CN115121504A - 一种零件全自动检测装置及其工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种零件全自动检测装置及其工艺方法，包括上料机构、转盘机构、表面视觉检测机构、高度检测机构、内螺纹检测机构、下料分选机构，上料机构与转盘机构对接，表面视觉检测机构、高度检测机构、内螺纹检测机构沿着转盘机构转动方向依次设置，用于对零件进行表面、高度及内螺纹尺寸检测，下料分选机构沿转盘机构设置在内螺纹检测机构后方，用于对合格品和不良品分类收集。本发明零件的上料及检测均采用双公位工艺，节省时间；根据零件尺寸检测要求合理排布、采用对应检测手段，工序紧凑、步骤合理，保证了装置检测效率和准确性；上料采用震动筛选盘的筛选和直振送料器的送料，适用于大批量零件自动化检测，满足后续注塑工艺产品供应量。

Description

一种零件全自动检测装置及其工艺方法
技术领域
本发明属于检测设备技术领域，涉及一种零件全自动检测装置及其工艺方法，具体涉及一种螺母自动检测分选装置。
背景技术
在螺母的加工及电镀过程中，螺母的加工工序及电镀工序极易引发瑕疵残留，从而导致不合格产品混入，使得整批产品的合格率下降，作为注塑螺母使用也会导致注塑件不合格产品合格率下降，通常情况下，为了避免不合格产品混入，采用普通的人工对其进行检测，这会耗费大量人工工时，且效率不高，为了方便不合格产品的检测，从而提高整批产品的合格率，设计与之配套的零件自动检测设备是非常有必要。
发明内容
本发明的目的在于针对上述零件检测的工艺方法进行合理整合，设计一种零件全自动检测装置，能够实现大批量自动化的检测分选，并且实现产品的自动上料、检测和分选。
为了达到目的，本发明提供的技术方案为：
本发明涉及的一种零件全自动检测装置，包括设置在机架内台板上的上料机构、转盘机构、表面视觉检测机构、高度检测机构、内螺纹检测机构、下料分选机构，在机架外侧设置有触摸屏和显示屏。
进一步的，所述的上料机构包括震动筛选盘、直振送料器、仿形料道、伺服模组支架、上料伺服模组、上料升降气缸、吸料气缸、磁性吸料模块、顶升气缸，震动筛选盘、直振送料器均固定于台板上，仿形料道安装在直振送料器上，伺服模组支架固定于台板上，上料伺服模组安装在伺服模组支架上，与直振送料器送料方向平行，上料升降气缸垂直安装在伺服模组滑块上，位于仿形料道上方，吸料气缸固定在上料升降气缸上，位于仿形料道出口上方，磁性吸料模块安装在吸料气缸上，顶升气缸安装在仿形料道出口下方。
进一步的，所述的转盘机构包括平台桌面型凸轮分割器、直交轴减速箱、电磁制动电机、定位转盘、顶部平台、若干零件固定托、若干转盘支撑座，凸轮分割器固定安装在台板上，直交轴减速箱及电磁制动电机串联固定安装在凸轮分割器输入端，定位转盘定位安装在凸轮分割器出力转塔上部凸缘，顶部平台安装在凸轮分割器凸缘固定端，若干零件固定托均布地定位安装在定位转盘边缘, 若干转盘支撑座安装在定位转盘下方。
进一步的，所述的表面视觉检测机构包括相机及镜头支架、工业相机、同轴光源、平行背光源，表面视觉检测机构位于定位转盘转动方向同向，在上料机构后进入工艺工序，支架安装固定于台板上，工业相机固定在支架上，位于零件固定托上方，同轴光源及平行背光源固定在支架上，位于相机下方。
进一步的，所述的高度检测机构包括检测支架、升降气缸、容栅测微计，高度检测机构位于定位转盘转动方向同向，在表面视觉检测机构后进入工艺工序，检测支架安装固定于台板上，升降气缸固定在支架上，容栅测微计安装在升降气缸上，位于零件固定托上方。
