CN114084578A - 汽车曲轴的托盘识别结构及托盘识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车曲轴的托盘识别结构及托盘识别方法，包括两种以上的托盘、控制模块、以及多组感应器，每种托盘上设有设置在预定位置上的识别模块，每组感应器均与控制模块电性连接，所述感应器用于感应托盘上的识别模块并将感应信息反馈至控制模块。本发明提供的辊道输送装置智能化地对放置在导辊上的托盘进行类型识别和放置姿势识别，使与托盘对应类型的汽车曲轴能够准确放置到托盘上，然后向前运输进行人工质检，自动化水平高。

Description

汽车曲轴的托盘识别结构及托盘识别方法

本申请是专利申请号为“202010460377.0，申请日为“2020年05月27日”，名称为“汽车曲轴的辊道输送装置及基于该装置的托盘识别方法”的专利申请的分案申请

技术领域

本发明涉及汽车曲轴质检设备技术领域，特别涉及一种汽车曲轴的托盘识别结构及托盘识别方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高以及交通道路的便利，汽车的市场需求量日益增大，汽车生产商为了更好地提高产能，节省劳动力，汽车生产线逐步向智能化生产方向进行改造。

汽车曲轴是汽车发动机重要的部件，刚生产出来的汽车曲轴成品因为还没有经过质量检验，所以还不能直接装车，这些汽车曲轴通过自动搬运线搬运到放置架上进行库存，然后通过机械手将放置架上的汽车曲轴夹取到质检线上托盘，继而向前输送进行人工质检，为了使质检线能够实现两个类型或两个类型以上的汽车曲轴混合检测，质检线亟需一种具有输送功能和托盘类型识别功能的输送装置，当托盘运输到输送装置上时，输送装置对托盘类型进行识别，然后机械手根据识别结果夹取到与托盘对应类型的曲轴到托盘上。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种具有输送功能和托盘类型识别功能的汽车曲轴的托盘识别结构，以及基于该辊道输送装置的托盘识别方法。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种汽车曲轴的托盘识别结构，包括两种以上的托盘、控制模块、以及多组感应器，每种托盘上设有设置在预定位置上的识别模块，每组感应器均与控制模块电性连接，所述感应器用于感应托盘上的识别模块并将感应信息反馈至控制模块；所述托盘包括第一托盘和第二托盘，第一托盘上设有第一识别模块和第一承载座，第二托盘上设有第二识别模块和第二承载座，所述感应器包括第一感应器、第二感应器、以及第三感应器；所述托盘具有4个边角，这4个边角位置分别设为左前部、右前部、左后部、右后部；所述第一感应器用于检测左后部和右后部中的任一部位上是否设有识别模块；所述第二感应器用于检测托盘的左前部上是否设有识别模块；第三感应器用于检测托盘的右前部上是否设有识别模块。

所述第一识别模块为设置在第一托盘的左后部和右后部上的识别凸块，所述第二识别模块为设置在第二托盘的右后部和右前部上的识别凸块。

所述第一感应器、第二感应器、以及第三感应器均为对射式光电传感器，所述第一感应器发出的检测光线与导辊的延伸方向平行，所述第二感应器和第三感应器发出的检测光线交叉设置。

汽车曲轴的辊道输送装置还设有用于阻挡托盘前进的阻挡机构，所述阻挡机构包括竖直朝上设置在机架上的驱动气缸和设置在驱动气缸活塞杆端部的挡板。

所述机架上设置止推机构，所述止推机构包括若干个支座，设置可转动地设置在支座上的止推块，所述支座上开设有限位槽，所述止推块通过销轴设置在限位槽中，所述销轴上设有扭簧，所述扭簧用于拉动止推块使止推块抵压在限位槽上。

两个所述安装座的内侧设置有导向条，所述导向条通过安装板与安装座固定连接。

所述驱动电机的输出端与一个扭力限制器传动连接，所述扭力限制器上设有摩擦链轮，每根所述导辊的端部设有主动链轮和从动链轮，所述摩擦链轮通过第一链条与其中一根导辊上的主动链轮传动连接，所有导辊的从动链轮通过第二链条传动连接。

