CN112827842A - 中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统，包括从左往右依次设置的进料机构、清洗干燥机构、2.5D拍照检测机构、机器视觉检测机构和产品分选机构，在清洗干燥机构的两侧设置有送料机构，控制系统与进料机构、清洗干燥机构、送料机构、2.5D拍照检测机构、机器视觉检测机构和产品分选机构的均信号相连接。本发明还同时提供了利用上述自动化产线系统进行的十字轴尺寸和表面缺陷检测方法。本发明能实现对加工完成的十字轴进行自动清洗、烘干、自动在线检测及缺陷成因分析，并自动分离成品和废品。

Description

中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统及方法
技术领域
本发明涉及自动化生产领域，具体涉及中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统及相应的检测方法。
背景技术
十字轴作为万向节的核心之一，主要起到连接、传导力的作用，其质量决定了整机的服役年限和安全稳定性。因此对于十字轴的生产交付，必须做到100％的全检。目前，国内机械制造业正面临向智能制造转型升级，全自动在线检测及缺陷成因分析系统装置的市场潜力巨大。针对十字轴产品，替代人工检测的全自动在线检测及缺陷成因分析系统装置，国内尚不完善和成熟；而且，万向节部件的加工设备、清洗烘干设备、检测设备都具备，但都独立工作，生产时，需要人工将万向节按工序在不同的设备上完成加工、清洗、烘干、缺陷检测，费时费力，因此，需要一条能解决上述问题的生产、检测自动化的产线。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供中型十字轴在线尺寸和表面缺陷检测自动化产线系统，从而实现对加工完成的十字轴进行自动清洗、烘干、自动在线检测及缺陷成因分析，并自动分离成品和废品。
为了解决上述技术问题，本发明提供中型十字轴在线尺寸和表面缺陷检测自动化产线系统，包括从左往右依次设置的进料机构、清洗干燥机构、2.5D拍照检测机构、机器视觉检测机构和产品分选机构，在清洗干燥机构的两侧设置有送料机构，控制系统与进料机构、清洗干燥机构、送料机构、2.5D拍照检测机构、机器视觉检测机构和产品分选机构的均信号相连接。
作为本发明的中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统的改进：
所述进料机构包括进料输送带和进料抓取装置，进料输送带横向设置且前端与前序的十字轴加工产线相邻接，进料输送带的末端设置有进料抓取装置。
作为本发明的中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统的进一步改进：
所述清洗干燥机构包括横向依次布置预洗机构、精洗机构、风吹机构、甩液机构和除液机构，预洗机构、精洗机构、风吹机构、甩液机构和除液机构各自的工位在同一平面的同一条直线上且为清洗干燥机构的工作中心线；预洗机构的工位与进料输送带的末端相邻。
作为本发明的中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统的进一步改进：
所述送料机构包括横移挡板和送料推送装置，横移挡板和送料推送装置分别位于清洗干燥机构的工作中心线两侧，且与清洗干燥机构的工作中心线相互平行设置，横移挡板和送料推送装置各自的长度均不短于清洗干燥机构的长度；送料辅助气缸与横移挡板在清洗干燥机构的工作中心线的同一侧，送料辅助气缸活塞杆的伸缩方向为竖向且与横移挡板固定连接；送料气缸、送料伸出气缸与送料推送装置在清洗干燥机构的工作中心线另一侧，送料伸出气缸活塞杆的伸缩方向为竖向且与送料推送装置固定连接，送料气缸活塞杆的伸缩方向为横向且与送料推送装置固定连接。
