CN116879317B - 一种易拉罐在线缺陷检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种易拉罐在线缺陷检测设备，包括上悬梁、上位机、工业机械手、空底筒体、外圆环绕检测组件和底端对照检测组件，所述上位机位于上悬梁下方，所述工业机械手固定设于上悬梁下方，所述空底筒体固定设于上悬梁下方，所述外圆环绕检测组件设于空底筒体内，所述底端对照检测组件设于上悬梁下方，所述外圆环绕检测组件包括环抱驱动单元、比例式凹凸检测单元和鼓胀复检单元，所述环抱驱动单元、比例式凹凸检测单元和鼓胀复检单元均设于空底筒体内。本发明涉及工业产品检测技术领域，具体是提供了能够同时对易拉罐顶部外观样式、外圆面完整度与底部变形程度进行缺陷检测的易拉罐在线缺陷检测设备。

Description

一种易拉罐在线缺陷检测设备
技术领域
本发明涉及工业产品检测技术领域，具体是指一种易拉罐在线缺陷检测设备。
背景技术
目前易拉罐在生产完成后，罐体上容易发生变形的缺陷，通常采用人工的方式进行检测，而人工检测效率低下，并且容易发生遗漏的问题。
申请号为201910753778.2的一项发明专利公布了以下技术方案：“本发明的易拉罐底拱变形测量装置中，通过在升降气缸的活塞杆上固定有第一承载件，并使第二承载件活动套接升降气缸的活塞杆，这样设置，第二承载件可以受重力自行下降，而由第一承载件承载而上升。可以理解，如此设置，可以测量不同罐高的样罐的底拱”。虽然该申请的技术方案能够对易拉罐的底拱进行测量，但不能便捷地对易拉罐的整体轮廓进行缺陷测量，具有一定的改进空间。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种易拉罐在线缺陷检测设备，为了解决现有技术难以对易拉罐整体轮廓进行缺陷测量的技术问题，本发明提出了能够同时对易拉罐顶部外观样式、外圆面完整度与底部变形程度进行缺陷检测的易拉罐在线缺陷检测设备。
本发明采取的技术方案如下：包括上悬梁、上位机、工业机械手、空底筒体、外圆环绕检测组件和底端对照检测组件，所述上位机位于上悬梁下方，所述工业机械手固定设于上悬梁下方，所述空底筒体固定设于上悬梁下方，所述外圆环绕检测组件设于空底筒体内，所述底端对照检测组件设于上悬梁下方，所述外圆环绕检测组件包括环抱驱动单元、比例式凹凸检测单元和鼓胀复检单元，所述环抱驱动单元、比例式凹凸检测单元和鼓胀复检单元均设于空底筒体内。
进一步地，所述比例式凹凸检测单元包括固定梁、主匚形架、封口胶管、塑形薄壁架、定活塞、浮动缸体、细波纹管、刚性连接弯头、凹凸检测编码器、检测齿轮、检测齿条、防坠摩擦轨和配重平衡环，所述固定梁固定设于空底筒体内壁上，所述主匚形架固定设于固定梁上，所述塑形薄壁架固定设于主匚形架内侧，所述封口胶管粘接固定设于塑形薄壁架上，所述定活塞固定设于主匚形架底端上，所述浮动缸体滑动设于定活塞上，所述配重平衡环固定设于浮动缸体下方，所述细波纹管固定设于浮动缸体上，所述刚性连接弯头贯穿固定设于塑形薄壁架上，所述刚性连接弯头两端分别与细波纹管以及封口胶管连通，所述凹凸检测编码器固定设于主匚形架顶端下方，所述检测齿轮固定设于凹凸检测编码器的旋转端上，所述防坠摩擦轨竖直固定设于主匚形架顶端下方，所述检测齿条滑动设于防坠摩擦轨上并且与检测齿轮啮合连接，所述检测齿条滑动抵接设于主匚形架顶端下方，所述凹凸检测编码器与上位机电性连接。
进一步地，所述比例式凹凸检测单元还包括定齿条、水平环绕架、比例缩放齿轮、附加竖轨、动齿条和鼓胀触发机构，所述定齿条竖直固定设于主匚形架外侧，所述水平环绕架固定设于浮动缸体上，所述比例缩放齿轮转动设于水平环绕架上，所述附加竖轨固定设于主匚形架外侧，所述动齿条竖直滑动设于附加竖轨上，所述比例缩放齿轮两侧分别与定齿条以及动齿条啮合连接，所述定齿条与动齿条规格相同，所述鼓胀触发机构设于主匚形架上。
进一步地，所述主匚形架上开设有避让槽，所述鼓胀触发机构包括导向竖杆、下L形连接件、上L形连接件、侧向弹性薄壁件和鼓胀复检开关，所述导向竖杆固定设于避让槽内，所述上L形连接件滑动贯穿设于导向竖杆上并且与检测齿条固定连接，所述下L形连接件滑动贯穿设于导向竖杆上并且与动齿条固定连接，所述下L形连接件顶端位于上L形连接件底端下方，所述侧向弹性薄壁件固定设于下L形连接件与上L形连接件之间，所述鼓胀复检开关固定设于下L形连接件顶端并且与上L形连接件底端滑动抵接，所述鼓胀复检开关与上位机电性连接。
