CN112621146A - 一种基于自动化上料的螺帽检测流水线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于自动化上料的螺帽检测流水线，包括上料机构、检料机构，且所述上料机构将待测螺帽自动输送给检料机构，所述检料机构包括丝棒、压力件、伺服电机以及控制器，所述上料机构包括料架，所述料架与丝棒通过机电机构相对运动，料架的底端开有检验口，从而实现自动对待测螺帽进行上料，控制器通过信号反馈控制伺服电机驱动丝棒正反转，压力件用于维持待测螺帽相对丝棒产生径向压力，所述控制器的信号来源于伺服电机的反馈电流值，本申请的流水线能够在压力件的作用下进行丝牙的检测，并对不良品进行鉴别和排除，整个系统无需人工干预，是能够完全实现自动化处理的流水线。

Description

一种基于自动化上料的螺帽检测流水线
技术领域
本发明涉及螺帽检测技术领域，具体为一种基于自动化上料的螺帽检测流水线。
背景技术
螺帽是常见的紧固件，其广泛应用于各行各业，其需求量大。一般来说其生产附加值低，在工业上都是批量生产和制造，所以难免由于加工精度以及设备的故障出现不良品。并且随着加工设备的不断升级，很多螺帽为了增加其防脱效果会在生产时即在一侧附加垫圈或者防滑圈，这类螺帽的附加值增加，同时由于其生产工序更加复杂其可能存在丝牙扭曲等情况，现有的检测方法为抽样人工检测，效率低，并且仍然存在较大的系统误差，无法排除螺帽生产过程中的随机误差，但显然逐个人工检查显著提高成本，为此，提出一种基于自动化上料的螺帽检测流水线。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于自动化上料的螺帽检测流水线，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于自动化上料的螺帽检测流水线，包括上料机构、检料机构，且所述上料机构将待测螺帽自动输送给检料机构，
所述检料机构包括丝棒、压力件、伺服电机以及控制器，
所述上料机构包括料架，所述料架与丝棒通过机电机构相对运动，料架的底端开有检验口，从而实现自动对待测螺帽进行上料，
控制器通过信号反馈控制伺服电机驱动丝棒正反转，压力件用于维持待测螺帽相对丝棒产生径向压力。
优选的，所述控制器的信号来源于伺服电机的反馈电流值。
优选的，所述控制器的信号来源于压力件空间位置的变化。
优选的，所述上料机构还包括集料箱，所述集料箱通过传输架与料架连接，所述集料箱顶部敞开，且一侧设有提料板，所述提料板通过往复机构驱动上下运动，所述集料箱的底部向靠近提料板的一侧倾斜。
优选的，所述提料板顶部开有凹槽，所述凹槽向靠近集料箱的一侧侧壁倾斜，且所述凹槽的一侧设有支台，所述凹槽和支台的斜度相同，凹槽和支台的横向尺寸小于待测螺帽的平放高度。
优选的，所述伺服电机后端连接有伸缩杆，且所述伸缩杆包括主动节和从动节，且所述主动节和从动节的连接处设有缓冲弹簧。
优选的，所述料架的底端设有与检验口相互垂直的排料口，所述料架上设有排料气缸，所述排料气缸驱动排料杆，且所述主动节和从动节的连接处还设第一开关。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的上料机构能够将螺帽按照一定的方向整齐排列从而实现自动上料，并且伺服电机通过控制丝棒正反转，让螺帽能够在压力件的作用下进行丝牙的检测，并对不良品进行鉴别和排除，整个系统无需人工干预，能够完全实现自动化处理的流水线。
附图说明
图1为本发明的实施例1的整体结构示意图；
图2为本发明的实施例2的整体结构示意图；
图3为本发明的集料箱内部结构图；
图4为本发明的集料箱剖面结构图；
图5为本发明图4的A部放大图；
图6为本发明的料架的结构图；
图7为本发明的扫料杆的连接示意图；