作为本发明的中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统的进一步改进：
所述2.5D拍照检测机构包括横向设置的检测进料输送带，检测进料输送带与清洗干燥机构的工作中心线在同一平面的同一条直线上，检测进料输送带的入口与除液机构的工位相接；在检测进料输送带的正上方设置2.5D拍照机构，检测进料输送带的一侧设置有翻转推进气缸，翻转推进气缸的活塞杆的伸缩方向为竖向且正对2.5D拍照机构的工位；检测进料输送带的另一侧设置有翻转推出气缸和工件翻转装置，翻转推进气缸的活塞杆的伸缩方向为竖向且正对着工件翻转装置的工位。
作为本发明的中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统的进一步改进：
所述机器视觉检测机构包括轴颈视觉检测机构、拐角视觉检测机构、端面视觉检测机构、过渡输送带和旋臂机构；旋臂机构设置有3个呈三角形分布的夹爪；旋臂机构的进料抓取工位设置于检测进料输送带的尾部，旋臂机构的放料工位设置于过渡输送带的前端，同时，旋臂机构的进料抓取工位、轴颈视觉检测机构的工位、拐角视觉检测机构的工位、端面视觉检测机构的工位和旋臂机构的放料工位均位于旋臂机构的夹爪的旋转工作范围之内。
作为本发明的中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统的进一步改进：
所述产品分选机构包括工业机器人、尺寸废料输送带、视觉废料输送带、好料输送带、尺寸检测机；工业机器人位于过渡输送带后半部分的上方，工业机器人设置有2个夹爪，尺寸废料输送带、视觉废料输送带、好料输送带、尺寸检测机都位于工业机器人的2个夹爪工作范围内。
本发明还同时提供了利用上述自动化产线系统进行的十字轴尺寸和表面缺陷检测方法，包括以下使用步骤：
步骤1、输入：
前置产线完成工件加工后，从进料输送带的前端将工件连续间隔输入；
进料输送带将工件输送至进料抓取装置所在的位置后，进料抓取装置将工件放置入预洗机构的工位；
步骤2、清洗、干燥：
通过送料辅助气缸活塞杆和送料伸出气缸活塞杆的伸缩，横移挡板和送料推送装置将工件保持在清洗干燥机构的工位中心线上，连续生产时，预洗机构的工位、精洗机构的工位、风吹机构的工位、甩液机构的工位和除液机构的工位上同时有工件，然后通过送料气缸活塞杆的伸缩，送料推送装置推动各个工位上工件同时顺次移动，依次经过预清洗、精洗、风干、甩液和除液个工序；
清洗干燥后的工件被送料机构从除液机构的工位推送进入检测进料输送带的前端；
步骤3、2.5D拍照检测：
工件在检测进料输送带上到达2.5D拍照机构的正下方时，检测进料输送带停止移动，2.5D拍照机构对工件上表面进行拍照并将图像传输给控制系统；拍照完成后，翻转推进气缸的活塞杆伸出将工件从2.5D拍照机构的工位推至对面的工件翻转装置中，工件翻转装置夹紧工件并上下翻转180度，将工件原来的下表面翻转朝上，然后翻转推出气缸的活塞杆伸出将工件推回至2.5D拍照机构的正下方，由2.5D拍照机构对工件原来的下表面进行拍照并将图像传输给控制系统；
控制系统判断上、下表面的图像是否存在缺陷，从而判定工件为视觉废料还是视觉合格料；2.5D拍照检测完成后，无论是视觉废料还是视觉合格料，检测进料输送带继续将工件输送给机器视觉检测机构检测；
步骤4、轴颈检测、端面检测、拐角检测：
工件到达旋臂机构的进料抓取工位上时，旋臂机构的夹爪下降并抓取工件，然后旋臂机构旋转，当工件依次经过轴颈视觉检测机构的工位、拐角视觉检测机构的工位和端面视觉检测机构的工位时，如果工件为2.5D拍照检测机构判断的视觉合格料，分别由轴颈视觉检测机构、拐角视觉检测机构、端面视觉检测机构对工件进行拍照，然后将图像送至控制系统进行分析检测，由控制系统再次判断给出视觉检测结果：视觉废料或视觉合格料；如果工件为2.5D拍照检测机构判断的视觉废料，轴颈视觉检测机构、拐角视觉检测机构、端面视觉检测机构无需拍照检测；