一种托盘识别方法，托盘运输到检测工位上，识别模块会使部分感应器发生感应，各个感应器将感应信号反馈至控制模块；

若第一感应器能感应识别凸块，第二感应器和第三感应器不能感应识别凸块，则控制模块判定该检测工位上的托盘为摆放姿势正确的第一托盘；

若第二感应器和第三感应器能感应识别凸块，第一感应器不能感应识别凸块，则控制模块判定检测工位上的托盘为摆放姿势放反的第一托盘；

若第一感应器和第三感应器能感应识别凸块，第二感应器不能感应识别凸块，则控制模块判定检测工位上的托盘为放姿势正确的第二托盘；

若第一感应器和第二感应器能感应识别凸块，第三感应器不能感应识别凸块，则控制模块判定检测工位上的托盘为放姿势放反的第二托盘。

有益效果：

本发明提供了一种汽车曲轴的托盘识别结构及托盘识别方法，托盘移动到检测工位上，识别模块会使部分感应器发生感应，另一部分的感应器则不能发生感应，此时控制模块会获取所有感应器的感应信息，控制模块经过分析后得到检测结果。由于每个检测结果是唯一的，感应器智能化地对放置在导辊上的托盘进行类型识别和放置姿势识别，使与托盘对应类型的汽车曲轴能够准确放置到托盘上，然后向前运输进行人工质检，自动化水平高。

附图说明

图1为本发明提供的汽车曲轴的辊道输送装置的立体图。

图2为本发明提供的汽车曲轴的辊道输送装置中托盘的立体图。

图3为本发明提供的汽车曲轴的辊道输送装置中第一托盘的俯视图。

图4为本发明提供的汽车曲轴的辊道输送装置中第二托盘的俯视图。

图5为本发明提供的汽车曲轴的辊道输送装置中第一托盘摆放姿势正确的俯视图。

图6为本发明提供的汽车曲轴的辊道输送装置中第一托盘放反的俯视图。

图7为本发明提供的汽车曲轴的辊道输送装置中第二托盘摆放姿势正确的俯视图。

图8为本发明提供的汽车曲轴的辊道输送装置中第二托盘放反的俯视图。

图9为本发明提供的汽车曲轴的辊道输送装置中驱动电机与导辊的传动示意图。

图10为图1中L区域的局部放大图。

具体实施方式

本发明提供一种汽车曲轴的托盘识别结构及托盘识别方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

请参阅图1-图10，本发明提供一种汽车曲轴的辊道输送装置，设定托盘被辊道输送装置输送的方向为“前”，“前”与“后”的方向相反。图中的虚线表示感应器发出的检测光线，不能直接观察得到。

所述汽车曲轴的辊道输送装置，包括机架1，两个相对设置且分别位于机架顶部两侧的安装座2，多根设置在两个安装座之间的导辊3，两种或两种以上能够被导辊输送的托盘4，控制模块5，以及用于驱动所有导辊同步转动的驱动电机61，每种托盘4上设有设置在预定位置上的识别模块43，所述安装座2上设置有多组感应器7，每组感应器7、驱动电机61均与控制模块电性连接，这些所述感应器7用于感应托盘4上的识别模块43并将感应信息反馈至控制模块5。

工作时，不同类型的托盘会逐个通过上游的输送装置运输到汽车曲轴的辊道输送装置中，此时的托盘4为空托盘，托盘上没有放置曲轴，由于不同类型的汽车曲轴的轴长不同，所以不同类型的汽车曲轴需要专用的托盘进行承载；驱动电机61驱动导辊3转动，带动放置在所述导辊3上的托盘4移动到检测工位(即感应器能够正常对托盘进行检测的位置)上，识别模块43会使部分感应器7产生感应信号，另一部分感应器7则不能产生感应信号，此时控制模块5会获取所有感应器7的感应信号，控制模块5经过分析后得到检测结果。假设有N种托盘，每种托盘上的识别模块的设置位置的不同的，就会对应会出现N种检测结果，N种检测结果各不相同；另外托盘会出现摆放姿势正确或摆放姿势相反的情况，所以增加放反的检测结果总共会出现2N种检测结果，这2N种检测结果也是各不相同的。因此，由于每个检测结果是唯一的，所以控制模块5不仅可以根据检测结果判定托盘4的类型，还可以检测该托盘4是否放反。当控制模块5确定托盘的类型且摆放姿势正确时，控制模块5会控制机械手将相应类型的汽车曲轴夹取到检测工位的托盘4上，然后将驱动电机61驱动导辊3转动，带动放置在所述导辊3上的托盘4向前输送进行人工质检；当控制模块确定托盘放反后，该控制模块5会发出警告信号，通知操作员重新将托盘4放正，保证曲轴能够正确地放置在托盘4上，以便汽车曲轴能够顺利配合下游的质检装置进行质量检验。可见，本发明提供的辊道输送装置能够智能化地对放置在导辊3上的托盘4进行类型识别和放置姿势识别，辊道输送装置配合机械手工作，使与托盘对应类型的汽车曲轴能够准确放置到托盘上，生产自动化水平高。

