CN114798460A - 环状金属结构件的外观缺陷检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环状金属结构件的外观缺陷检测设备，尤其是一种环状金属结构件的外观缺陷检测设备为了解决市面上缺少一种能实现自动高速传输流转、不停机检测并针对客户使用不同料盘的环状金属结构件的外观缺陷检测设备的问题，提供一种环状金属结构件的外观缺陷检测设备，具有依次安装的上料机构、AOI检测机构和下料机构，上料机构包括能实现变距上料的上料柔性机械手，实现一次抓取料盘中多个环状金属结构件，并送入AOI检测机构同时检测，下料机构具有分拣装盘工位，每个分拣装盘工位均具有下料柔性机械手、和分盘码料结构，本发明具有检测效率更优、检测标准更一致，可根据客户的检测需求灵活修改设备配置的特点。
Description
技术领域
本发明涉及环状金属结构件的外观缺陷检测设备，尤其是一种环状金属结构件的外观缺陷检测设备。
背景技术
摄像头金属环在生产加工过程中会产生缺陷(划痕、崩边、异色等)，所以在其前道工序完成后需要对每个金属环的外观进行检测，目前的检测主要是人工检测或者单机设备针对其中一种缺陷进行检测。
人工一小时产品在700个左右，且需要熟练工操作，多人分工检测，传递过程中不可避免有脏污，检测的标准也依赖于个人的经验，且大批量、长时间工作会产生疲劳，所以检测的准确率很低。
单机检测设备需要多台，空间占用多，且需要人工传递，检客户需求变化时不易更改配置。
综上所述，现在市面上缺少一种能实现自动高速传输流转、不停机检测并针对客户使用不同料盘的环状金属结构件的外观缺陷检测设备。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决市面上缺少一种能实现自动高速传输流转、不停机检测并针对客户使用不同料盘的环状金属结构件的外观缺陷检测设备的问题，提供一种环状金属结构件的外观缺陷检测设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种环状金属结构件的外观缺陷检测设备，具有依次安装的上料机构、AOI检测机构和下料机构，所述上料机构包括第一料仓、分盘送料结构、第二料仓和能实现变距上料的上料柔性机械手，所述第一料仓安装在分盘送料结构的前部，第一料仓中的料盘经分盘后输送至上料柔性机械手的下方，上料柔性机械手根据料盘调整抓取间距，实现一次抓取料盘中多个环状金属结构件，第二料仓安装在分盘送料结构的后部码垛空的料盘，上料柔性机械手一次抓取多个环状金属结构件送入AOI检测机构同时检测，AOI检测机构对每个环状金属结构件单独评级，评级后的环状金属结构件放置于输送盘中经输送带送入下料机构，所述下料机构具有与评级数相同的分拣装盘工位，每个分拣装盘工位均具有下料柔性机械手、和用于将整摞空的料盘分盘并将装满的料盘进行码垛的分盘码料结构，所述分盘码料结构安装在输送带的下方，下料柔性机械手安装在输送带的上方。
进一步的，所述分盘送料结构，包括至少两个分盘气缸、至少两个码盘气缸、第一气缸、第二气缸和由电机驱动的上料输送带，每个分盘气缸的活动端上均安装有一个用于支撑料盘的第一插齿，分盘气缸水平相对的安装在第一料仓的两侧并同步伸出或缩回，第一气缸垂直安装在第一料仓的下方，第一气缸与分盘气缸配合将单个料盘放下至上料输送带，实现第一料仓中料盘的分盘；每个码盘气缸的活动端上均安装有一个用于支撑料盘的第二插齿，码盘气缸水平相对安装在第二料仓的两侧并同步伸出或缩回，第二气缸垂直安装在第二料仓的下方，第二气缸与码盘气缸配合将上料输送带上空的料盘顶入第二料仓中；第一料仓所在上料输送带为前部，第二料仓所在为后部。
