CN114088914A - 一种高效式金属棒材检测装置及其控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效式金属棒材检测装置及其控制系统，包括上料机构、棒材检测机、下料机构和操作台，所述棒材检测机顶部的两端对称安装有定位光源，且定位光源顶部的中间位置处固定安装有检测定位工装，所述上料机构、棒材检测机和下料机构之间设置有旋转驱动组件，且旋转驱动组件的顶端安装有第一机械臂和第二机械臂。本发明从上料、一次挪运、检测、二次挪运和下料整个过程皆自动化完成，不需要操作工人进行操作，降低了操作工人的工作量，且避免人工测量时产生误差，整个检测过程持续、稳定的自动进行，而完成检测的数据自动上传与保存。
Description
技术领域
本发明属于试验室检测领域，具体是在棒材米重检测仪设备位置增加机械臂，通过机械臂的自动定位、自动抓放、自动搬运，自动完成被检件的称重、测量的方法和控制系统。
背景技术
金属材料是指具有光泽、延展性、容易导电、传热等性质的材料。一般分为黑色金属和有色金属两种，黑色金属包括铁、铬、锰等。其中钢铁是基本的结构材料，称为“工业的骨骼”，随着社会的进步与发展，金属棒材的使用需求也逐渐提升，而棒材在完成生产后需要进行多种检测，“米重系数”则是其中之一。
目前，棒材的米重检测是包括两种方式，且该两种方式存在以下缺陷：
1、通过人工用米尺测量出棒材的检测件的长度，用电子秤测出棒材检测件的重量，根据测出的长度和重量人工计算出偏差值。测量误差较大，工作效率低；
2、将待检件逐个放置在检测位置上面进行称重、测长后，再将检测件从检测仪器上拿下来，检测过程中，每放一个待检件都需要手动按下检测按钮，每完成一批检测工作后，需要将试验数据进行导出再上传，工作繁琐、重复性大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效式金属棒材检测装置及其控制系统，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：一种高效式金属棒材检测装置，包括上料机构、棒材检测机、下料机构和操作台，所述棒材检测机顶部的两端对称安装有定位光源，且定位光源顶部的中间位置处固定安装有检测定位工装，所述上料机构、棒材检测机和下料机构之间设置有旋转驱动组件，且旋转驱动组件的顶端安装有第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂和第二机械臂的另一端皆固定安装有定位工装，所述操作台通过导线与上料机构、棒材检测机、下料机构、旋转驱动组件、上下气缸、旋转气缸、夹紧气缸电连接。
进一步而言，上料机构和下料机构为相同结构，且上料机构和下料机构皆包括步进电机、主副传动辊和运输皮带，所述步进电机通过主副传动辊对运输皮带进行传动。
进一步而言，上料机构和下料机构的自动搬运结构设有自动和手动两种模式，且上料机构和下料机构顶部靠近棒材检测机的一端皆设置有上下料定位区域。
进一步而言，第一机械臂和第二机械臂的一端为固定连接，且第一机械臂和第二机械臂之间呈90°。
进一步而言，定位工装包括上下气缸、旋转气缸、夹紧气缸和折弯夹脚，所述上下气缸的底端皆通过圆形连接板连接设置有旋转气缸，且旋转气缸底部的两侧对称铰接有夹紧气缸，所述夹紧气缸的另一端皆铰接有折弯夹脚，且两组所述折弯夹脚之间互相铰接，两组所述折弯夹脚之间交接销轴的两端皆固定在旋转气缸上。
进一步而言，折弯夹脚远离夹紧气缸一端，并且相靠近的一侧皆均匀设置有防滑棱条。
一种高效式金属棒材检测装置的控制系统，其特征在于：包括权利要求1或2或3或4或5中的固件以及系统流程：
该控制系统还包含以下固件：系统内必须配置PLC控制器、步进电机、气缸，传感器、接触器和继电器；0.6MP的压缩空气、DC24V开关电源中的上料皮带进行慢速送料，当检测到上料位有待检件时，上料机构停止送料；
流程二：等收到棒材检测机检测完成信号时，第一机械臂下降到下限位后夹紧金属棒体，第一机械臂上升至上限位在第一机械臂下降的同时第二机械臂也同时下降，夹取检测完成的金属棒体上升，当检测位置没有金属棒体时，上料机构开始向前送料；
流程三：当检测位检测到金属棒体时上料机构停止，同时上料机构和下料机构都抓到金属棒体后到达上限位，开始逆时针旋转90度，到达位置后将待检件放置到棒材检测机上，同时，第二机械臂将检测完的金属棒体放置在检测完成的平台或小车上，再返回到原来的位置发出启动检测信号，等侍检测结果输出，完成一次检测周期。
本发明的有益技术效果：
本发明从上料、一次挪运、检测、二次挪运和下料整个过程皆自动化完成，不需要操作工人进行操作，降低了操作工人的工作量，且避免人工测量时产生误差，整个检测过程持续、稳定的自动进行，而完成检测的数据自动上传与保存。
