CN113414117B - 全自动套筒检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动套筒检测系统，所述台板固定安装在机架上，转盘通过回转驱动机构活动安装在机架上，所述定位机构分别包括有第三气动手指和定位销，第三气动手指和定位销固定安装在转盘上，在第三气动手指的爪片上设置有与定位销相对应的夹板，所述气滑环安装在机架上，并与第三气动手指相连通，所述给料机构包括有托架、第一气动手指和第二气动手指，托架固定安装在台板上，第一气动手指和第二气动手指固定安装在托架上，在托架上开设有下料孔，本发明优点是：代替人工实现铆钉套筒的自动下料、检测和次品选出，大大减轻了工作人员的劳动强度，节省了人力成本投入，有效提高了检测精度和生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及检测机构的技术领域，更具体地说是涉及铆钉套筒生产用检测机构的技术领域。
背景技术
铆钉是用于固定和压紧的连接构件，目前常见的铆钉由铆钉杆和铆钉套筒组成，由于铆钉套筒在进行拉铆时发生了形变，因此需要其具备良好的机械性能，不仅要求其具有较高的强度，而且要求具有一定的韧性。铆钉套筒通常是通过塑性加工制成，在加工时其内部的金相组织受到破坏，如果不进行热处理，铆钉套筒的强度低易损坏，因此铆钉套筒在加工后需要进行热处理，热处理是在不改变材质化学结构的前提下，通过改变材质内部的结构，以达到期望的性能要求。铆钉套筒在生产加工过程中需要历经给料、检测、热处理和冷却等步骤，在上述生产过程中，一般是由人工先将铆钉套筒放置到检验模具上完成给料，再通过肉眼逐个对热处理之前的铆钉套筒进行检测，以判断铆钉套筒尺寸是否符合图纸要求、以及是否有开裂划痕等缺陷，检验结束后再由人工将铆钉套筒从检验模具上取下，并放置在热处理设备上对铆钉进行热处理，若在检验过程中存在有缺陷的次品铆钉套筒，还需要由人工将次品铆钉套筒选出，然而采用人工进行上述操作，自动化程度低，工作人员的劳动强度大，人力投入成本大，生产效率低，并且检测精度较低。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述之不足而提供一种可实现自动下料和自动检测，并代替人工对次品铆钉套筒进行选出，减轻工作人员的劳动强度，节省人力成本投入，提高检测精度和生产效率的全自动套筒检测系统。
本发明为了解决上述技术问题而采用的技术解决方案如下：
全自动套筒检测系统，它包括有机架、台板、转盘、气滑环、定位机构、给料机构、视觉检测装置、次品选出机构和控制柜，所述台板固定安装在机架上，转盘通过回转驱动机构活动安装在机架上，所述定位机构分别包括有第三气动手指和定位销，第三气动手指和定位销固定安装在转盘上，在第三气动手指的爪片上设置有与定位销相对应的夹板，所述气滑环安装在机架上，并与第三气动手指相连通，所述给料机构包括有托架、第一气动手指和第二气动手指，托架固定安装在台板上，第一气动手指和第二气动手指固定安装在托架上，在托架上开设有下料孔，在第一气动手指的爪片上设置夹爪，夹爪位于下料孔下方，在第二气动手指的爪片上设置有限位板，限位板位于夹爪下方，限位板与定位机构相对应，所述视觉检测装置安装在台板上，并与定位机构相对应，所述次品选出机构包括有第四气动手指、升降机构和平移机构，平移机构安装在台板上，升降机构安装在平移机构上，第四气动手指安装在升降机构上，在第四气动手指的爪片上设置有抓板，抓板与定位机构相对应，所述控制柜与回转驱动机构、第三气动手指、气滑环、第一气动手指、第二气动手指、视觉检测装置、第四气动手指、升降机构和平移机构电连接。