进一步地，所述鼓胀复检单元包括复检电动推杆、副匚形架、鼓胀检测编码器、扭力轴、上部托举辊、下部托举块和复检卷绳，所述复检电动推杆固定设于空底筒体内壁上，所述副匚形架固定设于复检电动推杆上，所述鼓胀检测编码器固定设于副匚形架顶端下方，所述扭力轴转动设于副匚形架顶端下方，所述鼓胀检测编码器的旋转端与扭力轴上均固定设有传动带轮，两组所述传动带轮之间套设有传动皮带，所述上部托举辊转动设于副匚形架顶端下方，所述下部托举块固定设于副匚形架底端上，所述复检卷绳一端缠绕固定设于扭力轴上，所述复检卷绳另一端固定设于下部托举块上，所述复检卷绳滑动贴合设于上部托举辊上，所述复检电动推杆和鼓胀检测编码器均与上位机电性连接。
进一步地，所述底端对照检测组件包括转向电机、升降电动推杆、底端检测平台、底端检测活塞缸、加压弹簧、筒形薄壁件、液体囊、电容板、小电源、打气泵、下悬杆、标准罐底模型、流量计和压力传感器，所述转向电机固定设于上悬梁下方，所述升降电动推杆固定设于转向电机输出端上，所述底端检测平台固定设于升降电动推杆底端，所述底端检测活塞缸固定设于底端检测平台上，所述加压弹簧固定设于底端检测活塞缸的活塞部与底端检测平台之间，所述筒形薄壁件固定设于底端检测平台上方，所述液体囊位于筒形薄壁件内并且与底端检测活塞缸管道连接，所述液体囊与底端检测活塞缸内设有电流变液，所述电容板设有两组，两组所述电容板均固定设于底部检测平台上方并且对称设于筒形薄壁件两侧，所述小电源固定设于底端检测平台上并且与电容板电性连接，所述打气泵固定设于上悬梁下方，所述下悬杆固定设于打气泵下方，所述标准罐底模型固定设于打气泵下方，所述下悬杆与标准罐底模型中心均贯穿开设有中空通道，所述流量计固定设于下悬杆一侧，所述压力传感器固定贯穿设于下悬杆侧壁上，所述转向电机、升降电动推杆、小电源、打气泵、流量计和压力传感器均与上位机电性连接。
进一步地，所述环抱驱动单元包括上臂架、下臂架、小电机、充气驱动轮、电动伸缩输气缸和软气管，所述上臂架和下臂架均固定设于空底筒体内壁上，所述上臂架和下臂架上均滚动卡合设有多组定位滚珠，所述小电机固定设于上臂架下方，所述充气驱动轮固定设于小电机输出端上，所述电动伸缩输气缸固定设于下臂架下方，所述软气管固定设于电动伸缩输气缸与充气驱动轮之间，所述小电机和电动伸缩输气缸均与上位机电性连接。
进一步地，所述环抱驱动单元前后对称设有两组。
进一步地，所述上悬梁下方固定设有视觉检测摄像头，所述视觉检测摄像头位于空底筒体内，所述视觉检测摄像头与上位机电性连接。
进一步地，所述外圆环绕检测组件还包括两组限高透明挡块，两组限高透明挡块分别固定设于主匚形架顶端和副匚形架顶端。
采用上述结构本发明取得的有益效果如下：
1、本发明设置了视觉检测摄像头、外圆环绕检测组件和底端对照检测组件，在工业机械手托举易拉罐进入空底筒体后，能对易拉罐进行包括顶部外观图案、外圆面完整度与底端拱起程度在内的全方位检测，有效地保障了易拉罐成品的外观完好度。
2、本发明的比例式凹凸检测单元能对易拉罐外圆面的凹凸程度进行全面检测并通过凹凸检测编码器与上位机的电性连接将凹凸程度数值化地记录下来。具体的，浮动缸体与配重平衡环的自重会对浮动缸体与封口胶管中的流体产生压力，使封口胶管始终贴合在受检易拉罐的外圆面上。在封口胶管接触到易拉罐的凹陷处时，流体由浮动缸体流向封口胶管且浮动缸体高度下降，通过水平环绕架、比例缩放齿轮、动齿条和鼓胀触发机构的传动，能使检测齿条沿防坠摩擦轨下降，通过检测齿条与凹凸检测编码器旋转端上检测齿轮的啮合关系，能够使凹凸检测编码器感知到易拉罐外圆凹陷程度并传达给上位机。同理，在封口胶管接触到易拉罐的凸起处时，检测齿条会沿防坠摩擦轨上行，且凹凸检测编码器与上位机能感知到易拉罐外圆面的凸起程度。
3、本发明外圆环绕检测组件中还设计了鼓胀触发机构与鼓胀复检单元，鼓胀触发机构不仅在比例式凹凸检测单元中起到传递运动的作用，还具有以下功能：在浮动缸体、水平环绕架、比例缩放齿轮、动齿条、鼓胀触发机构带动检测齿条上升至极限位置（检测齿条抵接主匚形架顶端）后，浮动缸体的残余上升力会向鼓胀触发机构施压。鼓胀触发机构在此过程中的具体受力情况为：因检测齿条已抵接主匚形架而不能继续上升，所以上L形连接件维持静止，而浮动缸体提供的残余上升力会带动下L形连接件持续上升一定距离并压弯侧向弹性薄壁件，从而触发下L形连接件与上L形连接件之间的鼓胀复检开关，并通过上位机驱使鼓胀复检单元工作。鼓胀复检单元会对易拉罐的凸起程度进行复检，保障易拉罐外圆面检测的可靠性，避免比例式凹凸检测单元出现设备故障（如塑形薄壁架与封口胶管间的粘胶失效，封口胶管随机晃动并受到易拉罐罐体的挤压而大幅收缩变形）且丧失对易拉罐外圆面的检测能力而不能被工作人员及时发现并维修替换的情况发生，并进一步避免了外圆面合格的易拉罐被当做次品，从而造成生产损失。
