CN112304495B - 一种压力表自动检定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力表自动检定装置，属于自动检定设备技术领域，包括主框架，料仓、协作机器人、夹持机构和第一视觉检测机构设置在主框架上，协作机器人从料仓中抓取物料放置到夹持机构，第一视觉检测机构对夹持机构上的压力表进行检测，夹持机构包括安装桌，旋转电机贯穿设置在安装桌上，旋转电机的动力经离合器传递到传动套筒上，支撑轴竖直固定在安装桌上，传动套筒能够转动地安装在支撑轴上，传动套筒的上端与快锁接头的上端固连，压力表的表颈部与快锁接头螺纹连接，快锁接头的下端与支撑轴固定，快锁锁头的内部、支撑轴的内部均开有竖直通孔，快锁接头、支撑轴同轴设置。该装置能够对压力表进行自动检定。

Description

一种压力表自动检定装置

技术领域

本发明属于自动检定设备技术领域，具体涉及一种用于气动压力表自动检定设备。

背景技术

现用的气体压力表依旧采用人工进行检定，在检定过程中，需要控制数字压力控制器在升压和降压的各个检测点进行压力检测；以量程为10M的压力表为例，检测点包括0、2M、4M、6M、8M、10M、8M、6M、4M、2M、0等位置，对于压力表需要进行对多个检测点进行检测，需要多次对供压系统进行调压，检测过程繁琐，检测效率低。

另一方面，现有的压力表自动检定装置缺少高效的夹持机构，现有的夹持机构无法进行查漏作业，即检测待测压力表的表颈部与供气通道之间是否存在泄露，以及泄露后的自动进行纠正调整。

发明内容

本发明针对现有技术针对的缺陷，设计了一种压力表自动检定装置，该装置能够对压力表检定装置进行泄露检测，并控制泄露过程，完成检定前的基准校对。

本发明采用的技术方案如下：一种压力表自动检定装置，包括主框架、料仓、协作机器人、夹持机构和第一视觉检测机构，料仓、协作机器人、夹持机构和第一视觉检测机构设置在主框架上，料仓和夹持机构设置在协作机器人的周围，第一视觉检测机构设置在夹持机构远离协作机器人的一端，协作机器人从料仓中抓取物料放置到夹持机构，第一视觉检测机构对夹持机构上的压力表进行检测，夹持机构包括安装桌，旋转电机贯穿设置在安装桌上，旋转电机的动力经离合器传递到传动套筒上，支撑轴竖直固定在安装桌上，传动套筒能够转动地安装在支撑轴上，传动套筒的上端与快锁接头的上端固连，压力表的表颈部与快锁接头螺纹连接，快锁接头的下端与支撑轴固定，快锁接头上端相对其下端能够转动，快锁接头的内部、支撑轴的内部均开有竖直通孔，快锁接头、支撑轴同轴设置。

进一步的，旋转电机设置在安装桌的下端面，减速器的输出端与旋转电机的输出端固连，减速器的输出端与连接轴固连，连接轴与离合器的输入端固连，主动带轮安装在离合器的输出端，同步带轮连接主动带轮与从动带轮，从动带轮能够转动地安装在支撑轴的中部，从动带轮与传动套筒的下端固连且同轴设置。

进一步的，离合器为电磁式离合器。

进一步的，第一视觉检测机构包括第一工业相机和碗形光源，碗形光源正对夹持机构上待检测的压力表，第一工业相机与碗形光源同轴设置，第一工业相机透过碗形光源的轴孔对压力表的表面进行拍照。

进一步的，还包括两轴直角坐标机器人，两轴直角坐标机器人的底部安装在主框架上，第一视觉检测机构安装在两轴直角坐标机器人的输出端，两轴直角坐标机器人带动第一视觉检测机构在竖直平面内运动。

进一步的，还包括推杆机构，推杆机构包括推杆气缸，推杆气缸水平安装在在两轴直角坐标机器人的输出端，推杆安装在推杆气缸的输出端，推杆位于碗形光源的正下方，推杆的水平轴线与碗形光源的水平轴线相互垂直。

进一步的，料仓包括斜坡放置台和定位块，定位块均匀布置在斜坡放置台的上端面，定位块中开有定位槽，压力表的表盘放置在斜坡放置台上，压力表的表颈部插入定位块的定位槽中。