然后，旋臂机构将工件送到旋臂机构的放料工位，放在过渡输送带上，再由过渡输送带输送至后续的产品分选机构；连续生产时，旋臂机构的3个夹爪可以同时在3个工位之间进行抓取、旋转位移的操作；
步骤5、尺寸检测及分选：
过渡输送带将工件送达工业机器人的工位时，工业机器人的一个夹爪将工件抓取送到尺寸检测机中进行尺寸检测，并给出尺寸检测结果：尺寸废料或尺寸合格料，然后将尺寸检测结果发送给控制系统；同时，工业机器人的另一个夹爪将尺寸检测机内的工件，根据视觉检测结果和尺寸检测结果，分别将：
尺寸废料放置于尺寸废料输送带上；
尺寸合格料但为视觉废料的工件放置到视觉废料输送带上；
尺寸合格料且为视觉合格料的工件放置到好料输送带上；
然后尺寸废料输送带、视觉废料输送带、好料输送带分别将工件送入各自对应的容器里存储，从而完成十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线处理。
本发明具有以下技术优势：
1、本发明在缺陷检测前经过两道清洗工序充分对工件进行清洗，延长清洗液使用寿命；采用吹气、甩干除液的方式，除去工件表面的大量液滴，提高了后续测量的精度，最大可能的避免杂质灰尘等外界因素对测量的影响；
2、本发明的缺陷检测采用影像检测的手段，技术成熟，速度快、精度高，适合连续生产；
3、本发明通过合理的结构设计，通过上下表面检测、轴颈检测、端面检测、拐角检测，完全覆盖了十字轴的检测；
4、本发明的工业机器人有2个夹爪，工作时能够同时夹起待尺寸检测的工件和尺寸检测完成的工件；旋臂机构有3个夹爪，能够同时夹起3个工位的工件进行同步检测，实现产品的流水线检测。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1为中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统的结构示意图；
图2为中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统的生产过程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1、在本发明中，工件(十字轴)从左往右移动并接受清洗、风干、检测和分类等各道工序，将从左往右的水平方向设置为横向；中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统，如图1，包括从左往右依次横向设置的进料机构、清洗干燥机构、2.5D拍照检测机构、机器视觉检测机构和产品分选机构，在清洗干燥机构的两侧设置有送料机构，控制系统40与上述各机构均信号相连接，用以控制各个机构的动作执行。
进料机构包括进料输送带1和进料抓取装置2，进料输送带1横向设置，前端与前序的十字轴加工产线相邻接，进料抓取装置2设置于进料输送带1的末端；前序的十字轴加工产线加工完成的工件(即十字轴工件，为简化描述以下不再一一指明)通过进料输送带1的前端传入，并通过进料输送带1向后传送，到达进料抓取装置2的工位时，进料抓取装置2将工件抓取并位移给后续的清洗干燥机构。
清洗干燥机构包括横向依次布置预洗机构3、精洗机构4、风吹机构6、甩液机构7和除液机构8，分别对应于五个工位，即预洗机构3的工位、精洗机构4的工位、风吹机构6的工位、甩液机构7的工位和除液机构8的工位，各个工位在同一工作面上且各个工位的工作中心在同一条直线上，各个工位的工作中心所在直线为清洗干燥机构的工作中心线；预洗机构3的工位与进料输送带1的末端相邻，工件在到达进料抓取装置2所在的位置后，控制系统40控制进料抓取装置2将工件放置送入预洗机构3的工位，然后送料机构将工件从左至右横移置至精洗机构4的工位、风吹机构6的工位、甩液机构7的工位和除液机构8的工位，依次经过预清洗、精洗、风干、甩液和除液5个工序；预洗机构3和精洗机构4用来对工件进行二次清洗从而达到充分清洗的效果，风吹机构6、甩液机构7和除液机构8用来除去工件表面的残留的液滴，使工件在后续缺陷检测和尺寸测量时得到的结果尽可能准确。