4、本发明在底端对照检测组件中设置了填充有电流变液的液体囊，在两侧电容板提供的电场作用下，液体囊能够紧贴于易拉罐底部轮廓并在脱离易拉罐后维持形状不变，在标准罐底模型、打气泵、流量计与压力传感器的配合作用下，能对易拉罐的底部进行快捷的变形检测。
附图说明
图1为本发明的易拉罐在线缺陷检测设备的立体示意图；
图2为本发明的易拉罐在线缺陷检测设备的剖面示意图；
图3为本发明去除空底筒体后的立体示意图；
图4为本发明的外圆环绕检测组件的立体示意图；
图5为本发明的环抱驱动单元的立体示意图；
图6为本发明的比例式凹凸检测单元的立体示意图；
图7为本发明的比例式凹凸检测单元的剖面示意图；
图8为本发明的鼓胀触发机构的立体示意图；
图9为本发明在图8中A部分的局部放大图；
图10为本发明的鼓胀触发机构的剖面示意图；
图11为本发明的鼓胀复检单元的立体示意图；
图12为本发明在图11中B部分的局部放大图；
图13为本发明的底端对照检测组件的立体示意图；
图14为本发明的底端对照检测组件的剖面示意图。
其中，1、上悬梁，2、上位机，3、工业机械手，4、视觉检测摄像头，5、空底筒体，6、外圆环绕检测组件，601、限高透明挡块，7、环抱驱动单元，701、上臂架，702、下臂架，703、定位滚珠，704、小电机，705、充气驱动轮，706、电动伸缩输气缸，707、软气管，8、比例式凹凸检测单元，801、固定梁，802、主匚形架，803、封口胶管，804、塑形薄壁架，805、定活塞，806、浮动缸体，807、细波纹管，808、刚性连接弯头，809、定齿条，810、水平环绕架，811、比例缩放齿轮，812、附加竖轨，813、动齿条，814、凹凸检测编码器，815、检测齿轮，816、检测齿条，817、防坠摩擦轨，818、配重平衡环，9、鼓胀触发机构，901、避让槽，902、导向竖杆，903、下L形连接件，904、上L形连接件，905、侧向弹性薄壁件，906、鼓胀复检开关，10、鼓胀复检单元，1001、复检电动推杆，1002、副匚形架，1003、鼓胀检测编码器，1004、扭力轴，1005、传动带轮，1006、传动皮带，1007、上部托举辊，1008、下部托举块，1009、复检卷绳，11、底端对照检测组件，1101、转向电机，1102、升降电动推杆，1103、底端检测平台，1104、底端检测活塞缸，1105、加压弹簧，1106、筒形薄壁件，1107、液体囊，1108、电容板，1109、小电源，1110、打气泵，1111、下悬杆，1112、标准罐底模型，1113、中空通道，1114、流量计，1115、压力传感器。
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。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1~图14所示，包括上悬梁1、上位机2、工业机械手3、空底筒体5、外圆环绕检测组件6和底端对照检测组件11，上位机2位于上悬梁1下方，工业机械手3固定设于上悬梁1下方，空底筒体5固定设于上悬梁1下方，外圆环绕检测组件6设于空底筒体5内，底端对照检测组件11设于上悬梁1下方，外圆环绕检测组件6包括环抱驱动单元7、比例式凹凸检测单元8和鼓胀复检单元10，环抱驱动单元7、比例式凹凸检测单元8和鼓胀复检单元10均设于空底筒体5内。
如图6和图7所示，比例式凹凸检测单元8包括固定梁801、主匚形架802、封口胶管803、塑形薄壁架804、定活塞805、浮动缸体806、细波纹管807、刚性连接弯头808、凹凸检测编码器814、检测齿轮815、检测齿条816、防坠摩擦轨817和配重平衡环818，固定梁801固定设于空底筒体5内壁上，主匚形架802固定设于固定梁801上，塑形薄壁架804固定设于主匚形架802内侧，封口胶管803粘接固定设于塑形薄壁架804上，定活塞805固定设于主匚形架802底端上，浮动缸体806滑动设于定活塞805上，配重平衡环818固定设于浮动缸体806下方，细波纹管807固定设于浮动缸体806上，刚性连接弯头808贯穿固定设于塑形薄壁架804上，刚性连接弯头808两端分别与细波纹管807以及封口胶管803连通，凹凸检测编码器814固定设于主匚形架802顶端下方，检测齿轮815固定设于凹凸检测编码器814的旋转端上，防坠摩擦轨817竖直固定设于主匚形架802顶端下方，检测齿条816滑动设于防坠摩擦轨817上并且与检测齿轮815啮合连接，检测齿条816滑动抵接设于主匚形架802顶端下方，凹凸检测编码器814与上位机2电性连接。
