CN118011022A - 一种小型合金样品用自动化成分检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用光谱仪技术领域，提供了一种小型合金样品用自动化成分检测装置及其检测方法，其中，小型合金样品用自动化成分检测装置包括振动盘、位于振动盘上方的第一视觉定位机构、运送样品的输送机构和将样品从振动盘转移至输送机构处的移送机构；该装置还包括沿输送机构的输出方向依次设置的第二视觉定位机构、X射线检测机构和不良品标识机构；输送机构上对应X射线检测机构设置有检测工位，对应检测工位设置有第一定位组件；该装置还包括带动X射线检测机构移动的第一XYZ轴平移机构、带动不良品标识机构移动的第二XYZ轴平移机构和控制主机；本发明能有效提升小型合金配件的成分检测效率，实现大量样品的连续自动化检测，降低人工成本。

Description

一种小型合金样品用自动化成分检测装置及其检测方法

技术领域

本发明属于光谱仪技术领域，尤其涉及一种小型合金样品用自动化成分检测装置及其检测方法。

背景技术

X射线可穿材料内部对其进行检测，是工业检测的一种常用手段；其中X射线荧光光谱仪将X射线光子能量激发、色散之后，可以将记录下来的脉冲分析信号直接输入计算机中处理，得到被测元素的含量；合金产品的性能很大程度上取决于组成的成分比例，成分用量发生偏差后，产品的性能也千差万别，像螺丝、垫片、栓、销这类小型合金配件，一旦因成分不合格而导致性能达不到要求，极有可能对整个机器或设备造成不利影响，造成一定经济损失；因此，对这类小件合金配件进行成分检测十分有必要，它可以有效帮助生产者监控产品质量，并且准确定位质量产品的问题根源；然而实际生产中，光谱仪在检测完成后需要工人对样品进行手动下料和上料，以此来进行待检测样品的更换，这种方式效率低，耗时长，无法实现大量样品的连续自动化检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型合金样品用自动化成分检测装置及其检测方法，旨在解决由于现有技术中光谱仪在检测完成后需要工人对样品进行手动下料和上料，无法实现大量样品的连续自动化检测，导致检测耗时长，效率低的问题。

一方面，本发明提供了一种小型合金样品用自动化成分检测装置，包括操作台，该装置还包括振动盘、位于所述振动盘上方的第一视觉定位机构、运送样品的输送机构，以及将样品从所述振动盘转移至所述输送机构处的移送机构；所述输送机构水平设置；所述装置还包括沿所述输送机构的输出方向依次设置的第二视觉定位机构、X射线检测机构和不良品标识机构；所述第二视觉定位机构位于所述输送机构上方；所述输送机构上对应所述X射线检测机构设置有检测工位，还对应所述检测工位设置有第一定位组件；所述装置还包括带动所述X射线检测机构移动的第一XYZ轴平移机构、带动所述不良品标识机构移动的第二XYZ轴平移机构，以及接收所述X射线检测机构的检测数据的控制主机。

本发明所述的小型合金样品用自动化成分检测装置，其中，所述输送机构沿左右方向排布，所述第二视觉定位机构、所述X射线检测机构和所述不良品标识机构均设置在所述输送机构背离所述振动盘的一侧。

本发明所述的小型合金样品用自动化成分检测装置，其中，所述输送机构上对应所述不良品标识机构设置有标识工位，还对应所述标识工位设置有第二定位组件。

本发明所述的小型合金样品用自动化成分检测装置，其中，所述第一定位组件和所述第二定位组件均包括相对设置在所述输送机构前后两端的两个限位件，以及分别带动两所述限位件相互靠近或者远离的两个气缸。

本发明所述的小型合金样品用自动化成分检测装置，其中，所述输送机构上对应所述第二视觉定位机构设置有拍摄工位，所述输送机构上还设置有供所述移送机构放置样品的放置工位；所述放置工位、所述拍摄工位、所述检测工位和所述标识工位依次沿左右方向并排设置。

本发明所述的小型合金样品用自动化成分检测装置，其中，所述装置还包括罩设所述操作台的机壳，所述控制主机固定在所述机壳上，所述机壳上端还设置有与所述控制主机电连接的警示灯。

本发明所述的小型合金样品用自动化成分检测装置，其中，所述输送机构为传送带，所述机壳上对应所述传送带的末端设置有出口。

本发明所述的小型合金样品用自动化成分检测装置，其中，所述移送机构包括六轴机械臂和设置在所述六轴机械臂的输出端的手指气缸。

本发明所述的小型合金样品用自动化成分检测装置，其中，所述第一XYZ轴平移机构和所述第二XYZ轴平移机构均为三维线性滑台。

另一方面，本发明还提供了一种小型合金样品用自动化成分检测装置的检测方法，所述方法包括下述步骤：

所述第一视觉定位机构对所述振动盘上的样品进行拍摄并获取样品的第一位置信息，发送至所述控制主机；

所述控制主机对所述移送机构输出移动指令，所述移送机构在振动盘中抓取样品并将样品送至所述输送机构的放置工位；

所述第二视觉定位机构对所述拍摄工位上的样品进行拍摄并获取样品的第二位置信息，发送至所述控制主机；

所述控制主机对所述第一XYZ轴平移机构和所述第一定位组件输出移动指令，所述第一定位组件根据所述第二位置信息对到达所述检测工位的样品进行固定；所述第一XYZ轴平移机构带动所述X射线检测机构移动至样品处，所述X射线检测机构对样品进行成分检测并将检测数据发送给所述控制主机，检测完成后所述第一定位组件解除对样品的位置限制；