所述定位机构的数量为四组，并沿转盘周向均布。
所述回转驱动机构包括有轴承座、径向轴承、止推轴承、电机和减速器，在所述台板上开设有圆槽，所述转盘位于台板的圆槽内，在转盘上开设有中心孔，在转盘底部的中心孔处设置有筒体，所述轴承座固定安装在机架上，所述径向轴承和止推轴承分别卡置在轴承座内，在筒体的周部设置有环形凸台，转盘通过筒体活动穿置在轴承座内，并通过环形凸台架置在止推轴承上，径向轴承套置在环形凸台外侧，所述减速器固定安装机架上，电机固定安装在减速器上，并与减速器传动连接，在筒体的周部设置有齿圈，在所述减速器的输出轴上设置有齿轮，该齿轮与齿圈相啮合，所述控制柜与回转驱动机构的电机和减速器的电连接。
所述气滑环包括有定子、转子、密封圈和限位端头，所述定子固定安装在机架上，定子位于中心孔和筒体内，所述转子通过连接板与转盘固定连接，在定子内开设有竖向孔，所述转子活动插置在定子的竖向孔内，在定子的底部开设有与竖向孔相连通的环形限位槽，所述限位端头活动卡置在环形限位槽内，并与转子固定连接，在转子内开设有气道，在转子的气道上端部处设置有第一气管接头，第一气管接头分别通过气管与第三气动手指相连通，在定子竖向孔的内侧壁上开设有呈排的环形气槽，气道的下端部分别与环形气槽相连通，在定子上开设有与环形气槽相连通的气孔，在定子的气孔处设置有第二气管接头，在定子竖向孔的内侧壁上开设有环形凹槽，所述密封圈卡置在环形凹槽内，密封圈与转子的外周壁接触，环形气槽分别位于相邻的密封圈之间。
所述定位机构还包括有底座，所述底座固定安装在转盘上，所述第三气动手指固定安装在底座上，所述定位销通过基座固定安装在底座上，在所述夹板上开设有夹持槽。
在所述托架的下料孔处连通有进料管，在所述夹爪上开设有与下料孔相对应的卡槽，在所述限位板上开设有与下料孔相对应的限位槽。
所述视觉检测装置包括有工业相机、镜头和光源，所述工业相机通过支座固定安装在台板上，所述镜头固定安装在工业相机上，所述光源通过支架固定安装在支座上，在台板上设置有罩壳，罩壳罩置在工业相机外侧，工业相机和光源分别与定位机构相对应，所述控制柜与视觉检测装置的工业相机和光源电连接。
所述次品选出机构还包括有托座，所述平移机构包括有支板和无杆气缸，所述升降机构包括有升降气缸、支撑架和直线导轨，所述无杆气缸固定安装在台板上，所述支板固定安装在无杆气缸的移动组件上，所述支撑架固定安装在支板上，所述直线导轨固定安装在支撑架上，所述托座固定安装在直线导轨的滑块上，所述升降气缸固定安装在支板上，升降气缸的活塞杆与托座固定连接，所述第四气动手指固定安装在托座上，在所述抓板上开设有V形槽，所述控制柜与平移机构的无杆气缸和升降机构的升降气缸电连接。
所述次品选出机构还包括有次品收集仓，在所述台板上开设有落料孔，在台板的落料孔处设置有漏斗，所述次品收集仓位于台板的落料孔下方，所述抓板与漏斗相对应。
所述第一气动手指、第三气动手指和第四气动手指为平行夹爪式气动手指，所述第二气动手指为180°开闭型凸轮式气动手指，所述无杆气缸为磁耦无杆气缸。
本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：通过定位机构对铆钉套筒进行夹持定位，并通过电机驱动转盘转动，通过回转输料的方式将铆钉套筒从给料工位转至检测工位，通过给料机构可对铆钉套筒进行自动下料，通过视觉检测装置可对铆钉套筒进行自动检测，通过次品选出机构可将次品铆钉套筒从定位机构上取下排入次品收集仓内，从而代替人工实现铆钉套筒的自动下料、检测和次品选出，大大减轻了工作人员的劳动强度，节省了人力成本投入，有效提高了检测精度和生产效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中本发明省去气管后的仰视剖视图；
