量。同时，本申请中检测电路的关键在于两块检测块接触使位移检测电路导通，与现有的检测装置(如红外线传感器)相比，对环境的适应能力更强，只要两块检测块的位置设置准确，就能准确的控制气缸3的伸展量。

由于两块检测块接触后，会给打孔装置一个前进的阻力，进而给气缸3阻力阻止气缸3继续伸展。这样，通过机械限位加位移检测电路反馈的方式对打孔装置的位移进行限定，本申请能够长期稳定的对玻璃锅盖进行打孔。

与现有技术相比，本装置能够准确的检测打孔装置的位置，使打孔装置能够持续稳定的对玻璃锅盖进行打孔。

实施例二

与实施例一不同的是，本实施例中，气缸3的底部有单向进气阀与和单向出气阀，单向出气阀有两个，两个单向出气阀外均粘接有导管，导管分别与气缸3通过单向出气阀连通，导管的另一端分别粘接在打孔装置及放置机构2上，导管的出气口分别朝向两块检测块。

打孔完成后，气缸3会进行复位，气缸3复位的过程中其内部的气体会从单向出气阀中喷出，经过两根导管的传输后，气缸3内的气体会喷在两块检测块上，为检测块进行除尘，将玻璃碎屑进行清理，从而使位移检测电路能够保持足够的灵敏度。

除此，本实施例中，两块检测块外均粘接有壳体，壳体为绝缘材质，本实施例中，壳体为橡胶材质。橡胶材质不仅绝缘，并且处于柔性材料，能够与检测块进行较好的贴合，可防止现场的粉尘进入壳体与检测块之间的缝隙。壳体对检测块相对端之外的部分包裹住，检测块露出壳体的部分长度为五毫米，壳体的厚度为八毫米。

由于两块检测块接触时，位移检测电路会导通，也就是说，此时，两块检测块处于带电的状态，若将两块检测块裸露在外面，可能会出现漏电事故。这样设置后，位移检测电路导通时，壳体几乎将检测块进行了包括，两块检测块的露出部分的长度加起来为一厘米，且壳体为绝缘材质且厚度为八毫米，极大的降低了漏电事故出现的可能性。提高了装置使用时的安全性。

除此，本实施例中，负极检测块7与打孔装置之间有弹性件，弹性件的两端分别与负极检测块7及打孔装置焊接，本实施例中，弹性件为弹簧。由于从两块弹性件接触位移检测电路导通，到控制器输入引脚接收到的电平改变，再到控制器给气缸3发送停止信号，最后气缸3停止伸展。这个过程虽然非常快速，但还是会花费一定的时间，在这个过程中，气缸3仍会进行一个幅度很小的伸展。本装置在负极检测块7与打孔装置之间设置弹性件后，两块检测块接触后气缸3继续伸展时，弹性件会对正极检测块6起到缓冲作用，避免两块弹性块之间刚性碰撞，进而延长装置的使用寿命。

实施例三

如图3所示，与实施例一不同的是，本实施例中，正极检测块6与负极检测块7的相对端均为从左到右向上倾斜的斜面，正极检测块6的高度低于负极检测块7。

安装杆10的右侧焊接有固定槽，固定槽朝右开口，固定槽包括固定部13和滑动；固定部13为不锈钢材料且与电源VCC电连接，固定部13为向右开口的圆筒状，且开口处周向向外延伸，延伸部分的竖截面为环状；滑动部14为塑胶材质，滑动部14为中空的圆柱体，滑动部14的内径大于固定部13的内径，且滑动部14的左端与固定部13的开口延伸处固定。

正极检测块6与滑动部14滑动连接，正极检测块6的左端焊接有第一弹簧11，第一弹簧11为金属弹簧，第一弹簧11的左端焊接在固定部13的内底面上。

电机4的左侧焊接有向左开口的第二固定槽15，负极检测块7位于第二固定槽15内且负极检测块7的右端与第二固定槽15的内壁保持接触，负极检测块7的底部有第二弹簧12，第二弹簧12的两端分别与负极检测块7及第二固定槽15焊接。

第一弹簧11、第二弹簧12及负极检测块7之间满足K1*L1＞(K2*L2+G2)cotα。其中，K1为第一弹簧11的弹性系数，L1为第一弹簧11的最大形变量，K2为第二弹簧12的弹性系数，L2为第二弹簧12的最大形变量，G2为负极检测块7的重力，α为负极检测块7竖截面的左下角夹角的度数。

换个说法，当第二弹簧12达到最大形变量时，第一弹簧11仍能继续收缩。这样，能够保证气缸3伸缩时钻刀5持续移动，保障整体效率。

当正极检测块6与负极检测块7接触后，给控制器发送第一就位信号(位移检测电路给控制器发送的电平改变)，控制器接收到第一就位信号后，控制气缸3的伸展速度减缓。

当正极检测块6的左端与固定部13接触后，给控制器发送第二就位信号(位移检测电路给控制器发送的电平再次改变)，控制器接收到第二就位信号后，控制气缸3停止伸展。

具体实施过程：

当正极检测块6与负极检测块7接触后，位移检测电路导通，给控制器发送第一就位信号，此时，控制器控制气缸3的伸展速度减缓。正极检测块6与负极检测块7接触，说明转刀与玻璃锅盖之间的距离已经非常接近了，此时，控制器控制气缸3的伸展速度减缓，在保证转孔的整体效率的同时，可防气缸3伸展过快，导致钻刀5移速过快对玻璃锅盖的冲击过大，造成玻璃锅盖的损坏，对玻璃锅盖起到保护作用，提高玻璃锅盖的成品率。

