CN112871720A - 一种磁粉芯无人自动定位、检测、分类装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁粉芯无人自动定位、检测、分类装置及其方法,包括机架、进、出料输送机构、抓取机器人、重量传感器、电器箱和PLC控制器，抓取机器人与PLC控制器相联，抓取机器人的机械臂可在平板上平面范围内前后、左右、上下移动，用于抓取产品去执行PLC控制器的各种指令，自动定位板的一侧设有光电传感器，用于感应产品到位后启动抓取机器人，重量传感器用于对产品进行称重，平板上平面上设有不合格品区。本发明装置结构简单，易于实现，全程无需人工，自动对产品进行定位、检测、分类，将不合格品排除，大大提高了工作效率和产品合格率，降低了人工成本，对于连续不合格或累积不合格率超过设定值，可使上道工序停机，避免更多的不合格品。

Description

一种磁粉芯无人自动定位、检测、分类装置及其方法

技术领域

本发明涉及磁粉芯制备技术领域，尤其涉及一种磁粉芯无人自动定位、检测、分类装置及其方法。

背景技术

在电子设备中有些元件是用金属粉末或合金粉末颗粒（比如铁硅铝合金粉末），经压力机压制成一定形状（例如环形器件），压制后零件有可能出现产品重量和/高度不一致，导致每个产品都需要人工检测重量和高度。此环节产生两个问题：一是每台机器需要配置多个操作工进行产品的卸料、检测工作；二是人工全检产品过程可能因人的工作质量不稳定而导致不合格产品流到下道工序，产品合格率不高。

目前行业内的做法是从作业指导书方面严格要求作业员工按照标准工艺流程作业，以保障产品质量。但从人、机、料、法、环因素分析产品质量时，就是人的因素最不容易控制。

发明内容

为了解决上述设备加工工艺需要多个人工进行磁粉芯产品卸料、产品检测，人为因素不容易控制，导致产品质量不稳定、产品合格率低的问题，本发明提供了一种磁粉芯无人自动定位、检测、分类装置及其方法。

本发明提供的一种磁粉芯无人自动定位、检测、分类装置，其特征在于包括机架、进料输送机构、出料输送机构、抓取机器人、重量传感器、电器箱和PLC控制器，所述机架上端设有平板，所述进料输送机构纵向设于平板上平面前侧，用于产品上料，所述出料输送机构横向设于平板下方进料输送机构的后侧，用于合格产品出料，所述抓取机器人设于平板上平面上右侧，与PLC控制器相联，所述抓取机器人包括机械臂，所述机械臂可在平板上平面范围内前后、左右、上下移动，用于抓取产品去执行PLC控制器发出的各种指令，所述PLC控制器设于平板上平面上抓取机器人的右后侧，所述进料输送机构的输送带上平面后端设有自动定位板，用于产品自动定位，所述自动定位板左、右两侧均向下设有折弯边，所述自动定位板的一侧折弯板上设有光电传感器，用于感应产品到位后启动抓取机器人抓取产品，所述重量传感器设于平板上平面上进料输送机构后侧，用于对产品进行称重，所述光电传感器、重量传感器均与PLC控制器相联，所述平板上平面上重量传感器后方设有不合格品区，用于产品经检测定为不合品的放置区域，防止不合格品流转至下道工序；

所述PLC控制器接收重量传感器的检测数据，并对数据进行分析，分出合格品和不合格品，发出指令给抓取机器人，将不合格品放置于不合格品区，将合格品放置于出料输送机构输送带上向下道工序流转；

优选的，所述抓取机器人还包括纵梁、横梁、竖梁，所述纵梁固定连接于平板上平面上右侧，所述竖梁与纵梁相套接，与纵梁形成可前后直线移动连接，所述横梁与竖梁相套接，与竖梁形成可上下直线移动连接，所述机械臂与横梁相套接，与横梁形成可左右直线移动连接。

优选的，所述重量传感器左侧边设有高度检测传感器，用于检测产品高度，所述高度检测传感器与PLC控制器相联。

优选的，所述PLC控制器接收高度检测传感器的检测数据，并对数据进行分析，分出合格品和不合格品，发出指令给抓取机器人，将不合格品放置于不合格品区，将合格品放置于出料输送机构输送带上向下道工序流转。

优选的，所述PLC控制器与上道工序的压机控制器相联，若连续不合格或累积不合格率超过设定值，PLC控制器发出控制信号给压机控制器，使上道工序的压机停机并发出报警信号。