进一步的，所述的内螺纹检测机构包括内螺纹检测支架、行程控制气缸、行程滑块模块、压料气缸、压料块、伺服电机、内螺纹塞规，内螺纹检测机构位于定位转盘转动方向同向，在高度检测机构后进入工艺工序，内螺纹检测支架安装固定于台板上，行程控制气缸安装固定在检测支架上，行程滑块模块安装固定检测支架上，位于行程控制气缸前侧，与行程控制气缸活塞杆端部相连，压料气缸垂直安装在检测支架上，压料块安装固定在压料气缸下方，位于零件固定托上方，伺服电机垂直安装在行程滑块模块上，内螺纹塞规与伺服电机输出轴同轴连接，位于压料块上方。
进一步的，所述的下料分选机构包括下料分选安装支架、下料分选通道、吹气机构，下料分选机构位于定位转盘转动方向同向，在内螺纹检测机构后进入工艺工序，下料分选安装支架安装固定于台板上，下料分选通道固定在下料分选安装支架上，吹气机构安装在转盘机构的顶部平台上，吹气出口与下料分选通道入口相对应。
优选地，所述的上料机构的伺服模组双工位上料结构在保证零件转盘上料的定位精度及重复定位精度的基础上，双工位上料可缩短工序节拍时间。
优选地，所述的转盘机构的凸轮分割器可提供足够的分割定位精度和连续平稳的运行模式。
优选地，所述的表面视觉检测机构对零件表面尺寸进行双工位标定判断，为后续工序合格品的检测和不良品的分选提供信号。
优选地，所述的高度检测机构对零件高度尺寸进行双工位检测，为后续工序合格品的检测和不良品的分选提供信号。
优选地，所述的内螺纹检测机构对零件内螺纹尺寸进行双工位恒转矩检测。
本发明还公开了上述零件全自动检测装置的工艺方法，包括以下步骤：
（1）零件经过震动筛选盘的筛选和直振送料器的送料，在仿形料道中以一出二形式有序排布；
（2）上料机构的顶升气缸对仿形料道出口的到位零件进行顶出动作，同时伺服模组带动磁性吸料模块对零件磁性吸取并放置到定位转盘的对位零件固定托内；
（3）表面视觉检测机构对相应零件进行平面尺寸检测判定；
（4）高度检测机构的升降气缸带动测微计对相应零件进行高度尺寸检测判定；
（5）内螺纹检测机构的行程控制气缸带动行程滑块模块进行升降动作，同时压料气缸带动压料块对零件压紧，固定在行程滑块模块上的伺服电机带动内螺纹塞规恒转矩转动，对零件内螺纹进行检测；
（6）下料分选机构根据平面尺寸、高度尺寸及内螺纹尺寸的检测结果，通过吹气机构对合格品及不良品进行相应分选动作。
优选地，所述的上料机构保证了零件上料的有序性、方向一致性和连续性。
优选地，所述的转盘机构使各工位呈环形排布，工站结构紧凑，最大程度保证节拍时间。
优选地，所述的转盘机构的若干零件固定托用销钉定位安装在定位转盘上，消除转盘机构带动若干零件固定托转动时引起的精度误差。
优选地，所述的转盘机构的若干转盘支撑座支撑转盘四周边缘，加强了定位转盘的承载载荷。
优选地，所述的内螺纹检测机构的行程滑块模块保证了模块整体的刚性和稳定性，也就保证了伺服电机带动塞规旋进零件的重复定位精度和刚性。
优选地，所述的内螺纹检测机构的压料气缸带动压料块对零件进行测前压紧，保证零件的位置度。
优选地，所述的下料分选机构的下料分选通道分为三个流道，分别对合格品和平面尺寸、高度尺寸、内螺纹尺寸不良品进行收集。
本发明注塑零件的外观平面尺寸检测设备可以依托机器视觉检测，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号;图像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控制现场的设备动作。