图3为图2中本发明的后视剖视图；
图4为图1中A处的局部放大示意图；
图5为图1中B处的局部放大示意图；
图6为图2中C处的局部放大示意图；
图7为图6中D处的局部放大示意图；
图8为图2中次品选出机构的结构示意图；
图9为图3中给料机构的结构示意图；
图10为第二气动手指的爪片在张开状态下图9的左视结构示意图；
图11为图10的V-V剖视图；
图12和图13为给料机构的工作原理示意图。
具体实施方式
由图1、图2和图3所示，全自动套筒检测系统，它包括有机架1、台板33、转盘2、气滑环、定位机构、给料机构、视觉检测装置、次品选出机构和控制柜41，所述台板33固定安装在机架1上，所述转盘2通过回转驱动机构活动安装在机架1上，在台板33上开设有圆槽40，转盘2位于台板33的圆槽40内，在转盘2上开设有中心孔8，所述回转驱动机构的具体结构，转盘2、回转驱动机构和机架1之间的位置连接关系如下：由图6所示，所述回转驱动机构包括有轴承座5、径向轴承6、止推轴承7、电机3和减速器4，在转盘2底部的中心孔8处设置有筒体9，所述轴承座5固定安装在机架1上，所述径向轴承6和止推轴承7分别卡置在轴承座5内，在筒体9的周部设置有环形凸台10，转盘2通过筒体9活动穿置在轴承座5内，并通过环形凸台10架置在止推轴承7上，径向轴承6套置在环形凸台10外侧，所述减速器4固定安装机架1上，所述电机3固定安装在减速器4上，并与减速器4传动连接，在筒体9的周部设置有齿圈11，在减速器4的输出轴上设置有齿轮12，该齿轮12与齿圈11相啮合。
由图2和图4所示，所述定位机构分别包括有底座13、第三气动手指14和定位销16，所述底座13固定安装在转盘2上，所述第三气动手指14固定安装在底座13上，该第三气动手指14为平行夹爪式气动手指，在底座13上设置有基座17，所述定位销16固定安装在基座17上，在第三气动手指14的爪片18上设置有与定位销16相对应的夹板15，在夹板15上开设有夹持槽19。
所述气滑环安装在机架1上，并与第三气动手指14相连通，所述气滑环的具体结构以及与第三气动手指14的连通方式如下：由图4、图6和图7所示，所述气滑环包括有定子20、转子21、密封圈22和限位端头23，所述定子20固定安装在机架1上，定子20位于中心孔8和筒体9内，所述转子21通过连接板24与转盘2固定连接，在定子20内开设有竖向孔25，转子21活动插置在定子20的竖向孔25内，在定子20的底部开设有与竖向孔25相连通的环形限位槽26，所述限位端头23活动卡置在环形限位槽26内，并与转子21固定连接，在转子21内开设有气道27，在转子21的气道27上端部处设置有第一气管接头28，第一气管接头28分别通过气管29与第三气动手指14相连通，在定子20竖向孔25的内侧壁上开设有呈排的环形气槽30，气道27的下端部分别与环形气槽30相连通，在定子20上开设有与环形气槽30相连通的气孔31，在定子20的气孔31处设置有第二气管接头32，在定子20竖向孔25的内侧壁上开设有环形凹槽，所述密封圈22卡置在环形凹槽内，密封圈22与转子21的外周壁接触，环形气槽30分别位于相邻的密封圈22之间，将气滑环的第二气管接头32通过电磁阀等控制组件接通气源，从而可在回转运动中，分别对定位机构的第三气动手指14进行单独控制。