优选的，所述机械臂包括固定座、轴、固定套、轴承套、弹簧、活动板和吸具，所述固定座与横梁侧板相套接，可沿横梁左右直线移动，所述固定套与轴上端固定连接，所述轴承套固定连接于固定座上，所述轴的上部固定套的下方套设于轴承套内，可在轴承套内上下直线移动，所述轴的下端部与活动板固定连接，所述轴下部设于固定座与活动板中间段外侧套设有弹簧，所述轴、固定套、轴承套、弹簧设有两套，分别设于固定座的左右两侧，所述活动板下平面上固定连接有吸具，该吸具设为电磁铁，用于吸取产品，所述电磁铁与PLC控制器相联。

优选的，所述固定座前侧板上于右侧轴上方设有位置传感器，所述右侧固定套左外侧面上固定连接有第一感应板，所述位置传感器与PLC控制器相联，用于当第一感应板超出位置传感器感应高度时，控制停机，起保护机械臂作用。

优选的，所述进料输送机构的输送带上方自动定位板的前侧还设有挡料板，该挡料板设有左、右对称的两件，保证产品更平稳地输送至自动定位板处。

优选的，所述纵梁、竖梁、横梁的一端均设有驱动电机，分别用于驱动竖梁、横梁、机械臂的直线移动，所述纵梁、竖梁、横梁靠驱动电机一端外侧面上分别沿纵梁、竖梁、横梁长度方向均设有两个位置接近的位置传感器，相对应地竖梁、横梁、机械臂上分别与纵梁、竖梁、横梁相套接部同侧外侧面上均设有第二感应板，所述位置传感器均与PLC控制器相联，所述纵梁、竖梁、横梁上近驱动电机的位置传感器分别用于原点定位直线移动的竖梁、横梁、机械臂，远驱动电机的位置传感器分别用于使直线移动的竖梁、横梁、机械臂减缓移动速度，起保护抓取机器人作用。

本发明还提供了上述磁粉芯无人自动定位、检测、分类装置的自动定位、检测、分类方法,包括如下步骤：

（1）将压制好的磁粉芯从上道工序传送至进料输送带上，磁粉芯随进料输送带移动至自动定位板自动定位；

（2）当自动定位板上的光电传感器检测磁粉芯到位后，将检测信息发送至PLC控制器，PLC控制器发出抓取机器人启动信号；

（3）抓取机器人接收启动信号后，将磁粉芯抓取至重量传感器测量磁粉芯重量；

（4）重量传感器将所得重量数据传输到PLC控制器，PLC控制器比对产品重量是否在合格范围之内，对合格及不合格产品分别发出不同指令给抓取机器人；

（5）抓取机器人根据指令将合格产品放至高度传感器上进行高度检测，将不合格品放在不合格区域；

（6）高度传感器将所得高度数据传输到PLC控制器，PLC控制器比对产品高度是否在合格范围之内，对合格及不合格产品分别发出不同指令给抓取机器人；

（7）抓取机器人根据指令将合格产品放至出料输送带上，使合格产品向下道工序流转，将不合格产品放至不合格品区域；

（8）PLC控制器统计并分析产品合格率，若连续不合格或累积不合格率超过设定值，则发出控制信号给上道工序的压机，使压机停机并发出报警信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1）本发明装置结构简单，易于实现，全程无需人员操作，自动产品定位，自动抓取产品，自动检测产品重量和高度，大大提高了工作效率，降低了人工成本，适于企业大批量生产；

2）本发明装置采用重量传感器和高度传感器分别检测产品重量和高度，比人工检测更精准；

3）本发明PLC控制器通过分析比对重量和高度数据，将产品自动分为不合格品和合格品，并将不合格品自动放置不合格品区域，大大提高了产品合格率；

4）本发明PLC控制器统计并分析产品合格率，若连续不合格或累积不合格率超过设定值，则发出控制信号使上道工序压机停机并发出报警信号，避免造成更多的不合格品，节约了生产成本；

5）通过通信接口技术后还可追溯每个产品的质量数据，在出料输送带后端连上输送线后可实现产品的自动流转，进一步提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例从前往后透视结构示意图；

图2为本发明实施例从后往前透视结构示意图；

图3为本发明实施例进料输送带、自动定位板、光电传感器结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本发明实施例机械臂结构示意图；