进一步的，料仓能够滑动地设置在主框架上。

进一步的，协作机器人包括协作机器人本体和末端抓手，末端抓手包括吸盘和压力检测表，吸盘、压力检测表均安装在协作机器人本体的末端，压力检测表与吸盘相连，压力检测表用于检测吸盘压力。

进一步的，还包括第二视觉检测机构和敲击单元，第二视觉检测机构和敲击单元均安装在协作机器人本体的输出端，第二视觉检测机构用于检测料仓中压力表位置以及压力表的型号规格，敲击单元对夹持机构中的压力表进行敲击。

有益效果：（1）夹持机构中设置离合器，能够实现旋转电机的动力经减速器、连接轴到主动带轮之间动力可控的通断，断开旋转电机到主动带轮之间的动力传递，推杆机构能够对快锁接头上的压力表的姿态进行调整，使得压力表表盘的待检测面正对第一视觉机构机构，从而能够对压力表的姿态进行两种方式的调节；（2）快锁接头的下端接头气管，压力表的表颈部与快锁接头的上部螺纹连接，配合协作机器人能够实现待检定的压力表的自动上下料，配合视觉机构机构对压力表进行检定，自动化程度高，检定准确。

附图说明

图1 为本发明装置的整体结构示意图。

图2 为本发明装置中料仓的结构示意图。

图3 为本发明装置中料仓另一视角的结构示意图。

图4 为本发明装置中协作机器人的结构示意图。

图5 为图4中末端抓手的另一视角的结构示意图。

图6 为本发明装置中夹持机构的结构示意图。

图7 为本发明装置中夹持机构的剖视结构示意图。

图8 为本发明装置中两轴直角坐标机器人及其上部件的结构示意图。

图中：1.第一视觉检测机构；101.碗形光源；102.第一工业相机；2.两轴直角坐标机器人；3.夹持机构；301.安装桌；302.支撑轴；303.从动带轮；304.传动套筒；305.抱紧箍；306.快锁接头；307.主动带轮；308.离合器；309.减速器；310.旋转电机；311.连接轴；312.轴承座；313.轴承连接板；314.减速器安装板；315.密封组件；4.协作机器人；401.协作机器人本体；402.末端抓手；421.环形光源；422.第二工业相机；424.真空组件；425.吸盘；426.直行气缸；5.料仓；501.斜坡放置台；502.定位块；504.连接底板；505.滑轨；506.防撞块；6.主框架；7.推杆机构；701.推杆气缸；702.推杆。

具体实施方式

如图1-图7所示，一种压力表自动检定装置，包括主框架6、料仓5、协作机器人4、夹持机构3和第一视觉检测机构1，料仓5、协作机器人4、夹持机构3和第一视觉检测机构1设置在主框架6上，料仓5和夹持机构3设置在协作机器人4的周围，第一视觉检测机构1设置在夹持机构3远离协作机器人4的一端，协作机器人4从料仓5中抓取物料放置到夹持机构3上，第一视觉检测机构1对夹持机构3上的压力表进行检测，夹持机构3包括安装桌301，旋转电机310贯穿设置在安装桌301上，旋转电机310的动力经离合器308传递到传动套筒304上，支撑轴302竖直固定在安装桌301上，传动套筒304能够转动地安装在支撑轴上，传动套筒304的上端与快锁接头306的上端固连，压力表的表颈部与快锁接头306螺纹连接，快锁接头306的下端与支撑轴302固定，快锁接头306上端相对其下端能够转动，快锁接头306的内部、支撑轴302的内部均开有竖直通孔，快锁接头306、支撑部302同轴设置。

如图2、图3所示，料仓5包括斜坡放置台501和定位块502，定位块502均匀布置在斜坡放置台501的上端面，定位块502中开有定位槽，压力表的表盘放置在斜坡放置台501上，压力表的表颈部插入定位块502的定位槽中。压力表放置在定位块502的定位槽中，压力表受重力下滑，压力表颈部上端与定位块502的上端面接触，压力表停止下滑，保证压力表在料仓5中位置一致。