由图9、图10和图11所示，所述给料机构包括有托架A1、第一气动手指A2和第二气动手指A4，所述托架A1固定安装在台板33上，在托架A1上开设有下料孔A8，在托架A1的下料孔A8处连通有进料管A6，所述第一气动手指A2和第二气动手指A4固定安装在托架A1上，第一气动手指A2为平行夹爪式气动手指，在第一气动手指A2的爪片A9上设置有夹爪A3，夹爪A3位于下料孔A8下方，在夹爪A3上开设有与下料孔A8相对应的卡槽A10，所述第二气动手指A4为180°开闭型凸轮式气动手指，在第二气动手指A4的爪片A11上设置有限位板A5，限位板A5位于夹爪A3下方，在限位板A5上开设有与下料孔A8相对应的限位槽A12，限位板A5与定位机构相对应。
所述视觉检测装置安装在台板33上，并与定位机构相对应，视觉检测装置的具体结构以及与台板33的连接关系和与定位机构的对应关系如下：由图2和图3所示，所述视觉检测装置包括有工业相机34、镜头35和光源36，所述工业相机34通过支座37固定安装在台板33上，光源36通过支架39固定安装在支座37上，镜头35固定安装在工业相机34上，在台板33上设置有罩壳38，罩壳38罩置在工业相机34外侧，工业相机34和光源36分别与定位机构相对应。
由图2、图5和图8所示，所述次品选出机构包括有第四气动手指B7、升降机构、平移机构和次品收集仓B14，所述平移机构安装在台板33上，升降机构安装在平移机构上，第四气动手指B7安装在升降机构上，第四气动手指B7为平行夹爪式气动手指，在第四气动手指B7的爪片B11上设置有抓板B13，抓板B13与定位机构相对应，在抓板B13上开设有V形槽B12。升降机构和平移机构的具体结构以及台板33、平移机构、升降机构和第四气动手指B7之间的位置连接关系如下：所述次品选出机构还包括有托座B5，所述平移机构包括有支板B2和无杆气缸B1，所述升降机构包括有支撑架B3、升降气缸B6和直线导轨B4，所述无杆气缸B1固定安装在台板33上，该无杆气缸B1为磁耦无杆气缸，所述支板B2固定安装在无杆气缸B1的移动组件B8上，所述支撑架B3固定安装在支板B2上，所述直线导轨B4固定安装在支撑架B3上，所述托座B5固定安装在直线导轨B4的滑块B9上，所述升降气缸B6固定安装在支板B2上，升降气缸B6的活塞杆B10与托座B5固定连接，所述第四气动手指B7固定安装在托座B5上。在所述台板33上开设有落料孔B15，在台板33的落料孔B15处设置有漏斗B16，所述次品收集仓B14位于台板33的落料孔B15下方，所述抓板B13与漏斗B16相对应。所述控制柜41固定安装在台板33上，控制柜41与回转驱动机构的电机3和减速器4、第三气动手指14、气滑环、第一气动手指A2、第二气动手指A4、视觉检测装置的工业相机34和光源、第四气动手指B7、升降机构的升降气缸B6、平移机构的无杆气缸B1电连接，所述控制柜41采用市面上常见的PLC控制柜，本发明所涉及到的气动部件均通过气源三联件与压缩空气气源相连通，控制柜41均通过电磁阀与气动部件进行电连接，控制柜41内的PLC控制程序以及与上述部件的具体电连接关系均为本领域的现有技术，在此无需详述。
本发明的全自动套筒检测系统的工作原理如下：在本实施例中，所述定位机构的数量为四组，并沿转盘2周向均布，四组定位机构分别对应铆钉套筒生产加工过程中的给料、检测、热处理和冷却工位，给料机构位于给料工位，视觉检测装置位于检测工位，将进料管A6与现有技术的振动盘相连通，通过振动盘向进料管A6内输送铆钉套筒A13，通过给料机构对进料管A6内的铆钉套筒A13进行下料，具体下料过程如下：由图12所示，由振动盘输送而来的铆钉套筒A13逐个堆叠在进料管A6和下料孔A8内，通过第一气动手指A2带动成对的夹爪A3将位于下料孔A8内最下层的铆钉套筒A13夹紧，同时通过第二气动手指A4带动成对的限位板A5张开，当定位机构位于给料机构下方时，此时定位销16与下料孔A8位于同一轴心线，接着通过第二气动手指A4控制成对的限位板A5闭合，使最下层的铆钉套筒A13置于成对限位板A5的限位槽A12内，同时通过第一气动手指A2控制成对的夹爪A3张开，使最下层的铆钉套筒A13下落并套置在定位机构的定位销16上，接着再通过第一气动手指A2控制成对的夹爪A3将次最下层的铆钉套筒A13夹紧，形成如图13所示的状态，同时通过第二气动手指A4将成对的限位板A5张开，完成下料操作。