送料机构包括分别位于清洗干燥机构的工作中心线两侧的横移挡板9和送料推送装置25，横移挡板9和送料推送装置25与清洗干燥机构的工作中心线相互平行设置，且长度均不短于清洗干燥机构的长度，送料辅助气缸5与横移挡板9在清洗干燥机构的工作中心线的同一侧，送料辅助气缸5活塞杆的伸缩方向为竖向且与横移挡板9固定连接，通过送料辅助气缸5活塞杆的伸缩，推动横移挡板9在竖向上运动，从而对工件在清洗干燥机构的工作中心线的一侧起到竖向上的限位作用；对应的，送料气缸27、送料伸出气缸26和送料推送装置25在清洗干燥机构的工作中心线另一侧，送料伸出气缸26活塞杆的伸缩方向为竖向且与送料推送装置25固定连接，通过送料伸出气缸26活塞杆的伸缩，推动送料推送装置25在竖向上的运动，从而对工件在清洗干燥机构的工作中心线的另一侧起到竖向上的限位作用；送料气缸27活塞杆的伸缩方向为横向且与送料推送装置25固定连接，用以提供送料推送装置25在横向上的运动从而使工件在清洗干燥机构的各个工位上依次横向移动；
通过送料辅助气缸5活塞杆和送料伸出气缸26活塞杆的伸缩，横移挡板9和送料推送装置25将工件保持在清洗干燥机构的工位中心线上，再通过送料气缸27活塞杆的伸缩将工件依次推送至清洗干燥机构的各个工位，工件在清洗干燥机构的各个工位间的移动是同时进行的，即连续生产时，预洗机构3的工位、精洗机构4的工位、风吹机构6的工位、甩液机构7的工位和除液机构8的工位上同时有工件，然后在送料气缸27活塞杆的伸缩推动各个工位上工件同时顺次移动；最终，清洗干燥后的工件从除液机构8的工位移出，然后被送料机构送入后续的2.5D拍照检测机构。
2.5D拍照检测机构用以检测工件上、下表面的砸伤、生锈、凹坑等缺陷，包括水平横向设置的检测进料输送带12，检测进料输送带12与清洗干燥机构的工作中心线在同一平面的同一条直线上，检测进料输送带12的入口与除液机构8的工位相接，用以承接送料机构推送过来的清洗干燥后的工件，并能将工件顺次传送到2.5D拍照机构10的工位和后续的机器视觉检测机构的工位；在检测进料输送带12的正上方设置2.5D拍照机构10，用以对工件的上表面和下表面拍照，并将图像传送给控制系统40；检测进料输送带12的一侧设置有翻转推进气缸11，翻转推进气缸11的活塞杆的伸缩方向为竖向且正对2.5D拍照机构10的工位；检测进料输送带12的另一侧设置有翻转推出气缸24和工件翻转装置23，翻转推进气缸11的活塞杆的伸缩方向为竖向且正对着工件翻转装置23的工位，工件翻转装置23可以夹紧位于其工位上的工件的同时上下翻转180度；当工件到达2.5D拍照机构10的工位时，2.5D拍照机构10对工件上表面进行拍照并将图像传输给控制系统40用以分析检测，拍照完成后，翻转推进气缸11的活塞杆伸出将工件从2.5D拍照机构10的工位推至对面的工件翻转装置23的工位中，工件翻转装置23将工件夹紧并翻转180度，将工件原来的下表面翻转朝上，再由翻转推出气缸24的活塞杆伸出将工件推回至2.5D拍照机构10的工位，由2.5D拍照机构10对工件原来的下表面进行拍照并将图像传输给控制系统40用以分析检测，由控制系统40判断上、下表面的图像是否存在缺陷，从而判定工件为视觉废料或视觉合格料。