图8为本发明的提料板顶部的结构示意图；
图9为本发明的凹槽的结构示意图；
图10为本发明伸缩杆处的结构图；
图11为本发明的提料板与螺帽接触状态图a；
图12为本发明的提料板与螺帽接触状态图b；
图13为本发明的提料板与螺帽接触状态图c；
图14为本发明的提料板与螺帽接触状态图d；
图15为本发明的实施例2的部分结构示意图I；
图16为本发明的实施例2的部分结构示意图II。
图中：图中：1、丝棒，2、压力件，201、弹板，202、弹板架，203、压力弹簧，3、伺服电机，4、控制器，5、料架，6、传输架，7、集料箱，8、提料板，9、往复机构，10、凹槽，11、支台，12、伸缩杆，1201、主动节，1202、从动节，1203、缓冲弹簧，1204、第一开关，13、检验口，14、排料口，15、排料气缸，16、排料杆，17、承载架，18、上料气缸，19、导向槽，20、扫料杆，21、滑动块，22、动板，23、分料板，24、分料气缸，25、第一料箱，26、第二料箱，27、第二开关，28、第三开关，29、卸料气缸。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考图1-16：
实施例1、一种基于自动化上料的螺帽检测流水线，包括上料机构、检料机构，且所述上料机构将待测螺帽自动输送给检料机构，所述检料机构包括丝棒1、压力件2、伺服电机3以及控制器4，压力件2用于维持待测螺帽相对丝棒1产生径向压力，具体而言，所述压力件2包括弹板201、弹板架202、以及压力弹簧203，如图1所示弹板201滑动套接在弹板架202上，并受压力弹簧203向靠近螺帽方向的的压力，当待检测的螺帽向伺服电机3方向移动后能够挤压压力弹簧203，从而使待检测的螺帽接受弹板201给与的反作用力，为此让弹板201和待检测的螺帽之间产生摩擦力，维持待检测螺帽相对于丝棒1不转动，从而让丝棒1正向转动时能够不用人工维持螺帽，也能让螺帽在丝棒1上进而啮合移动。
检料机构整体安装在承载架17上，控制器4通过信号反馈控制伺服电机3驱动丝棒1正反转，具体而言此信号来源于服电机3的反馈电流值，控制器4一直监控伺服电机3的工作反馈电流，可用于判断螺帽与丝棒1的啮合情况，初始时螺帽与丝棒1啮合，此时反馈电流较小，随着螺帽不断在丝棒1上啮合，推动弹板201移动则压力弹簧203反馈的压力越来越大，则此时螺帽受力会越大，从而让螺帽的丝牙与丝棒1上的丝牙接触压力更大，从而增加了啮合转动的阻力，则此时反馈电流会增加，通过设置阈值电流IA来作为伺服电机3反转的节点电流(如待测螺帽与丝棒1啮合了5cm，表明螺帽丝牙完好，此时由于啮合一段距离则压力弹簧203的弹力增大)，当螺帽受向外阻力大造成反馈电流大于阈值电流IA时，伺服电机3反转，从而让螺帽与丝棒1脱丝掉落；
利用监控反馈电流的方式也可以获取无法顺利啮合情况的鉴别，控制器4不仅监控反馈电流的大小，还监控其电流随时间的变化情况，当反馈电流发生正向突越则判断螺帽丝牙与丝棒1无法顺利啮合，此时即控制伺服电机3反转，具体由于螺帽丝牙与丝棒1无法顺利啮合时，则此时螺帽与丝棒1跟随转动，即螺帽要克服弹板201给与的摩擦力，即在短时间内增加了伺服电机3的工作反馈电流。
另外，为了能够自动将合格和不合格的螺帽产品进行分类，在所述为承载架17的下方设有分料板23，具体而言，所述底板1的下端面滑动连接有分料板23，所述底板1的下端面上安装有分料气缸24，分料气缸24与控制器4电连接，所述分料气缸24的活塞杆与分料板23固定连接，所述底板1的下方设有第一料箱25与第二料箱26，分料板23收回时，检测完好的螺帽会掉入第一料箱25中，分料板23伸出时，检测损坏的螺帽会掉入第二料箱26中；
