CN115672775A - 一种零件检测分选机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种零件检测分选机器人，包括底盘，所述底盘的顶部活动设置有转盘，转盘上设置有检测模块以及顶推机构，且检测模块用于检测螺母螺纹，顶推机构用于将螺纹有损伤的螺母顶出，所述转盘上还设置有分选盘，分选盘底部的中心处以及一侧分别设有第一止挡部以及第二止挡部。本发明通过第二止挡部阻挡厚度小的螺母，在转盘的持续转动下，厚度小的螺母沿第二止挡部移动至存放盒中存放，第一止挡部阻挡厚度大的螺母，在转盘的持续转动下，厚度大的螺母沿第一止挡部移动至存放盒中存放，该分选机器人在分选损伤螺母的同时，还能对不同厚度的螺母做分选处理，从而提高螺母的分选效率，减轻人工负担。

Description

一种零件检测分选机器人

技术领域

本发明涉及分选机器人领域，具体涉及一种零件检测分选机器人。

背景技术

零件是机器组成的基本要素，机器一般包括一个或几个用来接受外界能源的原动部分，实现机器生产职能的执行部分，把原动机的运动和动力传递给执行部分的传动部分，保障机器中各部分协调工作的检测与控制系统构成，将机器进行进一步分解，可以得到各类零件；

零件是构成机器的基本要素，可以概括地分为两大类：一类是在各种机器中都能用到的零件(如齿轮，螺母等)，称为通用零件；另一类是在一定类型的机器中才会用到的零件(如枪栓，螺旋桨等)，称为专用零件；此外还把一些协同工作的零件组成的零件组合体称为部件或组件(如联轴器，减速器等)，螺母作为零件的一种，生产后需要通过分选机器人检测螺母内侧的螺纹是否有损伤(螺纹损伤的螺母无法旋入螺栓使用)。

现有技术存在以下不足：由于需要面对不同的使用场景，同种型号的螺母存在不同的厚度，现有的分选机器人仅能对螺母做中部螺纹有无损伤检测处理，检测分选后，还需要人工手动将不同厚度的螺母分选，不仅增加人工成本与人工负担，而且还降低螺母的检测效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种零件检测分选机器人。

本发明所采用的技术方案是：包括底盘，所述底盘的顶部活动设置有转盘，转盘上设置有检测模块以及顶推机构，且检测模块用于检测螺母螺纹，顶推机构用于将螺纹有损伤的螺母顶出，所述转盘上还设置有分选盘，分选盘底部的中心处以及一侧分别设有第一止挡部以及第二止挡部，且转盘转动使检测合格的螺母进入分选盘底部，第一止挡部以及第二止挡部分别筛选不同厚度的螺母；

优选的，底盘上还设置有驱动件，且转盘与驱动件传动连接，由驱动件驱动运行，且底盘的底部还设置有控制器，检测模块、顶推机构以及驱动件均与控制器电性连接，该驱动件可由本领域技术人员根据实际需要进行相应的设置，在此不做限定；

优选的，底盘的顶部边缘处设置有多个存放盒，且存放盒分别与送料机构、第一止挡部以及第二止挡部位置相对应，若检测的螺母存在多种不同的厚度(两种以上)，则分选盘的底部还可相应的设置第三止挡部、第四止挡部......第N止挡部，此时仅需设置与止挡部数量对应的存放盒即可，在此不做限定，并且，为了使存放盒放置在底盘上能够具有一定的稳固性，并且存放盒可便于从底盘的顶部取下，我们在存放盒的底部还固定设置有磁杆，磁杆插入底盘后与底盘磁吸，这样可便于存放盒的放置的取下；

优选的，顶推机构包括电动推杆以及推板，且推板与电动推杆通过伸缩轴传动连接，检测模块检测到螺母螺纹损伤，控制器控制电动推杆运行，电动推杆驱动推板移动，推板将转盘顶部检测不合格的螺母推入收集盒中存放，从而实现分选不合格螺母的目的；

优选的，分选盘的底部还开设有第一凹槽以及第二凹槽，其中第一凹槽的深度略大于厚度大的螺母的厚度，第二凹槽的深度略大于厚度小的螺母，这样在厚度大的螺母与厚度小的螺母移动至分选盘的底部时，第一凹槽增大厚度大的螺母与厚度小的螺母移动的行程，这样在厚度大的螺母沿着第一止挡部移动时，厚度小的螺母可由第一凹槽转动至第二凹槽中，可避免分选时螺母之间堵塞；