料仓5的下部设置滑轨505，滑块嵌套在滑轨505上，滑块的下端面与连接底板504固连，连接底板504的下端面与主机架6的上端面固连，从而料仓5能够沿滑动地设置在主机架6上，沿滑轨505的方向移动斜坡放置台501。优选的，在斜坡放置台501的下端面沿滑轨505运动方向的两端设置防撞块506，挡板设置在连接底板504上，当挡板与防撞块506之间距离缩小到预设间距后，滑块相对滑轨505停止滑动。挡板在两块防撞块506之间运动，一侧防撞块506所在的位置为人工上料位，另一侧防撞块506所在的位置为协作机器人4取料位，防撞块506和挡块均含有铁磁性材料，保证挡板在上述两个位置的稳定性，不会沿滑轨505产生移动，上料完成或者协作机器人4取料完成，人工将斜坡放置台501推向另一侧。

如图4所示，协作机器人4包括协作机器人本体401和末端抓手402，协作机器人本体401的底端安装在主机架6的上端面，末端抓手402安装在协作机器人本体401的末端，末端抓手402包括吸盘425和压力检测表，吸盘425、压力检测表均安装在协作机器人本体401的末端，压力检测表与吸盘425相连，压力检测表用于检测吸盘压力，压力检测表优选为数显式压力检测表。控制系统根据压力检测表的数值来判定吸盘是否吸取到压力表。此处的压力检测表为气孔系统的必备部件。末端抓手402还包括真空组件424，真空组件424为末端抓手402上所有气动元件提供动力。

为了保证协作机器人4对料仓5中压力表吸取位置的准确性，末端抓手402还包括第二视觉检测机构，第二视觉检测机构对料仓5中压力表的位置以及压力表的型号规格进行检测。第二视觉检测机构包括环形光源421和第二工业相机422，第二环形光源421和第二工业相机422均通过支架以安装在协作机器人本体401的输出端。第二工业相机422中镜头的轴线与环形光源421的轴线重合。

为了检测回程误差，末端抓手402还包括敲击单元，敲击单元包括直行气缸426，直行气缸426通过支架以安装在协作机器人本体401的输出端，直行气缸426中缸杆伸出对检定中压力表进行敲击，第一视觉检测机构1检测敲击后的示数，系统计算敲击前的示数与敲击后的示数的误差，从而计算回程误差。

旋转电机310设置在安装桌301的下端面，减速器309的输出端与旋转电机310的输出端固连，减速器309的输出端与连接轴311固连，连接轴311与离合器308的输入端固连，主动带轮307安装在离合器308的输出端，同步带轮连接主动带轮307与从动带轮303，从动带轮303能够转动地安装在支撑轴302的中部，从动带轮与传动套筒304的下端固连且同轴设置。

如图7所示，轴承连接板313固连在安装桌301中上桌面的下端面，轴承座312穿过安装桌301中通槽以安装在轴承连接板313的上端面，连接轴311下部通过转动轴承以安装在轴承座312内，减速器安装板314固定在轴承连接板313的下端面，减速器309安装在减速器安装板314的下部，减速器309的输出端与连接轴311的下部固连，离合器308的输入端与连接轴311的上部相连，主动带轮307安装在离合器308的外部且与其相连，同步带轮连接主动带轮307与从动带轮303。减速器309、连接轴311、离合器308、主动带轮307均同轴设置。旋转电机310设置在安装桌301的下端面，减速器309的输出端与旋转电机310的输出端固连。