图6为本发明实施例纵梁、竖梁、横梁上位置传感器结构示意图；

图7为本发明实施例横梁上位置传感器结构示意图。

图中：1、机架，101、平板，2、进料输送机构，201、进料输送带，202、自动定位板，203、光电传感器，204、挡料板，3、出料输送机构，4、抓取机器人，401、纵梁，402、横梁，4021、第一连接件，403、竖梁，4031、第二连接件，404、机械臂，4041、固定座，4042、轴，4043、固定套，4044、轴承套，4045、弹簧，4046、活动板，4047、吸具，5、电器箱，6、PLC控制器，7、重量传感器，8、高度检测传感器，9、不合格品区，10、位置传感器，11、第一感应板，12、第二感应板，13、驱动电机。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

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。

如图1至7所示，本发明实施例包括机架1、进料输送机构2、出料输送机构3、抓取机器人4、电器箱5、PLC控制器6、重量传感器7、高度检测传感器；机架1上端设有平板101；电器箱5设于机架1内平板101下方；

进料输送机构2为皮带输送机构，纵向设于平板101上平面前侧，用于产品上料；

出料输送机构3为皮带输送机构，横向设于平板101下方进料输送机构2的后侧，用于合格产品出料；

抓取机器人4设于平板101上平面上右侧，与PLC控制器6相联，抓取机器人4包括纵梁401、横梁402、竖梁403、机械臂404，纵梁401固定连接于平板101上平面上进料输送机构2的右侧，竖梁403通过第二连接件4031与纵梁401相套接，与纵梁401形成可前后直线移动连接，横梁402通过第一连接件4021与竖梁403相套接，与竖梁403形成可上下直线移动连接，机械臂404通过固定座4041与横梁402相套接，与横梁402形成可左右直线移动连接，因此机械臂404可在平板101上平面范围内前后、左右、上下移动，用于抓取产品去执行PLC控制器6发出的各种指令；

PLC控制器6设于平板101上平面上抓取机器人4的右后侧，进料输送机构2的输送带201上平面后端设有自动定位板202，用于产品自动定位，自动定位板202左、右两侧均向下设有折弯边，自动定位板202的一侧折弯板上设有光电传感器203，光电传感器203与PLC控制器6相联，用于感应产品到位后将感应数据传输给PLC控制器6，PLC控制器6发出指令启动抓取机器人4抓取产品；

重量传感器7设于平板101上平面上进料输送机构2的后侧，重量传感器7与PLC控制器6相联，用于对产品进行称重，并将重量数据传输给PLC控制器6，PLC控制器6接收重量传感器的重量数据，并对数据进行分析，分出合格品和不合格品，发出指令给抓取机器人4，将不合格品放置于不合格品区9，将合格品放置于出料输送机构3输送带上向下道工序流转；

不合格品区9设于平板101上平面上重量传感器7后方，用于产品经检测定为不合品的放置区域，防止不合格品流转至下道工序。

重量传感器7左侧边设有高度检测传感器8，用于检测产品高度，高度检测传感器8与PLC控制器6相联。

PLC控制器6接收重量传感器7和/高度检测传感器8的检测数据，并对数据进行分析，分出合格品和不合格品，发出指令给抓取机器人4，将不合格品放置于不合格品区9，将合格品放置于出料输送机构3输送带上向下道工序流转；

PLC控制器6与上道工序的压机控制器相联，若连续不合格或累积不合格率超过设定值，PLC控制器6发出控制信号给压机控制器，使上道工序的压机停机并发出报警信号。

机械臂404包括固定座4041、轴4042、固定套4043、轴承套4044、弹簧4045、活动板4046和吸具4047，固定座4041与横梁402侧板相套接，可沿横梁402左右直线移动，固定套4043与轴4042上端固定连接，轴承套4044固定连接于固定座4041上，轴4042的上部固定套4043的下方套设于轴承套4044内，可在轴承套4044内上下直线移动，轴4042的下端部与活动板4046固定连接，轴4042下部设于固定座4041与活动板4046中间段外侧套设有弹簧4045，轴4042、固定套4043、轴承套4044、弹簧4045设有两套，分别设于固定座4041的左右两侧，活动板4046下平面上固定连接有吸具4047，该吸具4047设为电磁铁，用于吸取产品，电磁铁与PLC控制器6相联。

作为优选，固定座4041前侧板上于右侧轴4042上方设有位置传感器10，右侧固定套4043左外侧面上固定连接有第一感应板11，位置传感器10与PLC控制器6相联，用于当第一感应板11超出位置传感器10感应高度时，控制停机，起保护机械臂404作用。

作为优选，进料输送机构2的输送带201上方自动定位板202的前侧还设有挡料板204，该挡料板204设有左、右对称的两件，保证产品更平稳地输送至自动定位板202处。