机器视觉检测机构包括轴颈视觉检测机构22、拐角视觉检测机构20、端面视觉检测机构21、过渡输送带18和旋臂机构13；旋臂机构13设置有3个呈三角形分布的夹爪，可同时夹起3个工位的工件进行旋转移位操作；旋臂机构13的进料抓取工位设置于检测进料输送带12的尾部，旋臂机构13的放料工位设置于过渡输送带18的前端，同时，旋臂机构13的进料抓取工位、轴颈视觉检测机构22的工位、拐角视觉检测机构20的工位、端面视觉检测机构21的工位和旋臂机构13的放料工位均位于旋臂机构13的夹爪的旋转工作范围之内，工件到达旋臂机构13的进料抓取工位(即检测进料输送带12的尾部)上时，被旋臂机构13的夹爪抓取，然后旋臂机构13旋转，工件依次在轴颈视觉检测机构22的工位上被检测轴颈表面的缺陷，在拐角视觉检测机构20的工位被检测轴颈表面的缺陷，在端面视觉检测机构21的工位上被检测端面缺陷，最后到达旋臂机构13的放料工位(即过渡输送带18的前端)上，再由过渡输送带18输送至后续的产品分选机构；连续生产时，旋臂机构13的3个夹爪可以同时进行抓取、位移的操作；轴颈视觉检测机构22用以检测轴颈表面的缺陷，比如轴颈欠磨、轴颈砸伤、轴颈生锈等，端面视觉检测机构21用以检测端面缺陷，比如端面砸伤、端面欠磨、端面生锈等，拐角视觉检测机构20用以检测拐角表面缺陷，比如拐角缺肉、拐角生锈等，检测的方法为：如果工件为2.5D拍照检测机构判断的视觉合格料，那么工件分别由轴颈视觉检测机构22、拐角视觉检测机构20、端面视觉检测机构21拍照然后将图像送至控制系统40进行分析检测，再由控制系统40判断给出视觉检测结果：视觉废料或视觉合格料；如果工件为2.5D拍照检测机构判断的视觉废料，轴颈视觉检测机构22、拐角视觉检测机构20、端面视觉检测机构21无需拍照检测。
产品分选机构包括工业机器人19、尺寸废料输送带15、视觉废料输送带16、好料输送带17、尺寸检测机14；工业机器人19有2个夹爪，位于过渡输送带18后部的上方，工作时能够同时夹起待尺寸检测的工件和尺寸检测完成的工件，尺寸废料输送带15、视觉废料输送带16、好料输送带17、尺寸检测机14都位于工业机器人19的2个夹爪的工作范围内；视觉检测完成的工件由过渡输送带18输送至工业机器人19的工位，工业机器人19先将工件抓取送到尺寸检测机14中进行尺寸检测，并给出尺寸检测结果：尺寸废料或尺寸合格料，然后将尺寸检测结果发送给控制系统40，控制系统40根据视觉检测结果和收到的尺寸检测结果，控制工业机器人19将尺寸废料放置于尺寸废料输送带15上，将尺寸合格但视觉废料产品放置到视觉废料输送带16上，将尺寸和视觉检测均合格的放置到好料输送带17上，然后尺寸废料输送带15、视觉废料输送带16、好料输送带17分别将工件送入各自对应的容器里存储；尺寸检测机14用来测量十字轴的直径参数和长度参数，重复性精度在1um以内，尺寸检测机14的尺寸测量系统采用自动对标及防错功能：内部设置1个中值校零件及上、下限防错工件，机器内设2个防错件工位，一个工位放一个比尺寸公差上限轴颈大2um、总长长5um的工件，一个工位放一个比尺寸公差下限轴颈小2um、总长短5um的工件。
控制系统40与进料机构、清洗干燥机构、送料机构、2.5D拍照检测机构、机器视觉检测机构和产品分选机构内各个部件均信号连接，为简化描述在附图1中省略了各信号连接关系，控制系统40用以控制各个部件的动作，并用以存储2.5D拍照机构10、轴颈视觉检测机构22、拐角视觉检测机构20和端面视觉检测机构21的图像和影像数据，对所收到图像和影像数据进行分析计算，并给出结果；此外，各个部件执行的动作均由控制系统40发出指令并控制执行，为简化描述，对每个动作不再一一列明由控制系统40所控制；
还需指出的是进料机构、清洗干燥机构、送料机构、2.5D拍照检测机构、机器视觉检测机构和产品分选机构均设置有与控制系统信号连接的位置传感器，包含但不限于光电式位置传感器、电位计、磁位置传感器等，位置传感器为现有技术，不再一一描述各个位置传感器的结构、实现方式、与控制系统40的信号交互过程。
利用上述装置进行的中型十字轴尺寸和表面缺陷检测方法，包括以下步骤，如图2：
1、输入：
前置产线完成工件加工后，从进料输送带1的前端将工件连续间隔输入；
进料输送带1将工件输送至进料抓取装置2所在的位置后，进料抓取装置2将工件放置入预洗机构3的工位；