此处，所述控制模块优选为PLC控制器。

本实施例中，请参阅图3和图4，汽车曲轴的辊道输送装置设计用于输送两个类型的汽车曲轴(如2.0L发动机的曲轴和2.5L发动机的曲轴)，所述托盘4包括第一托盘41和第二托盘42，第一托盘41上设有第一识别模块44和第一承载座45，第二托盘42上设有第二识别模块46和第二承载座47，所述感应器5包括第一感应器51、第二感应器52、以及第三感应器53。为了便于说明，2.0L发动机的曲轴由第一托盘进行承载，2.5L发动机的曲轴由第二托盘进行承载。

具体的，请参阅图2，所述托盘4具有4个边角，这4个边角位置分别设为左前部40a、右前部40b、左后部40c、右后部40d；识别模块43会根据预定的设计方式选择性地设置在托盘4部分边角上，以实现不同托盘类型的区分。所述第一感应器51用于检测左后部40c和右后部40d中的任一部位上是否设有识别模块；所述第二感应器52用于检测托盘4的左前部40a上是否设有识别模块43；第三感应器53用于检测托盘4的右前部40b上是否设有识别模块43。通过这样设置，可以托盘的结构合理且紧凑，避免识别模块和曲轴发生干涉；而且检测方式简单且合理，传感器用量少，节省制造成本。

为了更好说明检测逻辑，以下列举4种具体实施方式：

方案1：所述第一识别模块44为设置在第一托盘的左后部40c和右后部40d上的识别凸块48，所述第二识别模块46为设置在第二托盘的右后部40d和右前部40b上的识别凸块48。托盘4经过感应器5检测后会得到以下4种检测结果：(1)第一托盘41摆放姿势正确：第一感应器51能感应识别凸块48(即第一感应器有感应信号输出至控制模块)，第二感应器52和第三感应器53不能感应识别凸块48(即第二感应器和第三感应器无感应信号输出至控制模块)，见图5所示；(2)第一托盘41摆放姿势放反：第二感应器52和第三感应器52能感应识别凸块48，第一感应器51不能感应识别凸块48，见图6所示；(3)第二托盘42摆放姿势正确：第一感应器51和第三感应器53能感应识别凸块48，第二感应器52不能感应识别凸块48，见图7所示；(4)第二托盘42摆放姿势放反：第一感应器51和第二感应器52能感应识别凸块48，第三感应器52不能感应识别凸块48，见图8所示。

方案2：所述第一识别模块44为设置在第一托盘4的左前部40a和右前部40b上的识别凸块48，所述第二识别模块46为设置在第二托盘的右后部40d和右前部40b上的识别凸块48。托盘经过感应器检测后会得到以下4种检测结果：(1)第一托盘41摆放姿势正确：第二感应器52和第三感应器53能感应识别凸块48(即第二感应器52和第三感应器53有感应信号输出至控制模块)，第一感应器51不能感应识别凸块48即第一感应器51无感应信号输出至控制模块)；(2)第一托盘41摆放姿势放反：第一感应器51能感应识别凸块48，第二感应器52和第三感应器53不能感应识别凸块48；(3)第二托盘42摆放姿势正确：第一感应器51和第三感应器53能感应识别凸块48，第二感应器52不能感应识别凸块48；(4)第二托盘42摆放姿势放反：第一感应器51和第二感应器52能感应识别凸块48，第三感应器53不能感应识别凸块48。

方案3：所述第一识别模块为设置在第一托盘的左后部40c和右后部40d上的识别凸块48，所述第二识别模块为设置在第二托盘的左后部40c和左前部40a上的识别凸块48。托盘经过感应器检测后会得到以下4种检测结果：(1)第一托盘41摆放姿势正确：第一感应器51能感应识别凸块48(即第一感应器51有感应信号输出至控制模块)，第二感应器52和第三感应器53不能感应识别凸块48(即第二感应器52和第三感应器53无感应信号输出至控制模块)；(2)第一托盘41摆放姿势放反：第二感应器52和第三感应器53能感应识别凸块48，第一感应器51不能感应识别凸块48；(3)第二托盘42摆放姿势正确：第一感应器51和第二感应器52能感应识别凸块48，第三感应器53不能感应识别凸块48。(4)第二托盘42摆放姿势放反：第一感应器51和第三感应器53能感应识别凸块48，第二感应器52不能感应识别凸块48；