本发明注塑零件的外观高度尺寸可以依托线性电容位移传感器，电容式位移传感器为非接触式测量仪器，能够对任何导电目标的位置和位置变化进行高分辩率测量，高性能电容式传感器的具有纳米级分辩率，是把物体的运动位移转换成可测量的电学量一种装置，可用于把不便于定量检测的位移、位置、物理量转换为易于定量检测、便于作信息传输与处理的电学量。
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明零件的上料、平面尺寸检测、高度尺寸检测和内螺纹检测均采用双公位工艺，节省节拍时间； 本发明工艺步骤根据零件关键尺寸检测要求合理排布、合理采用对应检测手段，工序紧凑、工艺步骤合理，保证了装置检测的效率和准确性；本发明上料采用震动筛选盘的筛选和直振送料器的送料，适用于大批量零件的自动化检测，满足后续注塑工艺产品供应量。
附图说明
图1为本发明零件全自动检测装置的结构示意图；
图2为本发明零件全自动检测装置的俯视图；
图3为本发明上料机构的结构示意图；
图4为本发明转盘机构的结构示意图；
图5为本发明表面视觉检测机构的结构示意图；
图6为本发明高度检测机构的结构示意图；
图7为本发明内螺纹检测机构的结构示意图；
图8为本发明下料分选机构的结构示意图；
图示说明：1、上料机构；2、转盘机构；3、表面视觉检测机构；4、高度检测机构；5、内螺纹检测机构；6、下料分选机构；7、机架；8、触摸屏；9、显示屏；1-1、震动筛选盘；1-2、直振送料器；1-3、仿形料道；1-4、伺服模组支架；1-5、上料伺服模组；1-6、上料升降气缸；1-7、吸料气缸；1-8、磁性吸料模块；1-9、顶升气缸；2-1、凸轮分割器；2-2、直交轴减速箱；2-3、电磁制动电机；2-4、定位转盘；2-5、顶部平台；2-6、零件固定托；2-7、转盘支撑座；3-1、相机及镜头支架；3-2、工业相机；3-3、同轴光源；3-4、平行背光源；4-1、检测支架；4-2、升降气缸；4-3、容栅测微计；5-1、内螺纹检测支架；5-2、行程控制气缸；5-3、行程滑块模块；5-4、压料气缸；5-5、压料块；5-6、伺服电机；5-7、内螺纹塞规；6-1、下料分选安装支架；6-2、下料分选通道；6-3、吹气机构。
具体实施方式
下面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。
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
结合附图1或2所示，本发明涉及的一种零件全自动检测装置，包括设置在机架7内台板上的上料机构1、转盘机构2、表面视觉检测机构3、高度检测机构4、内螺纹检测机构5、下料分选机构6，在机架7外侧设置有触摸屏8和显示屏9。
结合附图3所示，所述的上料机构1包括震动筛选盘1-1、直振送料器1-2、仿形料道1-3、伺服模组支架1-4、上料伺服模组1-5、上料升降气缸1-6、吸料气缸1-7、磁性吸料模块1-8、顶升气缸1-9，震动筛选盘1-1、直振送料器1-2均固定于台板上，仿形料道1-3安装在直振送料器1-2上，伺服模组支架1-4固定于台板上，上料伺服模组1-5安装在伺服模组支架1-4上，与直振送料器1-2送料方向平行，上料升降气缸1-6垂直安装在伺服模组1-5滑动块上，位于仿形料道1-3上方，吸料气缸1-7固定在上料升降气缸上1-6，位于仿形料道1-3出口上方，磁性吸料模块1-8安装在吸料气缸1-7上，顶升气缸1-9安装在仿形料道1-3出口下方。