作为优选，纵梁401、竖梁403、横梁402的一端均设有驱动电机13，分别用于驱动竖梁403、横梁402、机械臂404的直线移动，纵梁401、竖梁403、横梁402靠驱动电机13一端外侧面上分别沿纵梁401、竖梁403、横梁402长度方向均设有两个位置接近的位置传感器10，相对应地第一连接件4021、第二连接件4031、固定座4041上均设有第二感应板12，位置传感器10均与PLC控制器6相联， 纵梁401、竖梁403、横梁402上近驱动电机13的位置传感器10分别用于原点定位直线移动的竖梁403、横梁402、机械臂404，远驱动电机13的位置传感器10分别用于使直线移动的竖梁403、横梁402、机械臂404减缓移动速度，起保护抓取机器人4的作用。

本发明实施例的自动定位、检测、分类方法：

（1）将压制好的磁粉芯从上道工序传送至进料输送带201上，磁粉芯随进料输送带201移动至自动定位板202自动定位；

（2）当自动定位板202上的光电传感器203检测磁粉芯到位后，将检测信息发送至PLC控制器6，PLC控制器6发出抓取机器人4启动信号；

（3）抓取机器人4接收启动信号后，将磁粉芯抓取至重量传感器7测量磁粉芯重量；

（4）重量传感器7将所得重量数据传输到PLC控制器6，PLC控制器6比对产品重量是否在合格范围之内，对合格及不合格产品分别发出不同指令给抓取机器人4；

（5）抓取机器人4根据指令将合格产品放至高度传感器8上进行高度检测，将不合格品放在不合格区域9；

（6）高度传感器8将所得高度数据传输到PLC控制器6，PLC控制器6比对产品高度是否在合格范围之内，对合格及不合格产品分别发出不同指令给抓取机器人4；

（7）抓取机器人4根据指令将合格产品放至出料输送机构3的输送带上，使合格产品向下道工序流转，抓取机器人4将不合格产品放至不合格品区域9；

（8）PLC控制器6统计并分析产品合格率，若连续不合格或累积不合格率超过设定值，则发出控制信号给上道工序的压机，使压机停机并发出报警信号。

本发明实施例结构简单，易于实现，全程无需人员操作，自动产品定位，自动抓取产品，自动检测产品重量和高度，大大提高了工作效率，降低了人工成本；适于企业大批量生产。

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 (10)

1.一种磁粉芯无人自动定位、检测、分类装置，其特征在于包括机架、进料输送机构、出料输送机构、抓取机器人、重量传感器、电器箱和PLC控制器，所述机架上端设有平板，所述进料输送机构纵向设于平板上平面前侧，用于产品上料，所述出料输送机构横向设于平板下方进料输送机构的后侧，用于合格产品出料，所述抓取机器人设于平板上平面上右侧，与PLC控制器相联，所述抓取机器人包括机械臂，所述机械臂可在平板上平面范围内前后、左右、上下移动，用于抓取产品去执行PLC控制器发出的各种指令，所述PLC控制器设于平板上平面上抓取机器人的右后侧，所述进料输送机构的输送带上平面后端设有自动定位板，用于产品自动定位，所述自动定位板左、右两侧均向下设有折弯边，所述自动定位板的一侧折弯板上设有光电传感器，用于感应产品到位后启动抓取机器人抓取产品，所述重量传感器设于平板上平面上进料输送机构后侧，用于对产品进行称重，所述光电传感器、重量传感器均与PLC控制器相联，所述平板上平面上重量传感器后方设有不合格品区，用于产品经检测定为不合品的放置区域，防止不合格品流转至下道工序；

所述PLC控制器接收重量传感器的检测数据，并对数据进行分析，分出合格品和不合格品，发出指令给抓取机器人，将不合格品放置于不合格品区，将合格品放置于出料输送机构输送带上向下道工序流转。

2.根据权利要求1所述的一种磁粉芯无人自动定位、检测、分类装置，其特征在于：所述抓取机器人还包括纵梁、横梁、竖梁，所述纵梁固定连接于平板上平面上右侧，所述竖梁与纵梁相套接，与纵梁形成可前后直线移动连接，所述横梁与竖梁相套接，与竖梁形成可上下直线移动连接，所述机械臂与横梁相套接，与横梁形成可左右直线移动连接。