如图6和图7所示，比例式凹凸检测单元8还包括定齿条809、水平环绕架810、比例缩放齿轮811、附加竖轨812、动齿条813和鼓胀触发机构9，定齿条809竖直固定设于主匚形架802外侧，水平环绕架810固定设于浮动缸体806上，比例缩放齿轮811转动设于水平环绕架810上，附加竖轨812固定设于主匚形架802外侧，动齿条813竖直滑动设于附加竖轨812上，比例缩放齿轮811两侧分别与定齿条809以及动齿条813啮合连接，定齿条809与动齿条813规格相同，鼓胀触发机构9设于主匚形架802上。
如图6、图8、图9和图10所示，主匚形架802上开设有避让槽901，鼓胀触发机构9包括导向竖杆902、下L形连接件903、上L形连接件904、侧向弹性薄壁件905和鼓胀复检开关906，导向竖杆902固定设于避让槽901内，上L形连接件904滑动贯穿设于导向竖杆902上并且与检测齿条816固定连接，下L形连接件903滑动贯穿设于导向竖杆902上并且与动齿条813固定连接，下L形连接件903顶端位于上L形连接件904底端下方，侧向弹性薄壁件905固定设于下L形连接件903与上L形连接件904之间，鼓胀复检开关906固定设于下L形连接件903顶端并且与上L形连接件904底端滑动抵接，鼓胀复检开关906与上位机2电性连接。
如图11和图12所示，鼓胀复检单元10包括复检电动推杆1001、副匚形架1002、鼓胀检测编码器1003、扭力轴1004、上部托举辊1007、下部托举块1008和复检卷绳1009，复检电动推杆1001固定设于空底筒体5内壁上，副匚形架1002固定设于复检电动推杆1001上，鼓胀检测编码器1003固定设于副匚形架1002顶端下方，扭力轴1004转动设于副匚形架1002顶端下方，鼓胀检测编码器1003的旋转端与扭力轴1004上均固定设有传动带轮1005，两组传动带轮1005之间套设有传动皮带1006，上部托举辊1007转动设于副匚形架1002顶端下方，下部托举块1008固定设于副匚形架1002底端上，复检卷绳1009一端缠绕固定设于扭力轴1004上，复检卷绳1009另一端固定设于下部托举块1008上，复检卷绳1009滑动贴合设于上部托举辊1007上，复检电动推杆1001和鼓胀检测编码器1003均与上位机2电性连接。
如图4所示，外圆环绕检测组件6还包括两组限高透明挡块601，两组限高透明挡块601分别固定设于主匚形架802顶端和副匚形架1002顶端。
如图5所示，环抱驱动单元7包括上臂架701、下臂架702、小电机704、充气驱动轮705、电动伸缩输气缸706和软气管707，上臂架701和下臂架702均固定设于空底筒体5内壁上，上臂架701和下臂架702上均滚动卡合设有多组定位滚珠703，小电机704固定设于上臂架701下方，充气驱动轮705固定设于小电机704输出端上，电动伸缩输气缸706固定设于下臂架702下方，软气管707固定设于电动伸缩输气缸706与充气驱动轮705之间，小电机704和电动伸缩输气缸706均与上位机2电性连接。
如图4所示，环抱驱动单元7前后对称设有两组。
如图13和图14所示，底端对照检测组件11包括转向电机1101、升降电动推杆1102、底端检测平台1103、底端检测活塞缸1104、加压弹簧1105、筒形薄壁件1106、液体囊1107、电容板1108、小电源1109、打气泵1110、下悬杆1111、标准罐底模型1112、流量计1114和压力传感器1115，转向电机1101固定设于上悬梁1下方，升降电动推杆1102固定设于转向电机1101输出端上，底端检测平台1103固定设于升降电动推杆1102底端，底端检测活塞缸1104固定设于底端检测平台1103上，加压弹簧1105固定设于底端检测活塞缸1104的活塞部与底端检测平台1103之间，筒形薄壁件1106固定设于底端检测平台1103上方，液体囊1107位于筒形薄壁件1106内并且与底端检测活塞缸1104管道连接，液体囊1107与底端检测活塞缸1104内设有电流变液，电容板1108设有两组，两组电容板1108均固定设于底部检测平台上方并且对称设于筒形薄壁件1106两侧，小电源1109固定设于底端检测平台1103上并且与电容板1108电性连接，打气泵1110固定设于上悬梁1下方，下悬杆1111固定设于打气泵1110下方，标准罐底模型1112固定设于打气泵1110下方，下悬杆1111与标准罐底模型1112中心均贯穿开设有中空通道1113，流量计1114固定设于下悬杆1111一侧，压力传感器1115固定贯穿设于下悬杆1111侧壁上，转向电机1101、升降电动推杆1102、小电源1109、打气泵1110、流量计1114和压力传感器1115均与上位机2电性连接。