本发明上料与检测、下料与检测，两个阶段同时进行，通过两组机械臂实现前半与后半处理，提高了整体检测的效率。
本发明控制系统有“自动”和“人工手动”两种操作模式，正常联机的情况下在自动模式下工作，如果发现有异常情况时可以随时切换到手动模式进行操作，以便于根据情况进行选用，提高了该装置的实用性和容错率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明的检测流程示意图；
图2为本发明的定位工装结构示意图；
图3为本发明的检测系统控制流程示意图；
图4为本发明的机械臂控制系统流程示意图；
图5为本发明的机械臂控制系统电气原理图示意图；
图中：1、上料机构；2、棒材检测机；3、下料机构；4、旋转驱动组件；5、第一机械臂；6、第二机械臂；7、上下气缸；8、旋转气缸；9、夹紧气缸；10、折弯夹脚；11、金属棒体；12、定位光源；13、检测定位工装；14、操作台。
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。
实施例一：请参阅图1-2，本发明提供一种高效式金属棒材检测装置：包括上料机构1、棒材检测机2、下料机构3和操作台14，棒材检测机2顶部的两端对称安装有定位光源12，且定位光源12顶部的中间位置处固定安装有检测定位工装13，通过两台定位光源12和电子称开始测量金属棒体11的长度、重量并将所测数据保存在对应的文件夹内，再通过数采软件读取保存的数据上传MES系统，上料机构1、棒材检测机2和下料机构3之间设置有旋转驱动组件4，且旋转驱动组件4的顶端安装有第一机械臂5和第二机械臂6，第一机械臂5和第二机械臂6的另一端皆固定安装有定位工装，操作台14通过导线与上料机构1、棒材检测机2、下料机构3、旋转驱动组件4、上下气缸7、旋转气缸8、夹紧气缸9电连接，操作台14的面板上设有操作按钮(启动、停止、急停、复位)及各位工作状态指示灯。
在本实施例中，上料机构1和下料机构3为相同结构，且上料机构1和下料机构3皆包括步进电机、主副传动辊和运输皮带，步进电机通过主副传动辊对运输皮带进行传动，实现自动化上料与下料操作，不需要人工进行操作，不仅提高了整体检测的效率，且降低了检测发生的误差。
在本实施例中，上料机构1和下料机构3的自动搬运结构设有自动和手动两种模式，且上料机构1和下料机构3顶部靠近棒材检测机2的一端皆设置有上下料定位区域，且上下料定位区域铰接设置有上翘挡板，槽内有工件时不允许下个工件过来，当槽内没有工件时下个工件可以移动过来。
在本实施例中，第一机械臂5和第二机械臂6的一端为固定连接，且第一机械臂5和第二机械臂6之间呈90°，通过第一机械臂5和第二机械臂6实现上料与下料同时进行，进一步提高了检测的效率，缩短检测周期。
在本实施例中，定位工装包括上下气缸7、旋转气缸8、夹紧气缸9和折弯夹脚10，上下气缸7的底端皆通过圆形连接板连接设置有旋转气缸8，且旋转气缸8底部的两侧对称铰接有夹紧气缸9，夹紧气缸9的另一端皆铰接有折弯夹脚10，且两组折弯夹脚10之间互相铰接，两组折弯夹脚10之间交接销轴的两端分别固定在旋转气缸8上，通过上下气缸7、旋转气缸8和夹紧气缸9实现自动化下压、调整方向与夹紧，提高了整体的自动化与夹紧固定的稳定性程度，避免挪移过程中发生松动或掉落。
在本实施例中，折弯夹脚10远离夹紧气缸9一端，并且相靠近的一侧皆均匀设置有防滑棱条，进一步提高了夹紧的稳定性。
实施例二：请参阅图3-5，本发明提供一种高效式金属棒材检测装置的控制系统：包括的固件以及系统流程：
该控制系统还包含以下固件：系统内必须配置PLC控制器、步进电机、气缸，传感器光电式、磁感应式、接触器和继电器；0.6MP的压缩空气、DC24V开关电源(150W-200W)和AC220V电源；
流程一：机器复位后按下启动按钮，上料机构1中的上料皮带进行慢速送料，当检测到上料位有待检件时，上料机构1停止送料；
流程二：等收到棒材检测机2检测完成信号时，第一机械臂5下降到下限位后夹紧金属棒体11，第一机械臂5上升至上限位在第一机械臂5下降的同时第二机械臂6也同时下降，夹取检测完成的金属棒体11上升，当检测位置没有金属棒体11时，上料机构1开始向前送料；
流程三：当检测位检测到金属棒体11时上料机构1停止，同时上料机构1和下料机构3都抓到金属棒体11后到达上限位，开始逆时针旋转90度，到达位置后将待检件放置到棒材检测机2上，同时，第二机械臂6将检测完的金属棒体11放置在检测完成的平台或小车上，再返回到原来的位置发出启动检测信号，等侍检测结果输出，完成一次检测周期。