方案4：所述第一识别模块为设置在第一托盘的左前部40a和右前部40b上的识别凸块48，所述第二识别模块为设置在第二托盘的左后部40c和左前部40a上的识别凸块48。托盘经过感应器检测后会得到以下4种检测结果：(1)第一托盘41摆放姿势正确：第二感应器52和第三感应器53能感应识别凸块48(即第二感应器52和第三感应器53有感应信号输出至控制模块)，第一感应器51不能感应识别凸块48即第一感应器51无感应信号输出至控制模块)；(2)第一托盘41摆放姿势放反：第一感应器51能感应识别凸块48，第二感应器52和第三感应器53不能感应识别凸块48；(3)第二托盘42摆放姿势正确：第一感应器51和第二感应器52能感应识别凸块48，第三感应器53不能感应识别凸块48；(4)第二托盘42摆放姿势放反：第一感应器51和第三感应器53能感应识别凸块48，第二感应器52不能感应识别凸块48。

在本实施例中，采用了上述方案1中的托盘识别逻辑对托盘进行设置，基于该实施例的托盘识别方法为驱动电机61驱动导辊4将托盘运输到检测工位上，托盘上的识别模块会使部分感应器5发生感应，各个感应器5将感应信号反馈至控制模块5；

若第一感应器51能感应识别凸块48，第二感应器52和第三感应器53不能感应识别凸块48，则控制模块判定该检测工位上的托盘为摆放姿势正确的第一托盘41；机械手将2.0L发动机的曲轴夹取到第一托盘41上。

若第二感应器52和第三感应器53能感应识别凸块48，第一感应器51不能感应识别凸块48，则控制模块判定则检测工位上的托盘为摆放姿势放反的第一托盘41；该控制模块会发出警告信号，通知操作员及时取走托盘或重新将托盘放正。

若第一感应器51和第三感应器53能感应识别凸块48，第二感应器52不能感应识别凸块48，则控制模块判定检测工位上的托盘为放姿势正确的第二托盘42；机械手将2.5L发动机的曲轴夹取到第二托盘42上。

若第一感应器51和第二感应器52能感应识别凸块48，第三感应器53不能感应识别凸块48，则控制模块判定检测工位上的托盘为放姿势放反的第二托盘42。该控制模块会发出警告信号，通知操作员及时取走托盘或重新将托盘放正。

优选的实施例中，所述第一感应器51、第二感应器52、以及第三感应器53均为对射式光电传感器，对射式光电传感器包括发射器和接收器，所述第一感应器51发出的检测光线与导辊的延伸方向平行，为了使检测结果更加准确，防止其他部件干涉，所述第二感应器52和第三感应器53发出的检测光线交叉设置，但检测光线不相交。通过这样设置，各组感应器的工作互不干涉，各感应器通过传感器支架设置在安装座的顶部，整体结构相对紧凑。

优选的实施例中，见图1所示，所述汽车曲轴的辊道输送装置还设有用于阻挡托盘4前进的阻挡机构8，所述阻挡机构8包括竖直朝上设置在机架上的驱动气缸81和设置在驱动气缸81活塞杆端部的挡板82。正常工作状态下，驱动气缸81驱动挡板82从两个导辊4之间伸出，挡板82阻挡托盘4继续向前输送，从而使托盘4位于检测工位上；等到托盘上放置有曲轴时，驱动气缸驱动挡板复位解除阻挡，托盘通过导辊向前运输。较佳的是，所述挡板82的底面设置有两根导向杆83、机架上固定设置有与导向杆位置相对应的滑套(图中不可见)，两个导向杆83分别可滑动地插设在滑套中。通过滑套和导向杆83的导向作用，能够保证挡板82的运动方向正确，还能够避免驱动气缸81的活塞杆受剪切力，防止活塞杆因为剪切力而变形。

优选的实施例中，见图10所示，所述机架上设置止推机构9，所述止推机构包括若干个支座91，设置可转动地设置在支座91上的止推块92，所述支座上开设有限位槽93，所述止推块92通过销轴94设置在限位槽93中，所述销轴94上设有扭簧95，所述扭簧95用于拉动止推块92使止推块92抵压在限位槽93上。当托盘4向前输送时，托盘4克服扭簧弹力会推动止推块92摆动，使托盘4的底面压住止推块92，使托盘顺利向前输送，当托盘4通过止推机构9后，扭簧95对止推块9施加的弹力拉动止推块92，使止推块抵压在限位槽93上，此时止推块92处于竖直状态，即使托盘4向后推动止推块92，止推块92也会被支座91限制转动，从而阻挡托盘4继续向后移动，保证托盘4只能单向运动，防止进入到检测工位内的托盘4向后移动而脱离辊道输送装置造成曲轴掉落到地面上。