进一步的，所述分盘送料结构，还包括对位上料部，所述对位上料部具有轨道、安装板、支架、顶出气缸和伸缩挡片，轨道安装在上料输送带的下方并与上料输送带运动方向平行，轨道上安装由气缸或电机驱动沿轨道延伸方向滑动的安装板，安装板上安装支架、顶出气缸和伸缩挡片，伸缩挡片安装在支架的后端，伸缩挡片升起阻挡分盘后的料盘前行，伸缩挡片缩回放行空的料盘前行；顶出气缸位于支架的中间位置，顶出气缸伸出被阻挡的料盘从上料输送带上顶起，顶起后料盘的外沿抵在支架的内侧定位，顶出气缸回缩料盘回落到上料输送带空的料盘被放行。
进一步的，所述上料柔性机械手，包括机械臂和至少两个柔性抓手，柔性抓手安装在机械臂上，并由机械臂上的电机或气缸驱动或前或后运动，两个柔性抓手由电机或气缸驱动或上或下同时运动，两个柔性抓手之间的间距由调距电机驱动调节，调节后两个柔性抓手的抓取位置处于同一平面。
进一步的，所述柔性抓手为柔喙、数量六个由单个调距电机驱动，同步、等距调节两两柔喙间的间距，其结构为：每个柔喙安装在独立的安装架上，每个安装架的前端面上安装有一个导轮，安装架的后端面通过水平滑块滑动安装在水平滑轨上，水平滑轨固定安装在基座的前端面上，基座的后端面通过垂直滑块滑动安装在垂直滑轨上，垂直滑轨安装在底板上，底板滑动安装在机械臂的机械臂滑轨上，所述基板前端面的一侧上安装了调距电机，调距电机的输出轴上安装了主动轮，主动轮通过同步带与从动轮连接，从动轮安装在丝杆的顶端，丝杆上套装有连接块，连接块与导向板一侧固定连接并随丝杆的转动驱动导向板或上或下运动，导向板另一侧的背面通过导向滑块滑动安装在导向滑轨上，导向滑轨垂直安装在基板前端面的另一侧上，所述导向板上开设有六条腰孔，所述导轮活动设置在腰孔中，六条腰孔成角度的扇形分布，导向板上行至极限时导轮位于腰孔底端、相邻两柔喙间的间距为最小，导向板下行至极限时导轮位于腰孔顶端、相邻两柔喙间的间距为最大。
进一步的，所述每个安装架的后端面上均安装有两个水平滑块，水平滑块分别安装在四条水平滑轨上。
进一步的，所述AOI检测机构，包括侧面成像装置、适于对需成像的环状金属结构件的侧面弧形区域进行成像，背面成像装置、适于对环状金属结构件的背面区域进行打光以及对环状金属结构件的背面区域进行成像，正面成像装置、适于对环状金属结构件的正面区域进行打光以及对环状金属结构件的正面区域进行成像，和正面穹顶成像装置、适于对环状金属结构件的弧形边缘区域进行打光以及对环状金属结构件的正面区域进行成像。
进一步的，所述分拣装盘工位的数量为四个，分别对应OK品、NG品、存疑品和破损品四个评级等级。
进一步的，所述下料柔性机械手的结构与上料柔性机械手的结构相同，所述分盘码料结构的整体构造与分盘送料结构的整体构造相同，下料柔性机械手与分盘码料结构上下平行安装，输送带与两者垂直并安装在两者的中间位置。
进一步的，所述输送盘为柔性的数量为多个，等距间隔安装输送带上，输送盘上开设有孔位，孔位沿输送带行进方向依次排列。
本发明的有益效果是，本发明的环状金属结构件的外观缺陷检测设备，能实现产品自动上下料、高速传输流转、不停机检测、视觉模块可调、产品检测分类收集、快速切换机种，机构自动实现取料、分盘、码盘动作；多组机械手合作工作，一组取料检测，一组搬运下料，实现产品高速传输流转、不停机检测，下料搬运设有变距机构，可针对客户不同料盘使用，4组下料仓可针对客户各种不同类型的缺陷进行分类收集，设备机台传输、搬运机构、视觉支架均实现了模块化。
具体的，人工一小时产量在700个左右,而本发明使用自动上下料机构，不停机检测，并且回转检测机构一次同时检测6个，产量大幅度提高，设备一小时产量可达到5200个左右，检测标准一致，相对于人工检测，本本发明的检测效率更优。
准确率方面：工人检测依赖于个体的经验，且大批量、长时间工作会产生疲劳，所以检测的准确率很低，本发明不存在此类问题。
人工检测洁净度问题：人工检测需要多人传递，分工检测，传递过程中不可避免有脏污，而本发明因为是自动检测，且布置有FFU以及离子风棒，设备内部清洁度高，有效避免二次污染。