结合附图4所示，所述的转盘机构2包括平台桌面型凸轮分割器2-1、直交轴减速箱2-2、电磁制动电机2-3、定位转盘2-4、顶部平台2-5、若干零件固定托2-6、若干转盘支撑座2-7，凸轮分割器2-1固定安装在台板上，直交轴减速箱2-2及电磁制动电机2-3串联固定安装在凸轮分割器2-1输入端，定位转盘2-4定位安装在凸轮分割器2-1出力转塔上部凸缘，顶部平台2-5安装在凸轮分割器2-1凸缘固定端，若干零件固定托2-6均布地定位安装在定位转盘2-4边缘, 若干转盘支撑座2-7安装在定位转盘2-4下方。
结合附图5所示，所述的表面视觉检测机构3包括相机及镜头支架3-1、工业相机3-2、同轴光源3-3、平行背光源3-4，表面视觉检测机构3位于定位转盘2-4转动方向同向，在上料机构1后进入工艺工序，相机及镜头支架3-1安装固定于台板上，工业相机3-2固定在支架上，位于零件固定托2-6上方，同轴光源3-3及平行背光源3-4固定在相机及镜头支架3-1上，位于工业相机3-2下方。
结合附图6所示，所述的高度检测机构4包括检测支架4-1、升降气缸4-2、容栅测微计4-3，高度检测机构4位于定位转盘2-4转动方向同向，在表面视觉检测机构3后进入工艺工序，检测支架4-1安装固定于台板上，升降气缸4-2固定在检测支架4-1上，容栅测微计4-3安装在升降气缸4-2上，位于零件固定托2-6上方。
结合附图7所示，所述的内螺纹检测机构5包括内螺纹检测支架5-1、行程控制气缸5-2、行程滑块模块5-3、压料气缸5-4、压料块5-5、伺服电机5-6、内螺纹塞规5-7，内螺纹检测机构5位于定位转盘2-4转动方向同向，在高度检测机构4后进入工艺工序，内螺纹检测支架5-1安装固定于台板上，行程控制气缸5-2安装固定在检测支架5-1上，行程滑块模块5-3安装固定内螺纹检测支架5-1上，位于行程控制气缸5-2前侧，与行程控制气缸5-2活塞杆端部相连，压料气缸5-4垂直安装在检测支架5-1上，压料块5-5安装固定在压料气缸5-4下方，位于零件固定托2-6上方，伺服电机5-6垂直安装在行程滑块模块5-3上，内螺纹塞规5-7与伺服电机5-6输出轴同轴连接，位于压料块5-5上方。
结合附图8所示，所述的下料分选机构6包括下料分选安装支架6-1、下料分选通道6-2、吹气机构6-3，下料分选机构6位于定位转盘2-4转动方向同向，在内螺纹检测机构5后进入工艺工序，下料分选安装支架6-1安装固定于台板上，下料分选通道6-2固定在下料分选安装支架6-1上，吹气机构6-3安装在转盘机构2的顶部平台2-5上，吹气出口与下料分选通道6-2入口相对应。
上述零件全自动检测装置的使用方法包括以下步骤：
步骤一：零件经过震动筛选盘1-1的筛选和直振送料器1-2的送料，在仿形料道1-3中以一出二形式有序排布；
步骤二：上料机构1的顶升气缸1-9对仿形料道1-3出口的到位零件进行顶出动作，同时伺服模组1-5带动磁性吸料模块1-8对零件磁性吸取并放置到定位转盘2-4的对位零件固定托2-6内；
步骤三：表面视觉检测机构3对相应零件进行平面尺寸检测判定；
步骤四：高度检测机构4的升降气缸4-2带动测微计4-3对相应零件进行高度尺寸检测判定；
步骤五：内螺纹检测机构5的行程控制气缸5-2带动行程滑块模块5-3进行升降动作，同时压料气缸5-4带动压料块5-5对零件压紧，固定在行程滑块模块5-3上的伺服电机5-6带动内螺纹塞规5-7恒转矩转动，对零件内螺纹进行检测；
步骤六：下料分选机构6根据平面尺寸、高度尺寸及内螺纹尺寸的检测结果，通过吹气机构6-3对合格品及不良品进行相应分选动作；