3.根据权利要求2所述的一种磁粉芯无人自动定位、检测、分类装置，其特征在于：所述重量传感器左侧边设有高度检测传感器，用于检测产品高度，所述高度检测传感器与PLC控制器相联。

4.根据权利要求3所述的一种磁粉芯无人自动定位、检测、分类装置，其特征在于：所述PLC控制器接收高度检测传感器的检测数据，并对数据进行分析，分出合格品和不合格品，发出指令给抓取机器人，将不合格品放置于不合格品区，将合格品放置于出料输送机构输送带上向下道工序流转。

5.根据权利要求4所述的一种磁粉芯无人自动定位、检测、分类装置，其特征在于：所述PLC控制器与上道工序的压机控制器相联，若连续不合格或累积不合格率超过设定值，PLC控制器发出控制信号给压机控制器，使上道工序的压机停机并发出报警信号。

6.根据权利要求2所述的一种磁粉芯无人自动定位、检测、分类装置，其特征在于：所述机械臂包括固定座、轴、固定套、轴承套、弹簧、活动板和吸具，所述固定座与横梁侧板相套接，可沿横梁左右直线移动，所述固定套与轴上端固定连接，所述轴承套固定连接于固定座上，所述轴的上部固定套的下方套设于轴承套内，可在轴承套内上下直线移动，所述轴的下端部与活动板固定连接，所述轴下部设于固定座与活动板中间段外侧套设有弹簧，所述轴、固定套、轴承套、弹簧设有两套，分别设于固定座的左右两侧，所述活动板下平面上固定连接有吸具，该吸具设为电磁铁，用于吸取产品，所述电磁铁与PLC控制器相联。

7.根据权利要求6所述的一种磁粉芯无人自动定位、检测、分类装置，其特征在于：所述固定座前侧板上于右侧轴上方设有位置传感器，所述右侧固定套左外侧面上固定连接有第一感应板，所述位置传感器与PLC控制器相联，用于当第一感应板超出位置传感器感应高度时，控制停机，起保护机械臂作用。

8.根据权利要求2所述的一种磁粉芯无人自动定位、检测、分类装置，其特征在于：所述进料输送机构的输送带上方自动定位板的前侧还设有挡料板，该挡料板设有左、右对称的两件，保证产品更平稳地输送至自动定位板处。

9.根据权利要求2至8任一项所述的一种磁粉芯无人自动定位、检测、分类装置，其特征在于：所述纵梁、竖梁、横梁的一端均设有驱动电机，分别用于驱动竖梁、横梁、机械臂的直线移动，所述纵梁、竖梁、横梁靠驱动电机一端外侧面上分别沿纵梁、竖梁、横梁长度方向均设有两个位置接近的位置传感器，相对应地竖梁、横梁、机械臂上分别与纵梁、竖梁、横梁相套接部同侧外侧面上均设有第二感应板，所述位置传感器均与PLC控制器相联，所述纵梁、竖梁、横梁上近驱动电机的位置传感器分别用于原点定位直线移动的竖梁、横梁、机械臂，远驱动电机的位置传感器分别用于使直线移动的竖梁、横梁、机械臂减缓移动速度，起保护抓取机器人作用。

10.一种磁粉芯无人自动定位、检测、分类方法，其特征在于所述方法采用的是权利要求1至9任一项所述的磁粉芯无人自动定位、检测、分类装置，包括如下步骤：

（1）将压制好的磁粉芯从上道工序传送至进料输送带上，磁粉芯随进料输送带移动至自动定位板自动定位；

（2）当自动定位板上的光电传感器检测磁粉芯到位后，将检测信息发送至PLC控制器，PLC控制器发出抓取机器人启动信号；

（3）抓取机器人接收启动信号后，将磁粉芯抓取至重量传感器测量磁粉芯重量；

（4）重量传感器将所得重量数据传输到PLC控制器，PLC控制器比对产品重量是否在合格范围之内，对合格及不合格产品分别发出不同指令给抓取机器人；

（5）抓取机器人根据指令将合格产品放至高度传感器上进行高度检测，将不合格品放在不合格区域；

（6）高度传感器将所得高度数据传输到PLC控制器，PLC控制器比对产品高度是否在合格范围之内，对合格及不合格产品分别发出不同指令给抓取机器人；

（7）抓取机器人根据指令将合格产品放至出料输送带上，使合格产品向下道工序流转，抓取机器人将不合格产品放至不合格品区域；

（8）PLC控制器统计并分析产品合格率，若连续不合格或累积不合格率超过设定值，则发出控制信号给上道工序的压机，使压机停机并发出报警信号。

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