为了减少安装桌301的高度，旋转电机310水平设置在安装桌301的下端面，减速器309选用直角减速器。

安装桌301上开有竖直的多个通槽，支撑轴302下部伸入安装桌301的通槽中，支撑轴302下端固定在安装桌301上，从动带轮303通过转动轴承以安装在支撑轴302的中部，传动套筒304的下端与从动带轮303固连，传动套筒304上端与快锁接头306的上部通过抱紧箍305以固连，支撑轴302、快锁接头306、传动套筒304、从动带轮303均同轴设置，快锁接头306上部与快锁接头306下部之间能够绕竖直轴线相对转动，支撑轴302的中部开有通孔，快锁接头306中部开有通孔，快锁接头306下部外径小于支撑轴302上部中轴孔的内径，快锁接头306下部插入支撑轴302上部的轴孔中，密封组件315包括上层密封圈和下层密封圈，上层密封圈安装在快锁接头306下端的外侧，上层密封圈的内周面与快锁接头306下部的外周面为仿形设计，上层密封圈与快锁接头306为过盈配合，下层密封圈安装在支撑轴302上端的外侧，下层密封圈的内周面与支撑轴302的外周面为仿形设计，上层密封圈与快锁接头306为过盈配合，上层密封圈与下层密封圈之间固连，从而快锁接头306的下部与支撑轴302的上端固连。优选的，为了防止下层密封圈与支撑轴302相对转动，将支撑轴302上部外侧铣出一个与支撑轴302轴线平行的平面。支撑轴302中通孔与快锁接头306中通孔相通，气管穿过支撑轴302的通孔，气管插入到快锁接头306的下部；压力表的表颈部与快锁接头306螺纹连接。

传动过程如下：旋转电机310的动力依次经过减速器309、连接轴311、离合器308传递到主动带轮307，主动带轮307经过同步带、从动带轮303、传动套筒304传递到快锁接头306。协作机器人4从料仓5抓取压力表竖直放置在快锁接头306中，协作机器人4对压力表保持抓取状态，即协作机器人4保持压力表静止不动，快锁接头306在从动带轮303的带动下相对压力表转动，从而将压力表与快锁接头306拧紧。

如图6、图7所示，离合器308优选为电磁式离合器，从而能够控制离合器308的自动通断。当自动拧紧切换为手动拧紧时，离合器308可以取消制动，让带轮自由旋转，从而方便进行人工检操作。气体经快锁接头306中通孔进入压力表的表颈部。先通一个标准气压，第一视觉检测机构1检测待检定的压力表示数，如果误差较大，提高进入气体的气压值，第一视觉检测机构1检测待检定的压力表示数，如果两次示数值差值与两次进入气体的气压值差值相差近较大，判定气压表没有拧紧，协作机器人4利用吸盘425固定压力表的表盘，旋转电机310再次转动，离合器308将动力从连接轴311传递到主动带轮，对压力表再次拧紧，压力表检定前，先进行气密性检测。

将压力表与快锁接头306的过程，协作机器人4利用吸盘425固定压力表的表盘，快锁接头306的上部相对表颈部转动，从而将压力表拧紧在夹持机构3上。

如图8所示，第一视觉检测机构1包括第一工业相机102和碗形光源101，碗形光源101正对检测台上待检测的压力表，第一工业相机102与碗形光源101同轴设置，第一工业相机102透过碗形光源101的轴孔对压力表的表面进行拍照。

在检测过程中，离合器308保持主动带轮307与减速器309之间动力传递，从而保证检测过程中压力表不会生产转动。

如图8所示，还包括两轴直角坐标机器人2，两轴直角坐标机器人2的底部安装在主框架6上，第一视觉检测机构1安装在两轴直角坐标机器人2的输出端。两轴直角坐标机器人2带动第一视觉检测机构1靠近夹持机构3并能够沿竖直方向运动。在快锁接头306停止转动时，两轴直角坐标机器人2带动第一视觉检测机构1靠近夹持机构3，从而缩短第一工业相机102与待检测的压力表之间的距离，保证检测的精确度，另一方面能够适应不同表径的压力表。