需要说明的是，本申请提到的零件一般指螺母的意思，也适用于其他类似螺母的零件。
以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种零件全自动检测装置，其特征在于，包括设置在机架（7）内台板上的上料机构（1）、转盘机构（2）、表面视觉检测机构（3）、高度检测机构（4）、内螺纹检测机构（5）、下料分选机构（6），在机架（7）外侧设置有触摸屏（8）和显示屏（9），所述上料机构（1）与转盘机构（2）对接，通过上料结构（1）将零件移到转盘机构（2）上，所述表面视觉检测机构（3）、高度检测机构（4）、内螺纹检测机构（5）沿着转盘机构（2）转动方向依次设置，用于对零件进行表面、高度及内螺纹尺寸检测，下料分选机构（6）沿转盘机构（2）设置在内螺纹检测机构（5）的后方，用于对合格品和不良品进行分类收集。
2.根据权利要求1所述的一种零件全自动检测装置，其特征在于， 所述的上料机构（1）包括震动筛选盘（1-1）、直振送料器（1-2）、仿形料道（1-3）、伺服模组支架（1-4）、上料伺服模组（1-5）、上料升降气缸（1-6）、吸料气缸（1-7）、磁性吸料模块（1-8）、顶升气缸（1-9），震动筛选盘（1-1）、直振送料器（1-2）均固定于台板上，仿形料道（1-3）安装在直振送料器（1-2）上，伺服模组支架（1-4）固定于台板上，上料伺服模组（1-5）安装在伺服模组支架（1-4）上，与直振送料器（1-2）送料方向平行，上料升降气缸（1-6）垂直安装在上料伺服模组（1-5）滑动块上，位于仿形料道（1-3）上方，吸料气缸（1-7）固定在上料升降气缸（1-6）上，位于仿形料道（1-3）出口上方，磁性吸料模块（1-8）安装在吸料气缸（1-7）上，顶升气缸（1-9）安装在仿形料道（1-3）出口下方。
3.根据权利要求2所述的一种零件全自动检测装置，其特征在于，所述的转盘机构（2）包括平台桌面型凸轮分割器（2-1）、直交轴减速箱（2-2）、电磁制动电机（2-3）、定位转盘（2-4）、顶部平台（2-5）、若干零件固定托（2-6）、若干转盘支撑座（2-7），凸轮分割器（2-1）固定安装在台板上，直交轴减速箱（2-2）及电磁制动电机（2-3）串联固定安装在凸轮分割器（2-1）输入端，定位转盘（2-4）定位安装在凸轮分割器（2-1）出力转塔上部凸缘，顶部平台（2-5）安装在凸轮分割器（2-1）凸缘固定端，若干零件固定托（2-6）均布地定位安装在定位转盘（2-4）边缘, 若干转盘支撑座（2-7）安装在定位转盘（2-4）下方。
4.根据权利要求3所述的一种零件全自动检测装置，其特征在于，所述的表面视觉检测机构（3）包括相机及镜头支架（3-1）、工业相机（3-2）、同轴光源（3-3）、平行背光源（3-4），表面视觉检测机构（3）位于定位转盘（2-4）转动方向同向，在上料机构（1）后进入工艺工序，相机及镜头支架（3-1）安装固定于台板上，工业相机（3-2）固定在相机及镜头支架（3-1）上，位于零件固定托（2-6）上方，同轴光源（3-3）及平行背光源（3-4）固定在相机及镜头支架（3-1）上，位于相机下方。
5.根据权利要求4所述的一种零件全自动检测装置，其特征在于，所述的高度检测机构（4）包括检测支架（4-1）、升降气缸（4-2）、容栅测微计（4-3），高度检测机构（4）位于定位转盘（2-4）转动方向同向，在表面视觉检测机构（3）后进入工艺工序，检测支架（4-1）安装固定于台板上，升降气缸（4-2）固定在检测支架（4-1）上，容栅测微计（4-3）安装在升降气缸（4-2）上，位于零件固定托（2-6）上方。