本发明高度集成且模块快，相比与单机检测占地小效率更高。
综上所述，本发明可自动检测并区分缺陷，在下料仓实现不同缺陷产品的分仓收集，具有检测效率更优、检测标准更一致，可根据客户的检测需求灵活修改设备配置的特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是整机的俯视图。
图2是整机的主视图。
图3是上料机构的俯视图。
图4是上料机构的主视图。
图5是上料机构的左视图。
图6是上料柔性机械手的结构示意图。
图7是上料柔性机械手拆除部分部件后的内部结构示意图。
图8是下料机构的俯视图。
图9是下料机构的主视图。
图10是下料机构的右视图。
图中:100.上料机构，101.第一料仓，102.分盘送料结构，103.分盘气缸，104.码盘气缸，105.第一气缸，106.第二气缸，107.上料输送带，108.第一插齿，109.第二插齿，110.第二料仓，111.对位上料部，112.轨道，113.安装板，114.支架，115.顶出气缸，116.伸缩挡片，117.机械臂，118.柔性抓手，119.调距电机，120.安装架，121.导轮，122.水平滑块，123.水平滑轨，124.基座，125.垂直滑块，126.垂直滑轨，127.底板，128.机械臂滑轨，129.主动轮，130.同步带，131.从动轮，132.丝杆，133.连接块，134.导向板，135.导向滑块滑，136.导向滑轨，137.腰孔，138.上料柔性机械手。
200.AOI检测机构，201.侧面成像装置，202.背面成像装置，203.正面成像装置，204.正面穹顶成像装置，205.测试转台，206.柔性机械手。
300.下料机构，301.OK品分拣装盘工位，302.NG品分拣装盘工位，303.存疑品分拣装盘工位，304.破损品分拣装盘工位，305.下料柔性机械手，306.分盘码料结构。
400.料盘，401.输送带，402.输送盘。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1到图10所示的一种环状金属结构件的外观缺陷检测设备，主要由上料机构100、AOI检测机构200和下料机构300三个部分组成，其中AOI检测机构200已在本申请之前提交了专利申请，申请名称为：金属环外形区域成像系统，顾下文中仅对AOI检测机构200做简单的原理介绍，具体结构不再赘述；上料机构100、AOI检测机构200和下料机构300三大机构安装在机架上，机架上是安装了外壳的，外壳中还安装了FFU以及离子风棒，为了便于图示这部分的结构是没有显示的，FFU以及离子风棒采用常规安装无设计要点，目的是为了保证机器内部的洁净度。
上料机构100和下料机构300采用模块化的设计，其中上料机构100中的分盘送料结构102，和下料机构300中的分盘码料结构306，采用了相同的设计，结构与工作流程也相似，区别在于分盘送料结构102是将第一料仓101中堆叠在一起的、且装满了待检测环状金属结构件的料盘400(通常是20盘)，逐一分开，待上料柔性机械手138将料盘400中的环状金属结构件抓取完毕后，将空盘输送到第二料仓110位置，在第二料仓110完成空盘的整理堆叠，分盘码料结构306是将第一料仓101中堆叠在一起空的料盘400，逐一分开，待下料柔性机械手305将料盘400中装满环状金属结构件后，输送到第二料仓110位置进行整理堆叠。第一料仓101和第二料仓110的结构也相同，图中为带有安装位的框架结构，安装位用于安装分盘气缸103和码盘气缸104。上料柔性机械手138和下料柔性机械手305的结构也相同且均用于同时抓取多个环状金属结构件，图中为同时抓取6个，其数量根据客户装盘需求定。采用模块化的设计好处在于安装方便不容易出错，其次配件通用维护起来很方便。