优选的，转盘的顶部中心处设置有固定架，且检测模块、顶推机构以及分选盘均与底盘通过固定架连接，通过固定架将检测模块、顶推机构以及分选盘悬空设置在转盘的顶部，从而不影响转盘的使用。

优选的，所述送料机构由送料架以及震动电机组成，送料架与螺母生产设备的出料口连接，且呈倾斜设置，送料架的出料端位于转盘顶部，震动电机固定在送料架一侧，这样在送料架下料时，震动电机运行使送料架产生震动，避免螺母堵塞在送料架中。

优选的，所述检测模块包括第一工业相机以及第二工业相机，且第一工业相机设置在转盘的底部，并与底盘固定连接，第二工业相机设置在转盘的顶部，并与固定架通过支架固定连接，且第一工业相机与第二工业相机之间呈相对设置，第一工业相机与第二工业相机位置相对应，这样即可通过第一工业相机与第二工业相机对螺母的上下两个端面同时进行检测，有利于提高机器人的检测精度；

优选的，在支架底部还可以设置光源以提供照明，提高第一工业相机与第二工业相机的检测精度，为了能够顺利的让机器人完成视觉分选任务，检测模块的检测及定位精度要求为不小于0.5mm，依工业相机分辨率与检测精度之间的换算关系可以确定相机的最小分辨率，公式如下：

相机最小像素分辨率＝(视场的宽度/检测精度*2)*(视场的长度检测精度*2)

优选的，第一工业相机与第二工业相机均为SV400CMOS相机，检测精度高；

优选的，镜头的质量直接决定着视觉分选系统的可靠性及稳定性，选择不合适的镜头会导致图像清晰度差、对比度明显下降、图像噪声突出等问题；

焦距是镜头最为重要的参数，其描述了光学镜头成像的基本规律，对于给定的物距，成像位置及大小由焦距决定，推导出焦距的计算公式如下：

f＝v*L/V

f＝h*L/H

其中：f为焦距，v为传感器的横向尺寸，h为传感器的纵向尺寸，V为视野的长度，H为视野的宽度，L为物距。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

1、本发明通过转盘继续带动螺母转动，螺母转动位于分选盘的底部，此时厚度小的螺母不受第一止挡部阻挡，继续转动位于第二止挡部处时，第二止挡部阻挡厚度小的螺母，在转盘的持续转动下，厚度小的螺母沿第二止挡部移动至存放盒中存放，第一止挡部阻挡厚度大的螺母，在转盘的持续转动下，厚度大的螺母沿第一止挡部移动至存放盒中存放，该分选机器人在分选损伤螺母的同时，还能对不同厚度的螺母做分选处理，从而提高螺母的分选效率，减轻人工负担；

2、本发明通过送料机构向转盘供给螺母，驱动件驱动转盘转动，转盘转动使螺母位于检测模块处时，检测模块检测螺母的螺纹是否有损伤，若螺母螺纹损伤，则螺母转动位于顶推机构处时，顶推机构将螺母推入存放盒中存放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明筛选不合格螺母的工作状态图；

图3为本发明筛选不同厚度螺母的工作状态图；

图4为本发明检测模块的结构示意图；

图5为本发明分选盘的使用状态图；

图6为本发明分选盘的俯视结构图；

图7为本发明分选盘的仰视结构图；

图8为本发明工业相机的镜头成像示意图。

图示说明：

1、底盘；2、转盘；3、送料机构；4、检测模块；41、第一工业相机；42、第二工业相机；5、顶推机构；6、固定架；7、分选盘；71、第一止挡部；72、第二止挡部；73、第一凹槽；74、第二凹槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

实施例1

请参阅图1所示，本实施例所述一种零件检测分选机器人，包括底盘1，所述底盘1的顶部活动设置有转盘2，转盘2上设置有检测模块4以及顶推机构5，且检测模块4用于检测螺母螺纹，顶推机构5用于将螺纹有损伤的螺母顶出，与现有技术不同的是，所述转盘2上还设置有分选盘7，分选盘7底部的中心处以及一侧分别设有第一止挡部71以及第二止挡部72，且转盘2转动使检测合格的螺母进入分选盘7底部，第一止挡部71以及第二止挡部72分别筛选不同厚度的螺母；

本实施例中，为了便于转盘2的转动，在底盘1上还设置有驱动件，且转盘2与驱动件传动连接，由驱动件驱动运行，且底盘1的底部还设置有控制器，检测模块4、顶推机构以及驱动件均与控制器电性连接，该驱动件可由本领域技术人员根据实际需要进行相应的设置，在此不做限定；