接着，控制该定位机构上的第三气动手指14带动成对的夹板15将定位销16上的铆钉套筒A13夹紧固定，再通过电机3驱动转盘2朝图1中逆时针的方向转动90°，将定位机构转至检测工位，通过视觉检测装置的工业相机34对定位机构上的铆钉套筒A13进行拍照，并将图像信号传送至现有技术的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，将图像信号转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来判断铆钉套筒A13的尺寸是否符合要求，是否有开裂划痕等缺陷。当出现有缺陷的铆钉套筒A13时，控制无杆气缸B1的移动组件B8进行移动，将第四气动手指B7移动至已检测出的次品铆钉套筒A13上方，接着通过升降气缸B6带动托座B5向下移动，使第四气动手指B7爪片B11上的抓板B13位于次品铆钉套筒A13的两侧，再控制第四气动手指B7的爪片B11闭合，通过抓板B13将次品铆钉套筒A13夹紧，然后通过升降气缸B6将托座B5、第四气动手指B7和次品铆钉套筒A13向上提起，再控制无杆气缸B1的移动组件B8移动，将次品铆钉套筒A13移动至漏斗B16上方，再控制第四气动手指B7将抓板B13张开，使次品铆钉套筒A13从落料孔B15落至次品收集仓B14内。若视觉检测装置未检出有缺陷的铆钉套筒A13时，则通过电机3驱动转盘2逆时针转动90°，将定位机构转至热处理工位，通过现有技术的热处理设备对铆钉套筒A13进行热处理；最后通过电机3驱动转盘2逆时针转动90°，将定位机构转至冷却工位，通过现有技术的冷却设备对铆钉套筒A13进行冷却，再控制第三气动手指14将成对的夹板15张开，并通过现有技术的机械手将铆钉套筒A13从定位销16上取下卸料，完成铆钉套筒A13的生产加工流程。
Claims (9)
1.全自动套筒检测系统，其特征在于：它包括有机架、台板、转盘、气滑环、定位机构、给料机构、视觉检测装置、次品选出机构和控制柜，所述台板固定安装在机架上，转盘通过回转驱动机构活动安装在机架上，所述定位机构分别包括有第三气动手指和定位销，第三气动手指和定位销固定安装在转盘上，在第三气动手指的爪片上设置有与定位销相对应的夹板，所述气滑环安装在机架上，并与第三气动手指相连通，所述给料机构包括有托架、第一气动手指和第二气动手指，托架固定安装在台板上，第一气动手指和第二气动手指固定安装在托架上，在托架上开设有下料孔，在第一气动手指的爪片上设置夹爪，夹爪位于下料孔下方，在第二气动手指的爪片上设置有限位板，限位板位于夹爪下方，限位板与定位机构相对应，所述视觉检测装置安装在台板上，并与定位机构相对应，所述次品选出机构包括有第四气动手指、升降机构和平移机构，平移机构安装在台板上，升降机构安装在平移机构上，第四气动手指安装在升降机构上，在第四气动手指的爪片上设置有抓板，抓板与定位机构相对应，所述控制柜与回转驱动机构、第三气动手指、气滑环、第一气动手指、第二气动手指、视觉检测装置、第四气动手指、升降机构和平移机构电连接，所述气滑环包括有定子、转子、密封圈和限位端头，所述定子固定安装在机架上，