为了保证压力表的表盘正对第一视觉检测机构1中工业相机422，还包括推杆机构7，推杆机构7固定在两轴直角坐标机器人2的输出端，推杆机构7包括推杆气缸701，推杆气缸701水平设置，推杆702安装在推杆气缸701的输出端，推杆702位于碗形光源101的正下方，推杆702的水平轴线与碗形光源101的水平轴线相互垂直。旋转电机310将压力表与快锁接头306相对拧紧后，离合器308断开主动带轮307与减速器309之间的动力传递，压力表在推杆702的作用下转动，使得压力表的表盘正对第一视觉检测机构1中工业相机422。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际结构可以有多种方式和变化。凡在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施实例，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种压力表自动检定装置，包括主框架（6）、料仓（5）、协作机器人（4）、夹持机构（3）和第一视觉检测机构，所述料仓（5）、协作机器人（4）、夹持机构（3）和第一视觉检测机构（1）设置在主框架（6）上，所述料仓（5）和夹持机构（3）设置在协作机器人（4）的周围，所述第一视觉检测机构（1）设置在夹持机构（3）远离协作机器人（4）的一端，所述协作机器人（4）从料仓（5）中抓取物料放置到夹持机构（3），所述第一视觉检测机构（1）对夹持机构（3）上的压力表进行检测，所述夹持机构（3）包括安装桌（301），旋转电机（310）贯穿设置在安装桌（301）上，旋转电机（310）的动力经离合器（308）传递到传动套筒（304）上，支撑轴（302）竖直固定在安装桌（301）上，传动套筒（304）能够转动地安装在支撑轴（302）上，所述传动套筒（304）的上端与快锁接头（306）的上端固连，压力表的表颈部与快锁接头（306）螺纹连接，快锁接头（306）的下端与支撑轴（302）固定，快锁接头（306）上端相对其下端能够转动，快锁接 头（306）的内部、支撑轴（302）的内部均开有竖直通孔，快锁接头（306）、支撑轴（302）同轴设置，其特征在于，还包括推杆机构（7），所述推杆机构（7）包括推杆气缸（701），所述推杆气缸（701）水平安装在在两轴直角坐标机器人（2）的输出端，推杆（702）安装在所述推杆气缸（701）的输出端，所述推杆（702）位于碗形光源（101）的正下方，推杆（702）的水平轴线与碗形光源（101）的水平轴线相互垂直；所述协作机器人（4）包括协作机器人本体（401）和末端抓手（402），所述末端抓手（402）包括吸盘（425），吸盘（425）安装在协作机器人本体（401）的末端。

2.根据权利要求1所述的压力表自动检定装置，其特征在于，所述旋转电机（310）设置在安装桌（301）的下端面，减速器（309）的输出端与旋转电机（310）的输出端固连，减速器（309）的输出端与连接轴（311）固连，所述连接轴（311）与离合器（308）的输入端固连，主动带轮（307）安装在离合器（308）的输出端，同步带轮连接主动带轮（307）与从动带轮（303），从动带轮（303）能够转动地安装在支撑轴（302）的中部，从动带轮（303）与传动套筒（304）的下端固连且同轴设置。

3.根据权利要求1或者2所述的压力表自动检定装置，其特征在于，所述离合器（308）为电磁式离合器。

4.根据权利要求1所述的压力表自动检定装置，其特征在于，所述第一视觉检测机构包括第一工业相机（102）和碗形光源（101），所述碗形光源（101）正对夹持机构（3）上待检测的压力表，第一工业相机（102）与碗形光源（101）同轴设置，第一工业相机（102）透过碗形光源（101）的轴孔对压力表的表面进行拍照。

5.根据权利要求4所述的压力表自动检定装置，其特征在于，还包括两轴直角坐标机器人（2），所述两轴直角坐标机器人（2）的底部安装在主框架（6）上，所述第一视觉检测机构（1）安装在两轴直角坐标机器人（2）的输出端，两轴直角坐标机器人（2）带动第一视觉检测机构（1）在竖直平面内运动。

6.根据权利要求1所述的压力表自动检定装置，其特征在于，所述料仓（5）包括斜坡放置台（501）和定位块（502），所述定位块（502）均匀布置在所述斜坡放置台（501）的上端面，所述定位块（502）中开有定位槽，压力表的表盘放置在斜坡放置台（501）上，压力表的表颈部插入所述定位块（502）的定位槽中。

7.根据权利要求6所述的压力表自动检定装置，其特征在于，所述料仓（5）能够滑动地设置在主框架（6）上。

8.根据权利要求1所述的压力表自动检定装置，其特征在于，所述末端抓手（402）还包括压力检测表，吸盘（425）、压力检测表均安装在协作机器人本体（401）的末端，压力检测表与吸盘（425）相连，压力检测表用于检测吸盘（425）压力。

9.根据权利要求8所述的压力表自动检定装置，其特征在于，还包括第二视觉检测机构和敲击单元，第二视觉检测机构和敲击单元均安装在协作机器人本体（401）的输出端，第二视觉检测机构用于检测料仓（5）中压力表位置以及压力表的型号规格，敲击单元对夹持机构（3）中的压力表进行敲击。

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