请参阅图5、图6和图7所示，由于机器人需要将不同的螺母进行筛选，为了便于后期螺母的收集，我们在底盘1的顶部边缘处设置有多个存放盒，且存放盒分别与送料机构3、第一止挡部71以及第二止挡部72位置相对应，若检测的螺母存在多种不同的厚度(两种以上)，则分选盘7的底部还可相应的设置第三止挡部、第四止挡部......第N止挡部，此时仅需设置与止挡部数量对应的存放盒即可，在此不做限定，并且，为了使存放盒放置在底盘1上能够具有一定的稳固性，并且存放盒可便于从底盘1的顶部取下，我们在存放盒的底部还固定设置有磁杆，磁杆插入底盘1后与底盘1磁吸，这样可便于存放盒的放置的取下；

本实施例还公开顶推机构5的具体结构，顶推机构包括电动推杆以及推板，且推板与电动推杆通过伸缩轴传动连接，检测模块检测到螺母螺纹损伤，控制器电动推杆运行，电动推杆驱动推板移动，推板将转盘2顶部检测不合格的螺母推入收集盒中存放，从而实现分选不合格螺母的目的；

请参阅图2所示，使用时，送料机构3向转盘2供给螺母，驱动件驱动转盘2转动，转盘2转动使螺母位于检测模块4处时，检测模块4检测螺母的螺纹是否有损伤，若螺母螺纹损伤，则螺母转动位于顶推机构5处时，顶推机构5将螺母推入存放盒中存放；

请参阅图3所示，若检测模块4检测螺母螺纹无损伤，则顶推机构不动作，此时转盘2继续带动螺母转动，螺母转动位于分选盘7的底部，此时厚度小的螺母不受第一止挡部71阻挡，继续转动位于第二止挡部72处时，第二止挡部72阻挡厚度小的螺母，在转盘2的持续转动下，厚度小的螺母沿第二止挡部72移动至存放盒中存放，第一止挡部71阻挡厚度大的螺母，在转盘2的持续转动下，厚度大的螺母沿第一止挡部71移动至存放盒中存放，该分选机器人在分选损伤螺母的同时，还能对不同厚度的螺母做分选处理，从而提高螺母的分选效率，减轻人工负担；

为了避免厚度大的螺母转动位于第一止挡部71处时挡住厚度小的螺母，我们在分选盘7的底部还开设有第一凹槽73以及第二凹槽74，其中第一凹槽73的深度略大于厚度大的螺母的厚度，第二凹槽74的深度略大于厚度小的螺母，这样在厚度大的螺母与厚度小的螺母移动至分选盘7的底部时，第一凹槽73增大厚度大的螺母与厚度小的螺母移动的行程，这样在厚度大的螺母沿着第一止挡部71移动时，厚度小的螺母可由第一凹槽73转动至第二凹槽74中，可避免分选时螺母之间堵塞；

由于转盘2需要在底盘1的顶部旋转，设置的检测模块4、顶推机构5以及分选盘7均不能与转盘2接触，因此，我们在转盘2的顶部中心处设置有固定架6，且检测模块4、顶推机构5以及分选盘7均与底盘1通过固定架6连接，通过固定架6将检测模块4、顶推机构5以及分选盘7悬空设置在转盘2的顶部，从而不影响转盘2的使用。

实施例2

作为进一步的优化改进，因为上述实施例1中的送料机构3在下料时可能会出现螺母堵塞的现象，所以我们基于实施例1又做出了进一步的改进，作为一种新的实施例，即实施例2，其改进的具体内容如下：

本实施例中，所述送料机构3由送料架以及震动电机组成，送料架与螺母生产设备的出料口连接，且呈倾斜设置，送料架的出料端位于转盘2顶部，震动电机固定在送料架一侧，这样在送料架下料时，震动电机运行使送料架产生震动，避免螺母堵塞在送料架中。

实施例3

作为进一步的优化改进，因为上述实施例1中的检测模块4仅对螺母做单向检测处理，这样检测螺纹损伤存在一定的误差，因此，我们基于实施例1又做出了进一步的改进，作为一种新的实施例，即实施例3，其改进的具体内容如下：

请参阅图4所示，所述检测模块4包括第一工业相机41以及第二工业相机42，且第一工业相机4设置在转盘2的底部，并与底盘1固定连接，第二工业相机42设置在转盘2的顶部，并与固定架6通过支架固定连接，且第一工业相机41与第二工业相机42之间呈相对设置，第一工业相机41与第二工业相机42位置相对应，这样即可通过第一工业相机41与第二工业相机42对螺母的上下两个端面同时进行检测，有利于提高机器人的检测精度；