如图2和图3所示，上悬梁1下方固定设有视觉检测摄像头4，视觉检测摄像头4位于空底筒体5内，视觉检测摄像头4与上位机2电性连接。
具体使用时，本设备的上悬梁1应当设置在易拉罐生产流水线上方，以便于工业机械手3进行捡取操作。工业机械手3捡取易拉罐并向上放置到空底筒体5内，两组环抱驱动单元7中的定位滚珠703贴合于易拉罐罐体并起到中心定位的效果。在易拉罐上升到受检位置时（易拉罐顶部触碰限高透明挡块601），电动伸缩输气缸706经软气管707向充气驱动轮705输气，使充气驱动轮705鼓胀并由侧向摩擦力暂时防止易拉罐下坠。
底端对照检测组件11率先开始检测，在转向电机1101的转动作用以及升降电动推杆1102的升降作用下，筒形薄壁件1106与液体囊1107能够由空底筒体5底端向上移动，使液体囊1107与易拉罐底部放生接触（此过程中，加压弹簧1105向底端检测活塞缸1104的活塞部施加的压力能够保障液体囊1107处于内部充盈的状态且液体囊1107上部轮廓能适配于易拉罐底部外形）。随后小电源1109向电容板1108供电，两组电容板1108之间产生电场使得液体囊1107中的电流变液由液态转化为固态，起到液体囊1107定型的效果，从而便于后续与标准罐底模型1112进行对比检测。
在固化的液体囊1107对受检易拉罐形成稳定支撑后，外圆环绕检测组件6与视觉检测摄像头4开始工作，分别对受检易拉罐的外圆面完整度以及顶端外观样式（对于易拉罐顶端图案、刻字、拉环位置等的图像识别与视觉检测为工业检测领域熟知的现有技术，不再赘述）是否标准进行检测。
外圆环绕检测组件6检测过程中，环抱驱动单元7中的小电机704首先启动，带动充气驱动轮705不断旋转，并凭借摩擦力带动受检易拉罐持续自转，使得易拉罐外圆面的每个方向都能与比例式凹凸检测单元8进行接触并受到检测。
常态下，封口胶管803中流体高度高于浮动缸体806，重力势能差使得流体具有流向浮动缸体806并抬升浮动缸体806的趋势，而浮动缸体806下方设置的配重平衡环818则会使浮动缸体806具有下落趋势，从而能够克服液面高度差的影响并使封口胶管803保持填满流体且向外侧具有一定张力的状态。在易拉罐的外圆面接触封口胶管803的过程中，封口胶管803会在触碰到易拉罐上凹陷处时向外扩张，增大封口胶管803内部容积，浮动缸体806与配重平衡环818会下降一定程度，从而将浮动缸体806内的流体经细波纹管807、刚性连接弯头808挤入封口胶管803中。在浮动缸体806下降的过程中，浮动缸体806上依次连接的水平环绕架810、比例缩放齿轮811、动齿条813、鼓胀触发机构9与检测齿条816均会发生下降，因此检测齿条816能与凹凸检测编码器814旋转端上的检测齿轮815发生啮合传动，并使凹凸检测编码器814向上位机2传达凹陷变化的信息。
同理，在封口胶管803触碰到易拉罐上凸起处时，封口胶管803会被压缩且内部容积减小，流体经刚性连接弯头808与细波纹管807流入浮动缸体806中，增多的流体使浮动缸体806升高。而浮动缸体806上升会经水平环绕架810、比例缩放齿轮811、动齿条813、鼓胀触发机构9的传动使检测齿条816也上升，检测齿轮815与检测齿条816发生啮合传动的同时，凹凸检测编码器814向上位机2传达凸起变化的信息。
在比例式凹凸检测单元8的工作过程中，值得指出的是：比例缩放齿轮811在随水平环绕架810升高的过程中与定齿条809保持啮合连接并因此产生转动，而在另一侧，与定齿条809规格相同的动齿条813会因与比例缩放齿轮811的啮合关系在附加竖轨812上快速滑动并保持二倍于水平环绕架810的行程量，因此动齿条813的行程变化量总是能保持浮动缸体806的二倍，从而便于检测齿条816、检测齿轮815与凹凸检测编码器814获得较大的变化量并对易拉罐外圆面的凹凸情况加以记录分析。