以上料机构100做具体说明，由人工或机械臂将约20盘的待检测环状金属结构件放置于第一料仓101，此时第一料仓101两侧的分盘气缸103活动端为伸出状态，两活动端上的第一插齿抵在料盘400的边缘处，第一气缸105为顶出状态，抵在料盘400的底部，第二料仓110上的码盘气缸104为回缩状态，第二气缸106也为回缩状态，第二料仓110中为空的。启动机器，上料输送带107由第一料仓101方向向第二料仓110方向转动，分盘气缸103缩回、第一气缸105下降，待分出一个料盘400后分盘气缸103伸出第一插齿抵在料盘400的边缘处，第一气缸105继续下降料盘400接触到上料输送带107后被向前输送到对位上料部111，对位上料部111定位住料盘400便于上料柔性机械手138准确的抓取到料盘中的环状金属结构件，料盘400进入到支架114时伸缩挡片116为伸出状态阻挡料盘400前行，顶出气缸115伸出顶起料盘400，使料盘400从上料输送带107上分离，上端面抵在支架114的内侧，支架114、顶出气缸115和伸缩挡片116都是安装在安装板113上的，安装板113又通过滑动组件滑动安装在轨道112上的，安装板113的侧面由气缸驱动沿上料输送带107运动方向或左或右运动，上料输送带107为平行安装的两条输送皮带，第一气缸105、第二气缸106和顶出气缸115均设置在两条输送皮带的中间位置；
安装板113或左或右运动上方上料柔性机械手138或上或下或前或后的抓取并输送环状金属结构件进入AOI检测机构200进行光学检测，上料柔性机械手138采用的是柔喙矩阵作为抓取环状金属结构件的柔性抓手118，柔性抓手118完成抓取的上下运动，柔喙为气动件充气撑起放气回收，机械臂117完成送料的前后运动，图中有六个柔喙组成的柔喙矩阵，相邻两柔喙间的间距由调距电机119调节，调距电机119的输出轴上安装了主动轮129，主动轮129通过同步带130驱动从动轮131转动，从动轮131带动丝杆132转动，丝杆132上套装了连接块133，连接块133通过螺栓与导向板134的侧面固定，为了让导向板134上下移动顺畅，导向板另一侧的背面通过导向滑块135滑动安装在导向滑轨136上，起到平衡辅助的作用，导向板134上开设了六条腰孔137，六条腰孔137如图5和图6所示成角度的、均匀的扇形分布，此处的腰孔也可以被认为是长槽；导向板134上行至极限时导轮121被引导导入所在腰孔137的底端、导轮121转动安装在安装架120的前端面上，安装架120的底部是柔喙，导轮121被引导移动带动安装架120沿着水平滑轨123水平移动，为了保障安装架120调距移动顺畅，每个安装架120的后端面有两个水平滑块122，每个水平滑块122又分开安装在四条水平滑轨123的任意两条上，六个导轮121被同时引导到达所在腰孔137的底端时六个安装架120成紧密贴合状态，此时相邻两柔喙间的间距为最小，反之导向板134下行至极限时导轮121位于腰孔137顶端时相邻两柔喙间的间距为最大，通过一块导向板134同时调节间距，省时省力省空间；调距电机119和水平滑轨123安装在基座124的正面，基座124的背面有垂直滑块125，垂直滑块125受驱动沿垂直滑轨126或上或下的实现柔喙矩阵的上下运动，垂直滑轨126又安装在底板127的正面，底板127的背面安装在机械臂117的机械臂滑轨128上，受驱动实现柔喙矩阵的送料动作。
待料盘400被上料柔性机械手138抓空之后，顶出气缸115降下料盘400回落到上料输送带107上，伸缩挡片116缩回放行空的料盘400到第二料仓110位置，第一料仓101继续分盘重复上述过程，空的料盘400到第二料仓110第二气缸106顶出空的料盘400进入第二料仓110中，码盘气缸104伸出第二插齿109抵在料盘400边缘处，第二气缸106缩回待机，等到第二个空盘到来，第二气缸106再次顶出码盘气缸104缩回第二气缸106顶起两个空盘向上，上升到位后码盘气缸104伸出第二插齿109抵在再后一个空盘的边缘处实现整理堆叠。