本实施例中，为了提高第一工业相机41与第二工业相机42的检测精度，在支架底部还可以设置光源以提供照明，提高第一工业相机41与第二工业相机42的检测精度，为了能够顺利的让机器人完成视觉分选任务，检测模块的检测及定位精度要求为不小于0.5mm，依工业相机分辨率与检测精度之间的换算关系可以确定相机的最小分辨率，公式如下：

相机最小像素分辨率＝(视场的宽度/检测精度*2)*(视场的长度/检测精度*2)

因此，本实施例中的第一工业相机41与第二工业相机42均为SV400CMOS相机，检测精度高；

镜头的质量直接决定着视觉分选系统的可靠性及稳定性，选择不合适的镜头会导致图像清晰度差、对比度明显下降、图像噪声突出等问题；

请参阅图8所示，焦距是镜头最为重要的参数，其描述了光学镜头成像的基本规律，对于给定的物距，成像位置及大小由焦距决定，推导出焦距的计算公式如下：

f＝v*L/V

f＝h*L/H

其中：f为焦距，v为传感器的横向尺寸，h为传感器的纵向尺寸，V为视野的长度，H为视野的宽度，L为物距；

本实施例中，SV4005M相机的分辨率为2560*1920，像元大小为2.2um，因此v＝2.2um*2560＝5.63mm，h＝2.2um*1920＝4.22mm，V＝480mm，H＝420mm，物距L为650mm，则

横向求焦距f：

f＝v*L/V＝5.63mm*650mm/480mm＝7.63mm

纵向求焦距f:

f＝h*L/H＝4.22mm*650mm/420mm＝6.53mm

因此，SV4005M相机的焦距为5mm，F数为1.4，工作距离>0.1m，畸变率为-0.1％，最大兼容CCD为1/2。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种零件检测分选机器人，包括底盘(1)，所述底盘(1)的顶部活动设置有转盘(2)，转盘(2)上设置有检测模块(4)以及顶推机构(5)，检测模块(4)用于检测螺母螺纹，顶推机构(5)用于将螺纹有损伤的螺母顶出，其特征在于：还包括

分选盘(7)，设置在转盘(2)上，分选盘(7)底部的中心处以及一侧分别设有第一止挡部(71)以及第二止挡部(72)，且转盘(2)转动使检测合格的螺母进入分选盘(7)底部，第一止挡部(71)以及第二止挡部(72)分别筛选不同厚度的螺母。

2.根据权利要求1所述的一种零件检测分选机器人，其特征在于：所述分选盘(7)的底部还开设有第一凹槽(73)以及第二凹槽(74)，其中，第一凹槽(73)的深度大于厚度大的螺母的厚度，第二凹槽(74)的深度大于厚度小的螺母的厚度。

3.根据权利要求2所述的一种零件检测分选机器人，其特征在于：转盘(2)的顶部还设置有送料机构(3)，所述送料机构(3)由送料架以及震动电机组成，送料架与螺母生产设备的出料口连接，且呈倾斜设置，送料架的出料端位于转盘(2)顶部，震动电机固定在送料架一侧。

4.根据权利要求1所述的一种零件检测分选机器人，其特征在于：所述转盘(2)的顶部中心处设置有固定架(6)，且检测模块(4)、顶推机构(5)以及分选盘(7)均与底盘(1)通过固定架(6)连接。

5.根据权利要求4所述的一种零件检测分选机器人，其特征在于：所述检测模块(4)包括第一工业相机(41)以及第二工业相机(42)，且第一工业相机(4)设置在转盘(2)的底部，并与底盘(1)固定连接，第二工业相机(42)设置在转盘(2)的顶部，并与固定架(6)通过支架固定连接，且第一工业相机(41)与第二工业相机(42)之间呈相对设置，第一工业相机(41)与第二工业相机(42)位置相对应。

6.根据权利要求5所述的一种零件检测分选机器人，其特征在于：所述顶推机构包括电动推杆以及推板，且推板与电动推杆通过伸缩轴传动连接。

7.根据权利要求3所述的一种零件检测分选机器人，其特征在于：所述底盘(1)的顶部边缘处设置有多个存放盒，且存放盒分别与送料机构(3)、第一止挡部(71)以及第二止挡部(72)位置相对应，存放盒的底部还固定设置有磁杆，磁杆插入底盘(1)后与底盘(1)磁吸。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种零件检测分选机器人，其特征在于：所述底盘(1)上还设置有驱动件，且转盘(2)与驱动件传动连接，由驱动件驱动运行，底盘(1)的底部还设置有控制器，检测模块(4)、顶推机构以及驱动件均与控制器电性连接。

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