在比例式凹凸检测单元8的工作过程中，值得指出的是：一般状态下，在动齿条813上下滑动的过程中，鼓胀触发机构9可以视作一个无内部运动的整体并随动齿条813同步上下滑动，将运动传递给检测齿条816。鼓胀触发机构9无内部运动的具体原理为：动齿条813携带下L形连接件903同步上下移动，连接在下L形连接件903与上L形连接件904之间的侧向弹性薄壁件905仅受到竖向的推拉力并因此不会发生形变，从而侧向弹性薄壁件905能够带动上L形连接件904同步上下移动。即与下L形连接件903连接的动齿条813以及与上L形连接件904连接的检测齿条816能够同步移动。
在比例式凹凸检测单元8的工作过程中，值得指出的是：在浮动缸体806发生大幅上滑时，会经过水平环绕架810、比例缩放齿轮811、动齿条813、鼓胀触发机构9带动检测齿条816升高直至检测齿条816与主匚形架802内侧抵接。此时，浮动缸体806、水平环绕架810、比例缩放齿轮811和动齿条813的上滑运动将不再能通过鼓胀触发机构9带动检测齿条816升高，而会使鼓胀触发机构9内部发生运动。浮动缸体806大幅上滑致使鼓胀触发机构9内部发生运动的具体原理为：因检测齿条816已与主匚形架802内侧抵接，所以上L形连接件904保持静止不动，而动齿条813与下L形连接件903的上升推力会迫使侧向弹性薄壁件905发生压弯变形从而缩短下L形连接件903与上L形连接件904之间的间距，直至触发鼓胀复检开关906。
在鼓胀复检开关906向上位机2传达信号后，鼓胀复检单元10开始运作，常态下处于收缩状态的复检电动推杆1001伸长，使复检卷绳1009贴合于受检易拉罐的外圆面上（上部托举辊1007与下部托举块1008起到塑形的作用，使复检卷绳1009能够与受检易拉罐保持紧密贴合）。环抱驱动单元7中的充气驱动轮705持续转动，使得受检易拉罐上已被比例式凹凸检测单元8检测过的部分逐渐与复检卷绳1009接触，从而能够接受鼓胀复检单元10的鼓胀复检测试。鼓胀复检单元10的鼓胀复检测试用于确认受检易拉罐的外圆面是否存在极大的凸起处，以至于比例式凹凸检测单元8中的检测齿条816与主匚形架802内侧发生抵接；抑或确认比例式凹凸检测单元8是否存在故障（如塑形薄壁架804与封口胶管803间的粘胶失效，封口胶管803随机晃动并受到易拉罐罐体的挤压而大幅收缩变形）以至于不能对易拉罐外圆面的凹凸程度进行准确检测。因此，本发明的鼓胀复检单元10具有复检与自检的功能，能够对受检易拉罐进行复检，确认是否存在极大的凸起处；同时能够对本设备的比例式凹凸检测单元8进行自检，避免因设备故障导致质量合格的易拉罐被当做次品淘汰，从而造成生产损失。
在外圆环绕检测组件6与视觉检测摄像头4分别对易拉罐外圆完整度以及罐顶外观完整度检测完毕后，底端对照检测组件11中的转向电机1101与升降电动推杆1102开始作用，使固化的液体囊1107离开受检易拉罐底部，并且由正下方靠近并贴合标准罐底模型1112。随后，打气泵1110开始作用并不断向中空通道1113中注入气体，流量计1114能够实时记录注入气体的总量并传达给上位机2，压力传感器1115能够实时记录中空通道1113内的气压变化并传达给上位机2。上位机2根据注入气体总量与气压值判断此时的固化液体囊1107表面外形是否合格（即判断受检罐体底端外形是否合格）。若固化液体囊1107表面外形合格（受检罐体底端外形合格），则固化液体囊1107与标准罐底模型1112之间会形成密闭连接，中空通道1113内的容积为一定值，在流量计1114记录的注入气体总量达到标准时，压力传感器1115记录的压力值也达到标准，即受检罐体检测合格，可以由工业机械手3将受检罐体移放到检验合格区（工业机械手3转移受检罐体前，电动伸缩输气缸706应当收回充气驱动轮705中的填充气体，避免受检罐体转运时表面摩擦损毁）。若固化液体囊1107表面外形不合格（受检罐体底端拱起量不符合标准），则固化液体囊1107与标准罐底模型1112之间的连接状态有两种表现形式：一是固化液体囊1107与标准罐底模型1112之间形成密闭连接但中空通道1113内的容积不符合标准（即在流量计1114记录的注入气体总量达标后，压力传感器1115记录的压力值过大或过小），二是固化液体囊1107与标准罐底模型1112之间无法形成密闭连接（此时流量计1114会不断记录注入气体总量的增长，而中空通道1113的侧壁不会有较大的压强，压力传感器1115的示数不会增长），在这两种检测不合格的情况下，工业机械手3将受检罐体移放到检验不合格区，完成在易拉罐生产线上的全方位在线外观监测。