所述上料机构包括料架5，所述料架5与丝棒1通过机电机构相对运动，从而实现自动对待测螺帽进行上料，具体而言，机电机构为安装在承载架17上的上料气缸18，上料气缸18通过伸缩杆12连接伺服电机3从而带动丝棒1靠近料架5，从而接触待测螺帽，且所述伸缩杆12包括主动节1201和从动节1202，且所述主动节1201和从动节1202的连接处设有缓冲弹簧1203，从而缓解直接的刚性碰撞，提高使用寿命。料架5的底端开有检验口13，如图6所示，料架5的内部形态与带检测的螺帽外形相匹配，从而能够稳定的传输物料，并且料架5呈竖向放置并且底端向丝棒1方向倾斜，丝棒1呈斜向下的方向设置，此种形式可让待测螺帽能够稳定的在料架5内部滑动，避免从检验口13中掉落，
另外由于料架5的尺寸有限，专门安排人工进行安放待测螺帽会提高人力成本，故所述上料机构还包括集料箱7，所述集料箱7通过传输架6与料架5连接，所述集料箱7顶部敞开，且一侧设有提料板8，提料板8的侧面连接有贯穿集料箱7的导向槽19，往复机构9能够带动提料板8上下运动，例如往复机构9可采用步进电机，步进电机的输出轴连接曲杆带动起圆周运动，从而利用导向槽19让提料板8上下运动，为了能够稳定将螺帽全部转移到传输架6中，步进电机受控制器4控制，其运动方式为使提料板8运动最高处停留一端时间(如30s)即每转1圈停留30s，当然往复机构9也可以采用电动伸缩杆带动提料板8可控的上下运动；集料箱7内堆放带检测的螺帽，并且也可以再外接输送带来不断将待测螺帽运输进来，从而实现不断上料检测。
为了实现螺帽按照一定的方式排列，并通过传输架6传输到料架5上(如图所示，传输架6和料架5内设置成设有与螺帽相匹配的形状)，所述提料板8顶部开有凹槽10，所述凹槽10向靠近集料箱7的一侧侧壁倾斜，且所述凹槽10的一侧设有支台11，所述凹槽10和支台11的斜度相同，并且为了避免出现方向相反的螺帽被提料板8给带上，为避免出现如图12的情况，造成螺帽无法顺利进入传输架6并且会让后面的螺帽也堵塞掉落，所述凹槽10和支台11的横向尺寸小于待测螺帽的平放高度；
另外为了让被提料板8带上来的螺帽能够顺利转移到传输架6中，所述凹槽10和支台11整体靠近传输架6端高，并且提料板8上升到最高处时刚好与传输架6的进口齐平，从而能够稳定上料。
为了解决出现如图14的情况，所述集料箱7内设有扫料杆20，所述集料箱7的两侧壁开有让位槽，且所述让位槽中通过缓冲弹簧连接滑动块21，两个滑动块21之间连接扫料杆20，当出现如图13的情况时，随着提料板8带动螺帽上升，螺帽与扫料杆20接触，正向排放的螺帽由于与凹槽10接触良好，无法横向移动此时扫料杆20受力向右偏移，所以无法被扫落，而如图14反向排放的螺帽由于左侧贴合不好会随着上升会被扫落掉回到集料箱7中，图中箭头为受力转动反向；
另外，由于转移到凹槽10的螺帽均是位于集料箱7槽底靠近提料板8方向的，所以在提料板8运动的基础上增加一个动板22，所述动板22位于集料箱7槽底与提料板8之间，并且提料板8的底部设有凸台用于卡接带动动板22进行一定范围的上升，从让贴近提料板8方向的螺帽能够被更好的抖动，从而尽力避免运行一段时间后可能堆积一些反向排列不好被顺利带走的螺帽。
实施例2、在实施例1的基础上改变控制器4判断的机制来对螺帽进行分类以及正反转，丝棒1受上料气缸18驱动通过伸缩杆12推动伸入料架5的检验口13中，并与最下端的螺帽进行接触，通过旋转后进行啮合，并且缓冲弹簧1203提供缓冲力让初始方便与螺帽啮合，并且动节1201和从动节1202的连接处还设有第一开关1204，当第一开关1204被触动时，说明丝棒1与待测螺帽啮合上了，此时通过上料气缸18带动丝棒1缩回从而让螺帽与弹板201形成挤压，由于此过程挤压可能会造成反馈电流的微小突变引起误判，故通过压力件2空间位置的变化来感知进行分类，即在弹板201的两侧分别安装有第二开关27与第三开关28，另外可能存在一开始就无法与丝棒1进行啮合的情况，在此情况下待测螺帽无法顺利被丝棒1啮合带出，所以无法进行排料，从而终止整个系统的自动化运行。