定子位于中心孔和筒体内，所述转子通过连接板与转盘固定连接，在定子内开设有竖向孔，所述转子活动插置在定子的竖向孔内，在定子的底部开设有与竖向孔相连通的环形限位槽，所述限位端头活动卡置在环形限位槽内，并与转子固定连接，在转子内开设有气道，在转子的气道上端部处设置有第一气管接头，第一气管接头分别通过气管与第三气动手指相连通，在定子竖向孔的内侧壁上开设有呈排的环形气槽，气道的下端部分别与环形气槽相连通，在定子上开设有与环形气槽相连通的气孔，在定子的气孔处设置有第二气管接头，在定子竖向孔的内侧壁上开设有环形凹槽，所述密封圈卡置在环形凹槽内，密封圈与转子的外周壁接触，环形气槽分别位于相邻的密封圈之间，将气滑环的第二气管接头通过电磁阀接通气源。
2.根据权利要求1所述的全自动套筒检测系统，其特征在于：所述定位机构的数量为四组，并沿转盘周向均布。
3.根据权利要求2所述的全自动套筒检测系统，其特征在于：所述回转驱动机构包括有轴承座、径向轴承、止推轴承、电机和减速器，在所述台板上开设有圆槽，所述转盘位于台板的圆槽内，在转盘上开设有中心孔，在转盘底部的中心孔处设置有筒体，所述轴承座固定安装在机架上，所述径向轴承和止推轴承分别卡置在轴承座内，在筒体的周部设置有环形凸台，转盘通过筒体活动穿置在轴承座内，并通过环形凸台架置在止推轴承上，径向轴承套置在环形凸台外侧，所述减速器固定安装机架上，电机固定安装在减速器上，并与减速器传动连接，在筒体的周部设置有齿圈，在所述减速器的输出轴上设置有齿轮，该齿轮与齿圈相啮合，所述控制柜与回转驱动机构的电机电连接。
4.根据权利要求2或3所述的全自动套筒检测系统，其特征在于：所述定位机构还包括有底座，所述底座固定安装在转盘上，所述第三气动手指固定安装在底座上，所述定位销通过基座固定安装在底座上，在所述夹板上开设有夹持槽。
5.根据权利要求2或3所述的全自动套筒检测系统，其特征在于：在所述托架的下料孔处连通有进料管，在所述夹爪上开设有与下料孔相对应的卡槽，在所述限位板上开设有与下料孔相对应的限位槽。
6.根据权利要求2或3所述的全自动套筒检测系统，其特征在于：所述视觉检测装置包括有工业相机、镜头和光源，所述工业相机通过支座固定安装在台板上，所述镜头固定安装在工业相机上，所述光源通过支架固定安装在支座上，在台板上设置有罩壳，罩壳罩置在工业相机外侧，工业相机和光源分别与定位机构相对应，所述控制柜与视觉检测装置的工业相机和光源电连接。
7.根据权利要求2或3所述的全自动套筒检测系统，其特征在于：所述次品选出机构还包括有托座，所述平移机构包括有支板和无杆气缸，所述升降机构包括有升降气缸、支撑架和直线导轨，所述无杆气缸固定安装在台板上，所述支板固定安装在无杆气缸的移动组件上，所述支撑架固定安装在支板上，所述直线导轨固定安装在支撑架上，所述托座固定安装在直线导轨的滑块上，所述升降气缸固定安装在支板上，升降气缸的活塞杆与托座固定连接，所述第四气动手指固定安装在托座上，在所述抓板上开设有V形槽，所述控制柜与平移机构的无杆气缸和升降机构的升降气缸电连接。
8.根据权利要求7所述的全自动套筒检测系统，其特征在于：所述次品选出机构还包括有次品收集仓，在所述台板上开设有落料孔，在台板的落料孔处设置有漏斗，所述次品收集仓位于台板的落料孔下方，所述抓板与漏斗相对应。
9.根据权利要求8所述的全自动套筒检测系统，其特征在于：所述第一气动手指、第三气动手指和第四气动手指为平行夹爪式气动手指，所述第二气动手指为180°开闭型凸轮式气动手指，所述无杆气缸为磁耦无杆气缸。
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