6.根据权利要求5所述的一种零件全自动检测装置，其特征在于，所述的内螺纹检测机构（5）包括内螺纹检测支架（5-1）、行程控制气缸（5-2）、行程滑块模块（5-3）、压料气缸（5-4）、压料块（5-5）、伺服电机（5-6）、内螺纹塞规（5-7），内螺纹检测机构（5）位于定位转盘（2-4）转动方向同向，在高度检测机构（4）后进入工艺工序，内螺纹检测支架（5-1）安装固定于台板上，行程控制气缸（5-2）安装固定在内螺纹检测支架（5-1）上，行程滑块模块（5-3）安装固定内螺纹检测支架（5-1）上，位于行程控制气缸（5-2）前侧，与行程控制气缸（5-2）活塞杆端部相连，压料气缸（5-4）垂直安装在内螺纹检测支架（5-1）上，压料块（5-5）安装固定在压料气缸（5-4）下方，位于零件固定托（2-6）上方，伺服电机（5-6）垂直安装在行程滑块模块（5-3）上，内螺纹塞规（5-7）与伺服电机（5-6）输出轴同轴连接，位于压料块（5-5）上方。
7.根据权利要求6所述的一种零件全自动检测装置，其特征在于，所述的下料分选机构（6）包括下料分选安装支架（6-1）、下料分选通道（6-2）、吹气机构（6-3），下料分选机构（6）位于定位转盘（2-4）转动方向同向，在内螺纹检测机构（5）后进入工艺工序，下料分选安装支架（6-1）安装固定于台板上，下料分选通道（6-2）固定在下料分选安装支架（6-1）上，吹气机构（6-3）安装在转盘机构（2）的顶部平台（2-5）上，吹气出口与下料分选通道（6-2）入口相对应。
8.根据权利要求7所述的一种零件全自动检测装置，其特征在于，所述的表面视觉检测机构（3）对零件表面尺寸进行双工位标定判断，所述的高度检测机构（4）对零件高度尺寸进行双工位检测，所述的高度检测机构（5）对零件高度尺寸进行双工位检测，为后续工序合格品的检测和不良品的分选提供信号。
9.一种如权利要求7或8所述的零件全自动检测装置的工艺方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤一：零件经过震动筛选盘（1-1）的筛选和直振送料器（1-2）的送料，在仿形料道（1-3）中以一出二形式有序排布；
步骤二：上料机构（1）的顶升气缸（1-9）对仿形料道（1-3）出口的到位零件进行顶出动作，同时上料伺服模组（1-5）带动磁性吸料模块（1-8）对零件磁性吸取并放置到定位转盘（2-4）的对位零件固定托（2-6）内；
步骤三：表面视觉检测机构（3）对相应零件进行平面尺寸检测判定；
步骤四：高度检测机构（4）的升降气缸（4-2）带动荣栅测微计（4-3）对相应零件进行高度尺寸检测判定；
步骤五：内螺纹检测机构（5）的行程控制气缸（5-2）带动行程滑块模块（5-3）进行升降动作，同时压料气缸（5-4）带动压料块（5-5）对零件压紧，固定在行程滑块模块（5-3）上的伺服电机（5-6）带动内螺纹塞规（5-7）恒转矩转动，对零件内螺纹进行检测；
步骤六：下料分选机构（6）根据平面尺寸、高度尺寸及内螺纹尺寸的检测结果，通过吹气机构（6-3）对合格品及不良品进行相应分选动作。
10.根据权利要求9所述的一种零件全自动检测装置的工艺方法，其特征在于：所述的下料分选机构（6）的下料分选通道（6-2）分为三个流道，分别对合格品和平面尺寸、高度尺寸、内螺纹尺寸不良品进行收集。
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