2、清洗、干燥：
通过送料辅助气缸5活塞杆和送料伸出气缸26活塞杆的伸缩，横移挡板9和送料推送装置25将工件保持在清洗干燥机构的工位中心线上，再通过送料气缸27活塞杆的伸缩，送料推送装置25将工件在精洗机构4的工位、风吹机构6的工位、甩液机构7的工位和除液机构8的工位之间依次移动，即连续生产时，预洗机构3的工位、精洗机构4的工位、风吹机构6的工位、甩液机构7的工位和除液机构8的工位上同时有工件，然后在送料气缸27活塞杆的伸缩使得送料推送装置25推动各个工位上工件同时向右移动，依次经过预清洗、精洗、风干、甩液和除液5个工序；
清洗干燥后的工件被送料机构从除液机构8的工位推送进入检测进料输送带12的前端；
3、2.5D拍照检测：
工件在检测进料输送带12上到达2.5D拍照机构10的正下方时，检测进料输送带12停止移动，2.5D拍照机构10对工件上表面进行拍照并将图像传输给控制系统40；拍照完成后，翻转推进气缸11的活塞杆伸出将工件从2.5D拍照机构10的工位推至对面的工件翻转装置23中，工件翻转装置23夹紧工件并上下翻转180度，将工件原来的下表面翻转朝上，然后翻转推出气缸24的活塞杆伸出将工件推回至2.5D拍照机构10的正下方，由2.5D拍照机构10对工件原来的下表面进行拍照并将图像传输给控制系统40；控制系统40判断上、下表面的图像是否存在缺陷，从而判定工件为视觉废料还是视觉合格料；
2.5D拍照检测完成后，无论是视觉废料还是视觉合格料，检测进料输送带12继续将工件输送给机器视觉检测机构检测；
4、轴颈检测、端面检测、拐角检测：
工件到达旋臂机构13的进料抓取工位上时，旋臂机构13的夹爪下降并抓取工件，然后旋臂机构13旋转，当工件依次经过轴颈视觉检测机构22的工位、拐角视觉检测机构20的工位和端面视觉检测机构21的工位时，如果工件为2.5D拍照检测机构判断的视觉合格料，分别由轴颈视觉检测机构22、拐角视觉检测机构20、端面视觉检测机构21对工件进行拍照，然后将图像送至控制系统40进行分析检测，由控制系统40再次判断给出视觉检测结果：视觉废料或视觉合格料；如果工件为2.5D拍照检测机构判断的视觉废料，轴颈视觉检测机构22、拐角视觉检测机构20、端面视觉检测机构21无需拍照检测；
然后，旋臂机构13将工件送到旋臂机构13的放料工位，放在过渡输送带18上，再由过渡输送带18输送至后续的产品分选机构；连续生产时，旋臂机构13的3个夹爪可以同时在3个工位之间进行抓取、旋转位移的操作；
5、尺寸检测及分选：
工业机器人19的的2个夹爪能同时夹起待尺寸检测的工件和尺寸检测完成的工件；过渡输送带18将工件送达工业机器人19的工位时，工业机器人19的一个夹爪将工件抓取送到尺寸检测机14中进行尺寸检测，并给出尺寸检测结果：尺寸废料或尺寸合格料，然后将尺寸检测结果发送给控制系统40；同时，工业机器人19的另一个夹爪将尺寸检测机14内的工件，根据视觉检测结果和尺寸检测结果，分别将：
尺寸废料放置于尺寸废料输送带15上；
尺寸合格料但为视觉废料的工件放置到视觉废料输送带16上；
尺寸合格料且为视觉合格料的工件放置到好料输送带17上；
然后尺寸废料输送带15、视觉废料输送带16、好料输送带17分别将工件送入各自对应的容器里存储，从而完成十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线处理。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统，其特征在于：包括从左往右依次设置的进料机构、清洗干燥机构、2.5D拍照检测机构、机器视觉检测机构和产品分选机构，在清洗干燥机构的两侧设置有送料机构，控制系统(40)与进料机构、清洗干燥机构、送料机构、2.5D拍照检测机构、机器视觉检测机构和产品分选机构的均信号相连接。