需要说明的是，在本文中，诸如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。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种易拉罐在线缺陷检测设备，其特征在于：包括上悬梁（1）、上位机（2）、工业机械手（3）、空底筒体（5）、外圆环绕检测组件（6）和底端对照检测组件（11），所述上位机（2）位于上悬梁（1）下方，所述工业机械手（3）固定设于上悬梁（1）下方，所述空底筒体（5）固定设于上悬梁（1）下方，所述外圆环绕检测组件（6）设于空底筒体（5）内，所述底端对照检测组件（11）设于上悬梁（1）下方，所述外圆环绕检测组件（6）包括环抱驱动单元（7）、比例式凹凸检测单元（8）和鼓胀复检单元（10），所述环抱驱动单元（7）、比例式凹凸检测单元（8）和鼓胀复检单元（10）均设于空底筒体（5）内；
所述比例式凹凸检测单元（8）包括固定梁（801）、主匚形架（802）、封口胶管（803）、塑形薄壁架（804）、定活塞（805）、浮动缸体（806）、细波纹管（807）、刚性连接弯头（808）、凹凸检测编码器（814）、检测齿轮（815）、检测齿条（816）、防坠摩擦轨（817）和配重平衡环（818），所述固定梁（801）固定设于空底筒体（5）内壁上，所述主匚形架（802）固定设于固定梁（801）上，所述塑形薄壁架（804）固定设于主匚形架（802）内侧，所述封口胶管（803）粘接固定设于塑形薄壁架（804）上，所述定活塞（805）固定设于主匚形架（802）底端上，所述浮动缸体（806）滑动设于定活塞（805）上，所述配重平衡环（818）固定设于浮动缸体（806）下方，所述细波纹管（807）固定设于浮动缸体（806）上，所述刚性连接弯头（808）贯穿固定设于塑形薄壁架（804）上，所述刚性连接弯头（808）两端分别与细波纹管（807）以及封口胶管（803）连通，所述凹凸检测编码器（814）固定设于主匚形架（802）顶端下方，所述检测齿轮（815）固定设于凹凸检测编码器（814）的旋转端上，所述防坠摩擦轨（817）竖直固定设于主匚形架（802）顶端下方，所述检测齿条（816）滑动设于防坠摩擦轨（817）上并且与检测齿轮（815）啮合连接，所述检测齿条（816）滑动抵接设于主匚形架（802）顶端下方，所述凹凸检测编码器（814）与上位机（2）电性连接；
所述比例式凹凸检测单元（8）还包括定齿条（809）、水平环绕架（810）、比例缩放齿轮（811）、附加竖轨（812）、动齿条（813）和鼓胀触发机构（9），所述定齿条（809）竖直固定设于主匚形架（802）外侧，所述水平环绕架（810）固定设于浮动缸体（806）上，所述比例缩放齿轮（811）转动设于水平环绕架（810）上，所述附加竖轨（812）固定设于主匚形架（802）外侧，所述动齿条（813）竖直滑动设于附加竖轨（812）上，所述比例缩放齿轮（811）两侧分别与定齿条（809）以及动齿条（813）啮合连接，所述定齿条（809）与动齿条（813）规格相同，所述鼓胀触发机构（9）设于主匚形架（802）上；
所述主匚形架（802）上开设有避让槽（901），所述鼓胀触发机构（9）包括导向竖杆（902）、下L形连接件（903）、上L形连接件（904）、侧向弹性薄壁件（905）和鼓胀复检开关（906），所述导向竖杆（902）固定设于避让槽（901）内，所述上L形连接件（904）滑动贯穿设于导向竖杆（902）上并且与检测齿条（816）固定连接，所述下L形连接件（903）滑动贯穿设于导向竖杆（902）上并且与动齿条（813）固定连接，所述下L形连接件（903）顶端位于上L形连接件（904）底端下方，所述侧向弹性薄壁件（905）固定设于下L形连接件（903）与上L形连接件（904）之间，所述鼓胀复检开关（906）固定设于下L形连接件（903）顶端并且与上L形连接件（904）底端滑动抵接，所述鼓胀复检开关（906）与上位机（2）电性连接；