为此，所述料架5的底端设有与检验口13相互垂直的排料口14，所述料架5上设有排料气缸15，所述排料气缸15驱动排料杆16，所述排料口14与检验口13之间方向夹角为90度且所述排料口14方向相对于重力方向斜向上，能够让待测螺帽顺利靠重力依次落下后，仍然保持在料架5中不掉落到外部，当丝棒1向外移动与螺帽接触并转动一端时间后(如0.5s)，第一开关1204仍无法被触发，则此时控制器4控制排料气缸15驱动排料杆16将螺帽从料架5剔除(此时控制丝棒1缩回)，当然可以按照类似第二料箱26等形式再放置其他料箱进行收集此类不良品；
当螺帽被丝棒1受上料气缸18移动后会挤压弹板201，从而让第二开关27脱离接触被触发，此时计时，如果在一定时间内(0.5s)弹板201都未触发第三开关28则说明螺帽与丝棒1啮合不畅，此时控制器4可启动卸料气缸29驱动卸料杆将螺帽向外施加力推离，同时让伺服电机3反转，在弹板201共同作用力下让螺帽卸下，此时同时启动分料气缸24驱动分料板23好进行收集；当一定时间内第三开关28被触发，则说明此螺帽是好的，此时控制器4让伺服电机3反转对螺帽进行退丝脱离。
要说明的控制器4作为控制单元与本申请中的电力部件以及开关电连接，从而接受信号做出判断。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于自动化上料的螺帽检测流水线，其特征在于：包括上料机构、检料机构，且所述上料机构将待测螺帽自动输送给检料机构，
所述检料机构包括丝棒(1)、压力件(2)、伺服电机(3)以及控制器(4)，
所述上料机构包括料架(5)，所述料架(5)与丝棒(1)通过机电机构相对运动，料架(5)的底端开有检验口(13)，从而实现自动对待测螺帽进行上料，
控制器(4)通过信号反馈控制伺服电机(3)驱动丝棒(1)正反转，压力件(2)用于维持待测螺帽相对丝棒(1)产生径向压力。
2.根据权利要求1所述的一种基于自动化上料的螺帽检测流水线，其特征在于：所述控制器(4)的信号来源于伺服电机(3)的反馈电流值。
3.根据权利要求1所述的一种基于自动化上料的螺帽检测流水线，其特征在于：所述控制器(4)的信号来源于压力件(2)空间位置的变化。
4.根据权利要求1所述的一种基于自动化上料的螺帽检测流水线，其特征在于：所述上料机构还包括集料箱(7)，所述集料箱(7)通过传输架(6)与料架(5)连接，所述集料箱(7)顶部敞开，且一侧设有提料板(8)，所述提料板(8)通过往复机构(9)驱动上下运动，所述集料箱(7)的底部向靠近提料板(8)的一侧倾斜。
5.根据权利要求4所述的一种基于自动化上料的螺帽检测流水线，其特征在于：所述提料板(8)顶部开有凹槽(10)，所述凹槽(10)向靠近集料箱(7)的一侧侧壁倾斜，且所述凹槽(10)的一侧设有支台(11)，所述凹槽(10)和支台(11)的斜度相同，凹槽(10)和支台(11)的横向尺寸小于待测螺帽的平放高度。
6.根据权利要求1所述的一种基于自动化上料的螺帽检测流水线，其特征在于：所述伺服电机(3)后端连接有伸缩杆(12)，且所述伸缩杆(12)包括主动节(1201)和从动节(1202)，且所述主动节(1201)和从动节(1202)的连接处设有缓冲弹簧(1203)。
7.根据权利要求6所述的一种基于自动化上料的螺帽检测流水线，其特征在于：所述料架(5)的底端设有与检验口(13)相互垂直的排料口(14)，所述料架(5)上设有排料气缸(15)，所述排料气缸(15)驱动排料杆(16)，且所述主动节(1201)和从动节(1202)的连接处还设第一开关(1204)。
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