优选的实施例中，见图1所示，两个所述安装座的内侧设置有导向条10，导向条10沿托盘4输送方向延伸，所述导向条10通过安装板11与安装座2固定连接。托盘4在两个导向条10之间移动，导向条10引导托盘4保持直线的移动轨迹，防止托盘跑偏影响曲轴的放置精度。

优选的实施例中，见图9所示，所述驱动电机61的输出端与一个扭力限制器传动连接，所述扭力限制器62上设有摩擦链轮63，每根所述导辊3的端部设有主动链轮31和从动链轮32，所述摩擦链轮63通过第一链条64(图中只画出部分链条)与其中一根导辊上的主动链轮31传动连接，所有导辊3的从动链轮32通过第二链条65(图中只画出部分链条)传动连接。所述扭力限制器包括联轴主体、设置在联轴主体上的主动摩擦片、被动摩擦片、碟形弹簧、锁紧端盖，所述摩擦链轮63设置在主动摩擦片和被动摩擦片之间，所述碟形弹簧用于压紧被动摩擦片，使摩擦链轮63在主动摩擦片和被动摩擦片提供的摩擦力作用下转动。通过锁紧端盖能够调节碟形弹簧的压缩量，从而起到调节扭力限制器的扭力预设值的作用。人工作业时，操作员的手部存在卷入导辊间隙的危险，由于驱动电机61的输出端通过扭力限制器6与摩擦链轮63连接，当导辊3收到的外部力超过75N时，摩擦链轮63和扭力限制器62的传递转矩会瞬间增大并超过扭力限制器62的预设的滑动转矩值，使得摩擦链轮与扭力限制器之间发生打滑，从而导辊3立即停止运动，起到人工作业安全保护目的。

优选的实施例中，见图2所示，所述第一承载座45和第二承载座46均包括两个对称设置的定位块49.1和设置在定位块上的限位耳49.2，所述定位块49.1的顶部开设有梯形槽口49.3。曲轴的曲柄放置在对应的定位块49.1上，梯形槽口的底面为阶梯面，由两个高度不一样的平面组成，曲柄的各部分别抵压于阶梯面上形成定位。另外，限位耳49.2对曲柄起到限制作用，防止曲轴发生轴向晃动。另外，为了便于操作员通过肉眼判断托盘4的方向，托盘的前侧设置有识别片49.4；为了便于操作员拿起托盘，托盘上设置有两个提手49.5。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种汽车曲轴的托盘识别结构，其特征在于，包括两种以上的托盘、控制模块、以及多组感应器，每种托盘上设有设置在预定位置上的识别模块，每组感应器均与控制模块电性连接，所述感应器用于感应托盘上的识别模块并将感应信息反馈至控制模块；所述托盘包括第一托盘和第二托盘，第一托盘上设有第一识别模块和第一承载座，第二托盘上设有第二识别模块和第二承载座，所述感应器包括第一感应器、第二感应器、以及第三感应器；所述托盘具有4个边角，这4个边角位置分别设为左前部、右前部、左后部、右后部；所述第一感应器用于检测左后部和右后部中的任一部位上是否设有识别模块；所述第二感应器用于检测托盘的左前部上是否设有识别模块；第三感应器用于检测托盘的右前部上是否设有识别模块。

2.根据权利要求1所述的汽车曲轴的托盘识别结构，其特征在于，所述第一识别模块为设置在第一托盘的左后部和右后部上的识别凸块，所述第二识别模块为设置在第二托盘的右后部和右前部上的识别凸块。

3.根据权利要求1所述的汽车曲轴的托盘识别结构，其特征在于，所述第一感应器、第二感应器、以及第三感应器均为对射式光电传感器，所述第一感应器发出的检测光线与导辊的延伸方向平行，所述第二感应器和第三感应器发出的检测光线交叉设置。

4.一种基于权利要求2的托盘识别结构的托盘识别方法，其特征在于，托盘运输到检测工位上，托盘上的识别模块会使部分感应器发生感应，各个感应器将感应信号反馈至控制模块；

若第一感应器能感应识别凸块，第二感应器和第三感应器不能感应识别凸块，则控制模块判定该检测工位上的托盘为摆放姿势正确的第一托盘；

若第二感应器和第三感应器能感应识别凸块，第一感应器不能感应识别凸块，则控制模块判定检测工位上的托盘为摆放姿势放反的第一托盘；

若第一感应器和第三感应器能感应识别凸块，第二感应器不能感应识别凸块，则控制模块判定检测工位上的托盘为放姿势正确的第二托盘；

若第一感应器和第二感应器能感应识别凸块，第三感应器不能感应识别凸块，则控制模块判定检测工位上的托盘为放姿势放反的第二托盘。

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