上料柔性机械手138将抓取的六个待测环状金属结构件放置在AOI检测机构的测试转台205上，侧面成像装置201对环状金属结构件的侧面弧形区域进行成像，背面成像装置202对环状金属结构件的背面区域进行打光以及对环状金属结构件的背面区域进行成像，正面成像装置203对环状金属结构件的正面区域进行打光以及对环状金属结构件的正面区域进行成像，和正面穹顶成像装置204对环状金属结构件的弧形边缘区域进行打光以及对环状金属结构件的正面区域进行成像，经过系统比对划分出品级，检测完毕的六个环状金属结构件由柔性机械手206抓取后放置于输送盘402中。
输送盘402为柔性且数量为多个，等距间隔安装在一侧输送带401上，输送带401与上料输送带107相同具有两条平行设置的输送皮带；输送盘402上开设有六个孔位，六个孔位沿输送带402行进方向依次排列，输送带401将分出品级的环状金属结构件输送入下料机构300，下料机构300依次设置了四个分拣装盘工位分别是OK品分拣装盘工位301、NG品分拣装盘工位302、存疑品分拣装盘工位303和破损品分拣装盘工位304，这种分布能有效的提高效率，其中OK品的占比是最大的设置在第一个位置省去了输送行程，以此类推破损品的占比是最小的设置在最后一个，评级是什么品级当输送到对应品级的分拣装盘工位时，下料柔性机械手305会自动抓取对应品级的环状金属结构件进行装盘，最后由人工或机械在对应工位上拿起装有检测分类好环状金属结构件的料盘400。
下料柔性机械手305和分盘码料结构306工作流程与上料柔性机械手138和分盘送料结构102相同此处就不再赘述。
以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。
Claims (10)
1.一种环状金属结构件的外观缺陷检测设备，其特征在于：具有依次安装的上料机构、AOI检测机构和下料机构，所述上料机构包括第一料仓、分盘送料结构、第二料仓和能实现变距上料的上料柔性机械手，所述第一料仓安装在分盘送料结构的前部，第一料仓中的料盘经分盘后输送至上料柔性机械手的下方，上料柔性机械手根据料盘调整抓取间距，实现一次抓取料盘中多个环状金属结构件，第二料仓安装在分盘送料结构的后部码垛空的料盘，上料柔性机械手一次抓取多个环状金属结构件送入AOI检测机构同时检测，AOI检测机构对每个环状金属结构件单独评级，评级后的环状金属结构件放置于输送盘中经输送带送入下料机构，所述下料机构具有与评级数相同的分拣装盘工位，每个分拣装盘工位均具有下料柔性机械手、和用于将整摞空的料盘分盘并将装满的料盘进行码垛的分盘码料结构，所述分盘码料结构安装在输送带的下方，下料柔性机械手安装在输送带的上方。
2.如权利要求1所述的环状金属结构件的外观缺陷检测设备，其特征在于：所述分盘送料结构，包括至少两个分盘气缸、至少两个码盘气缸、第一气缸、第二气缸和由电机驱动的上料输送带，每个分盘气缸的活动端上均安装有一个用于支撑料盘的第一插齿，分盘气缸水平相对的安装在第一料仓的两侧并同步伸出或缩回，第一气缸垂直安装在第一料仓的下方，第一气缸与分盘气缸配合将单个料盘放下至上料输送带，实现第一料仓中料盘的分盘；每个码盘气缸的活动端上均安装有一个用于支撑料盘的第二插齿，码盘气缸水平相对安装在第二料仓的两侧并同步伸出或缩回，第二气缸垂直安装在第二料仓的下方，第二气缸与码盘气缸配合将上料输送带上空的料盘顶入第二料仓中；第一料仓所在上料输送带为前部，第二料仓所在为后部。