2.根据权利要求1所述的中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统，其特征在于：
所述进料机构包括进料输送带(1)和进料抓取装置(2)，进料输送带(1)横向设置且前端与前序的十字轴加工产线相邻接，进料输送带(1)的末端设置有进料抓取装置(2)。
3.根据权利要求2所述的中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统，其特征在于：
所述清洗干燥机构包括横向依次布置预洗机构(3)、精洗机构(4)、风吹机构(6)、甩液机构(7)和除液机构(8)，预洗机构(3)、精洗机构(4)、风吹机构(6)、甩液机构(7)和除液机构(8)各自的工位在同一平面的同一条直线上且为清洗干燥机构的工作中心线；预洗机构(3)的工位与进料输送带(1)的末端相邻。
4.根据权利要求3所述的中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统，其特征在于：
所述送料机构包括横移挡板(9)和送料推送装置(25)，横移挡板(9)和送料推送装置(25)分别位于清洗干燥机构的工作中心线两侧，且与清洗干燥机构的工作中心线相互平行设置，横移挡板(9)和送料推送装置(25)各自的长度均不短于清洗干燥机构的长度；送料辅助气缸(5)与横移挡板(9)在清洗干燥机构的工作中心线的同一侧，送料辅助气缸(5)活塞杆的伸缩方向为竖向且与横移挡板(9)固定连接；送料气缸(27)、送料伸出气缸(26)与送料推送装置(25)在清洗干燥机构的工作中心线另一侧，送料伸出气缸(26)活塞杆的伸缩方向为竖向且与送料推送装置(25)固定连接，送料气缸(27)活塞杆的伸缩方向为横向且与送料推送装置(25)固定连接。
5.根据权利要求4所述的中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统，其特征在于：
所述2.5D拍照检测机构包括横向设置的检测进料输送带(12)，检测进料输送带(12)与清洗干燥机构的工作中心线在同一平面的同一条直线上，检测进料输送带(12)的入口与除液机构(8)的工位相接；在检测进料输送带(12)的正上方设置2.5D拍照机构(10)，检测进料输送带(12)的一侧设置有翻转推进气缸(11)，翻转推进气缸(11)的活塞杆的伸缩方向为竖向且正对2.5D拍照机构(10)的工位；检测进料输送带(12)的另一侧设置有翻转推出气缸(24)和工件翻转装置(23)，翻转推进气缸(11)的活塞杆的伸缩方向为竖向且正对着工件翻转装置(23)的工位。
6.根据权利要求5所述的中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统，其特征在于：
所述机器视觉检测机构包括轴颈视觉检测机构(22)、拐角视觉检测机构(20)、端面视觉检测机构(21)、过渡输送带(18)和旋臂机构(13)；旋臂机构(13)设置有3个呈三角形分布的夹爪；旋臂机构(13)的进料抓取工位设置于检测进料输送带(12)的尾部，旋臂机构(13)的放料工位设置于过渡输送带(18)的前端，同时，旋臂机构(13)的进料抓取工位、轴颈视觉检测机构(22)的工位、拐角视觉检测机构(20)的工位、端面视觉检测机构(21)的工位和旋臂机构(13)的放料工位均位于旋臂机构(13)的夹爪的旋转工作范围之内。
7.根据权利要求6所述的中型十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线系统，其特征在于：
所述产品分选机构包括工业机器人(19)、尺寸废料输送带(15)、视觉废料输送带(16)、好料输送带(17)、尺寸检测机(14)；工业机器人(19)位于过渡输送带(18)后半部分的上方，工业机器人(19)设置有2个夹爪，尺寸废料输送带(15)、视觉废料输送带(16)、好料输送带(17)、尺寸检测机(14)都位于工业机器人(19)的2个夹爪的工作范围内。