当正极检测块6的左端与固定部13接触后，钻刀5的位移量已足够将玻璃锅盖钻穿，即玻璃锅盖的转孔已完成。此时，位移检测电路给控制器发送第二就位信号(正极检测块6与固定部13的接触时，位移检测电路的电阻改变，位移检测电路给控制器发送的电平再次改变)，控制器接收到第二就位信号后，控制气缸3停止伸展。进而完成对玻璃的钻孔。

除此，由于两块玻璃的相对端为相互配合的斜面，在两块检测块接触的过程中，两块检测块的相对端会进行摩擦，保持两块检测块相对端的清洁，进而保证两块检测块进而保证检测块能够稳定的发挥作用。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置，包括导轨、气缸、放置机构、打孔装置与控制器；其特征在于：还包括位移检测电路，位移检测电路包括电源与两块检测块；两块检测块均为导电材料，其中一块接电源，另一块接地，接地的检测块还与控制器的输入引脚电连接；两块检测块相对设置，其中一块固定在打孔装置上，另一块固定在放置机构下方；

两块检测块分别为正极检测块和负极检测块；打孔装置上的检测块为负极检测块，负极检测块接地；放置机构一侧的检测块为正极检测块，正极检测块接电源；还包括第一电阻，正极检测块通过第一电阻后接电源；

放置机构用螺栓固定在导轨的左侧上方，放置机构用于放置并稳固玻璃锅盖；打孔装置包括钻刀、电机和传动机构，电机通过传动机构驱动钻刀转动；导轨上滑动连接有安装架；安装架通过滑轮与导轨滑动连接，安装架包括位于导轨上方的上部和位于导轨下方的下部；电机用螺栓固定在安装架的下部，钻刀用螺栓固定在安装架的上部；

气缸带有活塞杆，活塞杆的自由端与电机的右侧粘接；正极检测块用螺栓固定在安装杆上，安装杆用螺栓固定在导轨的左侧下方；负极检测块用螺栓固定在电机外壳的左侧；

正极检测块与负极检测块的相对端均为从左到右向上倾斜的斜面，正极检测块的高度低于负极检测块；

安装杆的右侧焊接有固定槽，固定槽朝右开口，固定槽包括固定部和滑动部；固定部为不锈钢材料且与电源电连接，固定部为向右开口的圆筒状，且开口处周向向外延伸，延伸部分的竖截面为环状；滑动部为塑胶材质，滑动部为中空的圆柱体，滑动部的内径大于固定部的内径，且滑动部的左端与固定部的开口延伸处固定；

正极检测块与滑动部滑动连接，正极检测块的左端焊接有第一弹簧，第一弹簧为金属弹簧，第一弹簧的左端焊接在固定部的内底面上；

电机的左侧焊接有向左开口的第二固定槽，负极检测块位于第二固定槽内且负极检测块的右端与第二固定槽的内壁保持接触，负极检测块的底部有第二弹簧，第二弹簧的两端分别与负极检测块及第二固定槽焊接；

第一弹簧、第二弹簧及负极检测块之间满足K1*L1＞(K2*L2+G2)cotα，其中，K1为第一弹簧的弹性系数，L1为第一弹簧的最大形变量，K2为第二弹簧的弹性系数，L2为第二弹簧的最大形变量，G2为负极检测块的重力，α为负极检测块竖截面的左下角夹角的度数；当第二弹簧达到最大形变量时，第一弹簧仍能继续收缩；

正极检测块与负极检测块接触后，给控制器发送第一就位信号，控制器接收到第一就位信号后，控制气缸的伸展速度减缓；当正极检测块的左端与固定部接触后，给控制器发送第二就位信号，控制器接收到第二就位信号后，控制气缸停止伸展。

2.根据权利要求1所述的用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置，其特征在于：还包括第二电阻，负极检测块通过第二电阻后接地。

3.根据权利要求1所述的用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置，其特征在于：两块检测块均为不锈钢材质。

4.根据权利要求1所述的用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置，其特征在于：两块检测块的相对端均为设有倒角的圆柱体。

5.根据权利要求1所述的用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置，其特征在于：检测块外固设有壳体，壳体为绝缘材质，壳体对检测块相对端之外的部分包裹住，检测块露出壳体的部分长度小于一厘米，壳体的厚度大于五毫米。

6.根据权利要求5所述的用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置，其特征在于：壳体为橡胶材质。

7.根据权利要求1所述的用于检测玻璃锅盖打孔位移的检测装置，其特征在于：气缸上设有单向进气阀与两个单向出气阀，单向出气阀外均固设有导管，导管与气缸通过单向出气阀连通，导管的另一端分别固定在打孔装置及放置机构上，导管的出气口分别朝向两块检测块。

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