本发明的工作原理及使用流程：接通电源(该装置使用电部件皆由外接电源进行供电)，主要由两段步进电机控制式的皮带，分别布置在上料位置和放料位置，当上料位置检测不到金属棒体时，上料皮带运行将检测送至上料定位工装内，检测到有检测时运行皮带停，同时等米重机有检测完成信号输出时，(根据检测结果在不合格的情况下输出信号提醒人工贴上标识)，第一、第二机械臂同时下降，将上料位和检测位的金属棒体同时抓取后上升，达到上限位后逆时针旋转90度，到达位置后气缸下降、松开夹爪放下所抓工件，抬起上下气缸，第一、第二机械臂同时复位至原位(当前位置顺时针旋转90度)，发出触发米重仪测量开始信号，等到有测量结果输出时同时上料位传感器检测有金属棒体时重复以上动作。在检测过程中，如果发现有异常情况时第一时间按下停止按钮，待处理好故障后再按下复位按钮，当故障报警提示清除后再按下启动按钮，系统会从刚停止的时刻接着往下执行，如果有紧急情况必须按下急停按钮的，在启动机器前就需要机器整体复位、归零后再重新开始，本说明中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更与修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种高效式金属棒材检测装置，包括上料机构(1)、棒材检测机(2)、下料机构(3)和操作台(14)，其特征在于：所述棒材检测机(2)顶部的两端对称安装有定位光源(12)，且定位光源(12)顶部的中间位置处固定安装有检测定位工装(13)，所述上料机构(1)、棒材检测机(2)和下料机构(3)之间设置有旋转驱动组件(4)，且旋转驱动组件(4)的顶端安装有第一机械臂(5)和第二机械臂(6)，所述第一机械臂(5)和第二机械臂(6)的另一端皆固定安装有定位工装，所述操作台(14)通过导线与上料机构(1)、棒材检测机(2)、下料机构(3)、旋转驱动组件(4)、上下气缸(7)、旋转气缸(8)、夹紧气缸(9)连接。
2.根据权利要求1所述的一种高效式金属棒材检测装置，其特征在于：所述上料机构(1)和下料机构(3)为相同结构，且上料机构(1)和下料机构(3)皆包括步进电机、主副传动辊和运输皮带，所述步进电机通过主副传动辊对运输皮带进行传动。
3.根据权利要求2所述的一种高效式金属棒材检测装置，其特征在于：所述上料机构(1)和下料机构(3)的自动搬运结构设有自动和手动两种模式，且上料机构(1)和下料机构(3)顶部靠近棒材检测机(2)的一端皆设置有上下料定位区域。
4.根据权利要求1所述的一种高效式金属棒材检测装置，其特征在于：所述第一机械臂(5)和第二机械臂(6)的一端为固定连接，且第一机械臂(5)和第二机械臂(6)之间呈90°。
5.根据权利要求1所述的一种高效式金属棒材检测装置，其特征在于：所述定位工装包括上下气缸(7)、旋转气缸(8)、夹紧气缸(9)和折弯夹脚(10)，所述上下气缸(7)的底端皆通过圆形连接板连接设置有旋转气缸(8)，且旋转气缸(8)底部的两侧对称铰接有夹紧气缸(9)，所述夹紧气缸(9)的另一端皆铰接有折弯夹脚(10)，且两组所述折弯夹脚(10)之间互相铰接，两组所述折弯夹脚(10)之间交接销轴的两端皆固定在旋转气缸(8)上。
6.根据权利要求5所述的一种高效式金属棒材检测装置，其特征在于：所述折弯夹脚(10)远离夹紧气缸(9)一端，并且相靠近的一侧皆均匀设置有防滑棱条。
7.一种高效式金属棒材检测装置的控制系统，其特征在于：包括权利要求1或2或3或4或5中的固件以及系统流程：
该控制系统还包含以下固件：系统内必须配置PLC控制器、步进电机、气缸，传感器(光电式、磁感应式)、接触器和继电器；0.6MP的压缩空气、DC24V开关电源(150W-200W)和AC220V电源；
流程一：机器复位后按下启动按钮，上料机构(1)中的上料皮带进行慢速送料，当检测到上料位有待检件时，上料机构(1)停止送料；
流程二：等收到棒材检测机(2)检测完成信号时，第一机械臂(5)下降到下限位后夹紧金属棒体(11)，第一机械臂(5)上升至上限位在第一机械臂(5)下降的同时第二机械臂(6)也同时下降，夹取检测完成的金属棒体(11)上升，当检测位置没有金属棒体(11)时，上料机构(1)开始向前送料；
流程三：当检测位检测到金属棒体(11)时上料机构(1)停止，同时上料机构(1)和下料机构(3)都抓到金属棒体(11)后到达上限位，开始逆时针旋转90度，到达位置后将待检件放置到棒材检测机(2)上，同时，第二机械臂(6)将检测完的金属棒体(11)放置在检测完成的平台或小车上，再返回到原来的位置发出启动检测信号，等侍检测结果输出，完成一次检测周期。
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