3.如权利要求2所述的环状金属结构件的外观缺陷检测设备，其特征在于：所述分盘送料结构，还包括对位上料部，所述对位上料部具有轨道、安装板、支架、顶出气缸和伸缩挡片，轨道安装在上料输送带的下方并与上料输送带运动方向平行，轨道上安装由气缸或电机驱动沿轨道延伸方向滑动的安装板，安装板上安装支架、顶出气缸和伸缩挡片，伸缩挡片安装在支架的后端，伸缩挡片升起阻挡分盘后的料盘前行，伸缩挡片缩回放行空的料盘前行；顶出气缸位于支架的中间位置，顶出气缸伸出被阻挡的料盘从上料输送带上顶起，顶起后料盘的外沿抵在支架的内侧定位，顶出气缸回缩料盘回落到上料输送带空的料盘被放行。
4.如权利要求1所述的环状金属结构件的外观缺陷检测设备，其特征在于：所述上料柔性机械手，包括机械臂和至少两个柔性抓手，柔性抓手安装在机械臂上，并由机械臂上的电机或气缸驱动或前或后运动，两个柔性抓手由电机或气缸驱动或上或下同时运动，两个柔性抓手之间的间距由调距电机驱动调节，调节后两个柔性抓手的抓取位置处于同一平面。
5.如权利要求4所述的环状金属结构件的外观缺陷检测设备，其特征在于：所述柔性抓手为柔喙、数量六个由单个调距电机驱动，同步、等距调节两两柔喙间的间距，其结构为：每个柔喙安装在独立的安装架上，每个安装架的前端面上安装有一个导轮，安装架的后端面通过水平滑块滑动安装在水平滑轨上，水平滑轨固定安装在基座的前端面上，基座的后端面通过垂直滑块滑动安装在垂直滑轨上，垂直滑轨安装在底板上，底板滑动安装在机械臂的机械臂滑轨上，所述基板前端面的一侧上安装了调距电机，调距电机的输出轴上安装了主动轮，主动轮通过同步带与从动轮连接，从动轮安装在丝杆的顶端，丝杆上套装有连接块，连接块与导向板一侧固定连接并随丝杆的转动驱动导向板或上或下运动，导向板另一侧的背面通过导向滑块滑动安装在导向滑轨上，导向滑轨垂直安装在基板前端面的另一侧上，所述导向板上开设有六条腰孔，所述导轮活动设置在腰孔中，六条腰孔成角度的扇形分布，导向板上行至极限时导轮位于腰孔底端、相邻两柔喙间的间距为最小，导向板下行至极限时导轮位于腰孔顶端、相邻两柔喙间的间距为最大。
6.如权利要求5所述的环状金属结构件的外观缺陷检测设备，其特征在于：所述每个安装架的后端面上均安装有两个水平滑块，水平滑块分别安装在四条水平滑轨上。
7.如权利要求1所述的环状金属结构件的外观缺陷检测设备，其特征在于：所述AOI检测机构，包括侧面成像装置、适于对需成像的环状金属结构件的侧面弧形区域进行成像，背面成像装置、适于对环状金属结构件的背面区域进行打光以及对环状金属结构件的背面区域进行成像，正面成像装置、适于对环状金属结构件的正面区域进行打光以及对环状金属结构件的正面区域进行成像，和正面穹顶成像装置、适于对环状金属结构件的弧形边缘区域进行打光以及对环状金属结构件的正面区域进行成像。
8.如权利要求1所述的环状金属结构件的外观缺陷检测设备，其特征在于：所述分拣装盘工位的数量为四个，分别对应OK品、NG品、存疑品和破损品四个评级等级。
9.如权利要求1所述的环状金属结构件的外观缺陷检测设备，其特征在于：所述下料柔性机械手的结构与上料柔性机械手的结构相同，所述分盘码料结构的整体构造与分盘送料结构的整体构造相同，下料柔性机械手与分盘码料结构上下平行安装，输送带与两者垂直并安装在两者的中间位置。
10.如权利要求1所述的环状金属结构件的外观缺陷检测设备，其特征在于：所述输送盘为柔性的数量为多个，等距间隔安装输送带上，输送盘上开设有孔位，孔位沿输送带行进方向依次排列。
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- 2022-04-11 CN CN202210374762.2A patent/CN114798460A/zh active Pending
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