8.利用如权利要求1～7任一所述的自动化产线系统进行的十字轴尺寸和表面缺陷检测方法，其特征在于包括以下使用步骤：
步骤1、输入：
前置产线完成工件加工后，从进料输送带(1)的前端将工件连续间隔输入；
进料输送带(1)将工件输送至进料抓取装置(2)所在的位置后，进料抓取装置(2)将工件放置入预洗机构(3)的工位；
步骤2、清洗、干燥：
通过送料辅助气缸(5)活塞杆和送料伸出气缸(26)活塞杆的伸缩，横移挡板(9)和送料推送装置(25)将工件保持在清洗干燥机构的工位中心线上，连续生产时，预洗机构(3)的工位、精洗机构(4)的工位、风吹机构(6)的工位、甩液机构(7)的工位和除液机构(8)的工位上同时有工件，然后通过送料气缸(27)活塞杆的伸缩，送料推送装置(25)推动各个工位上工件同时顺次移动，依次经过预清洗、精洗、风干、甩液和除液(5)个工序；
清洗干燥后的工件被送料机构从除液机构(8)的工位推送进入检测进料输送带(12)的前端；
步骤3、2.5D拍照检测：
工件在检测进料输送带(12)上到达2.5D拍照机构(10)的正下方时，检测进料输送带(12)停止移动，2.5D拍照机构(10)对工件上表面进行拍照并将图像传输给控制系统(40)；拍照完成后，翻转推进气缸(11)的活塞杆伸出将工件从2.5D拍照机构(10)的工位推至对面的工件翻转装置(23)中，工件翻转装置(23)夹紧工件并上下翻转180度，将工件原来的下表面翻转朝上，然后翻转推出气缸(24)的活塞杆伸出将工件推回至2.5D拍照机构(10)的正下方，由2.5D拍照机构(10)对工件原来的下表面进行拍照并将图像传输给控制系统(40)；
控制系统(40)判断上、下表面的图像是否存在缺陷，从而判定工件为视觉废料还是视觉合格料；2.5D拍照检测完成后，无论是视觉废料还是视觉合格料，检测进料输送带(12)继续将工件输送给机器视觉检测机构检测；
步骤4、轴颈检测、端面检测、拐角检测：
工件到达旋臂机构(13)的进料抓取工位上时，旋臂机构(13)的夹爪下降并抓取工件，然后旋臂机构(13)旋转，当工件依次经过轴颈视觉检测机构(22)的工位、拐角视觉检测机构(20)的工位和端面视觉检测机构(21)的工位时，如果工件为2.5D拍照检测机构判断的视觉合格料，分别由轴颈视觉检测机构(22)、拐角视觉检测机构(20)、端面视觉检测机构(21)对工件进行拍照，然后将图像送至控制系统(40)进行分析检测，由控制系统(40)再次判断给出视觉检测结果：视觉废料或视觉合格料；如果工件为2.5D拍照检测机构判断的视觉废料，轴颈视觉检测机构(22)、拐角视觉检测机构(20)、端面视觉检测机构(21)无需拍照检测；
然后，旋臂机构(13)将工件送到旋臂机构(13)的放料工位，放在过渡输送带(18)上，再由过渡输送带(18)输送至后续的产品分选机构；连续生产时，旋臂机构(13)的3个夹爪可以同时在3个工位之间进行抓取、旋转位移的操作；
步骤5、尺寸检测及分选：
过渡输送带(18)将工件送达工业机器人(19)的工位时，工业机器人(19)的一个夹爪将工件抓取送到尺寸检测机(14)中进行尺寸检测，并给出尺寸检测结果：尺寸废料或尺寸合格料，然后将尺寸检测结果发送给控制系统(40)；同时，工业机器人(19)的另一个夹爪将尺寸检测机(14)内的工件，根据视觉检测结果和尺寸检测结果，分别将：
尺寸废料放置于尺寸废料输送带(15)上；
尺寸合格料但为视觉废料的工件放置到视觉废料输送带(16)上；
尺寸合格料且为视觉合格料的工件放置到好料输送带(17)上；
然后尺寸废料输送带(15)、视觉废料输送带(16)、好料输送带(17)分别将工件送入各自对应的容器里存储，从而完成十字轴尺寸和表面缺陷检测的自动化产线处理。
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