所述鼓胀复检单元（10）包括复检电动推杆（1001）、副匚形架（1002）、鼓胀检测编码器（1003）、扭力轴（1004）、上部托举辊（1007）、下部托举块（1008）和复检卷绳（1009），所述复检电动推杆（1001）固定设于空底筒体（5）内壁上，所述副匚形架（1002）固定设于复检电动推杆（1001）上，所述鼓胀检测编码器（1003）固定设于副匚形架（1002）顶端下方，所述扭力轴（1004）转动设于副匚形架（1002）顶端下方，所述鼓胀检测编码器（1003）的旋转端与扭力轴（1004）上均固定设有传动带轮（1005），两组所述传动带轮（1005）之间套设有传动皮带（1006），所述上部托举辊（1007）转动设于副匚形架（1002）顶端下方，所述下部托举块（1008）固定设于副匚形架（1002）底端上，所述复检卷绳（1009）一端缠绕固定设于扭力轴（1004）上，所述复检卷绳（1009）另一端固定设于下部托举块（1008）上，所述复检卷绳（1009）滑动贴合设于上部托举辊（1007）上，所述复检电动推杆（1001）和鼓胀检测编码器（1003）均与上位机（2）电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种易拉罐在线缺陷检测设备，其特征在于：所述底端对照检测组件（11）包括转向电机（1101）、升降电动推杆（1102）、底端检测平台（1103）、底端检测活塞缸（1104）、加压弹簧（1105）、筒形薄壁件（1106）、液体囊（1107）、电容板（1108）、小电源（1109）、打气泵（1110）、下悬杆（1111）、标准罐底模型（1112）、流量计（1114）和压力传感器（1115），所述转向电机（1101）固定设于上悬梁（1）下方，所述升降电动推杆（1102）固定设于转向电机（1101）输出端上，所述底端检测平台（1103）固定设于升降电动推杆（1102）底端，所述底端检测活塞缸（1104）固定设于底端检测平台（1103）上，所述加压弹簧（1105）固定设于底端检测活塞缸（1104）的活塞部与底端检测平台（1103）之间，所述筒形薄壁件（1106）固定设于底端检测平台（1103）上方，所述液体囊（1107）位于筒形薄壁件（1106）内并且与底端检测活塞缸（1104）管道连接，所述液体囊（1107）与底端检测活塞缸（1104）内设有电流变液，所述电容板（1108）设有两组，两组所述电容板（1108）均固定设于底部检测平台上方并且对称设于筒形薄壁件（1106）两侧，所述小电源（1109）固定设于底端检测平台（1103）上并且与电容板（1108）电性连接，所述打气泵（1110）固定设于上悬梁（1）下方，所述下悬杆（1111）固定设于打气泵（1110）下方，所述标准罐底模型（1112）固定设于打气泵（1110）下方，所述下悬杆（1111）与标准罐底模型（1112）中心均贯穿开设有中空通道（1113），所述流量计（1114）固定设于下悬杆（1111）一侧，所述压力传感器（1115）固定贯穿设于下悬杆（1111）侧壁上，所述转向电机（1101）、升降电动推杆（1102）、小电源（1109）、打气泵（1110）、流量计（1114）和压力传感器（1115）均与上位机（2）电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种易拉罐在线缺陷检测设备，其特征在于：所述环抱驱动单元（7）包括上臂架（701）、下臂架（702）、小电机（704）、充气驱动轮（705）、电动伸缩输气缸（706）和软气管（707），所述上臂架（701）和下臂架（702）均固定设于空底筒体（5）内壁上，所述上臂架（701）和下臂架（702）上均滚动卡合设有多组定位滚珠（703），所述小电机（704）固定设于上臂架（701）下方，所述充气驱动轮（705）固定设于小电机（704）输出端上，所述电动伸缩输气缸（706）固定设于下臂架（702）下方，所述软气管（707）固定设于电动伸缩输气缸（706）与充气驱动轮（705）之间，所述小电机（704）和电动伸缩输气缸（706）均与上位机（2）电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种易拉罐在线缺陷检测设备，其特征在于：所述环抱驱动单元（7）前后对称设有两组。
5.根据权利要求4所述的一种易拉罐在线缺陷检测设备，其特征在于：所述上悬梁（1）下方固定设有视觉检测摄像头（4），所述视觉检测摄像头（4）位于空底筒体（5）内，所述视觉检测摄像头（4）与上位机（2）电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种易拉罐在线缺陷检测设备，其特征在于：所述外圆环绕检测组件（6）还包括两组限高透明挡块（601），两组限高透明挡块（601）分别固定设于主匚形架（802）顶端和副匚形架（1002）顶端。
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