判断检测数据是否合格，若检测数据合格，输送机构继续输送样品，检测结束；若检测数据不合格，所述控制主机对所述第二XYZ轴平移机构和所述第二定位组件输出移动指令，所述第二定位组件根据所述第二位置信息对到达所述标识工位的样品进行固定；所述第二XYZ轴平移机构带动所述不良品标识机构移动至样品处，所述不良品标识机构对样品进行喷墨标记，标记完成后所述第二定位组件解除对样品的位置限制，检测结束。

本发明利用振动盘分散小型合金样品，移送机构通过对应振动盘设置的第一视觉定位机构来获取样品位置，抓取样品转移至输送机构处；样品会依次经过第二视觉定位机构、X射线检测机构和不良品标识机构，第二视觉定位机构首先拍摄获取样品在输送机构上的位置信息，待样品移动至检测工位时，第一定位组件通过该位置信息在检测工位上对样品进行精准的定位，样品被第一组件限制位置时，第一XYZ轴平移机构带动X射线检测机构移动至样品处对其成分检测，并将检测数据反馈给控制主机，控制主机根据检测数据来决定是否由不良品标识机构来对样品进行标记；本发明可以有效提升螺丝、垫片、栓、销等小型合金配件的成分检测效率，实现大量样品的连续自动化检测，提高生产效率，降低人工成本，具有极高推广价值。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的小型合金样品用自动化成分检测装置内部结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是本发明实施例一提供的小型合金样品用自动化成分检测装置的内部俯视图；

图4是本发明实施例一提供的小型合金样品用自动化成分检测装置的整体结构示意图；

图5是本发明实施例二提供的小型合金样品用自动化成分检测装置的检测方法的实现流程图。

图中：1、操作台；2、振动盘；3、第一视觉定位机构；4、样品；5、输送机构；501、检测工位；502、标识工位；503、拍摄工位；504、放置工位；6、移送机构；61、六轴机械臂；62、手指气缸；7、第二视觉定位机构；8、X射线检测机构；9、不良品标识机构；10、第一定位组件；11、第一XYZ轴平移机构；12、第二XYZ轴平移机构；13、控制主机；14、第二定位组件；15、限位件；16、气缸；17、机壳；18、警示灯；19、出口；20、储料斗。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

本发明较佳实施例的小型合金样品用自动化成分检测装置，如图1-4所示，该装置包括操作台1，还包括振动盘2、位于振动盘2上方的第一视觉定位机构3、运送样品4的输送机构5，以及将样品4从振动盘2转移至输送机构5处的移送机构6；输送机构5水平设置；该装置还包括沿输送机构5的输出方向依次设置的第二视觉定位机构7、X射线检测机构8和不良品标识机构9；第二视觉定位机构7位于输送机构5上方；输送机构5上对应X射线检测机构8设置有检测工位501，还对应检测工位501设置有第一定位组件10；该装置还包括带动X射线检测机构8移动的第一XYZ轴平移机构11、带动不良品标识机构9移动的第二XYZ轴平移机构12，以及接收X射线检测机构8的检测数据的控制主机13。

本实施例中使用的振动盘2为柔性振动盘2，操作台1上还设置有储料斗20为振动盘2提供物料；第一视觉定位机构3和第二视觉定位机构7均使用CCD成像设备，拍摄样品4后根据视觉算法系统识别并计算得到样品4位置；不良品标识机构9采用喷墨方式对不合格样品4进行标记，便于辨别分拣；样品4由输送机构5传送至检测工位501时，第一定位组件10会对样品4进行固定，限制其移动，使样品4保持稳定，便于X射线检测机构8对其进行成分检测；该装置还对应检测工位501设置有传感器，传感器为激光传感器，便于判断样品4是否进入第一定位组件10的定位范围。

本发明利用振动盘2分散小型合金样品4，移送机构6通过对应振动盘2设置的第一视觉定位机构3来获取样品4位置，抓取样品4转移至输送机构5处；样品4会依次经过第二视觉定位机构7、X射线检测机构8和不良品标识机构9，第二视觉定位机构7首先拍摄获取样品4在输送机构5上的位置信息，待样品4移动至检测工位501时，第一定位组件10通过该位置信息在检测工位501上对样品4进行精准的定位，样品4被第一组件限制位置时，第一XYZ轴平移机构11带动X射线检测机构8移动至样品4处对其成分检测，并将检测数据反馈给控制主机13，控制主机13根据检测数据来决定是否由不良品标识机构9来对样品4进行标记；本发明可以有效提升螺丝、垫片、栓、销等小型合金配件的成分检测效率，实现大量样品4的连续自动化检测，提高生产效率，降低人工成本，具有极高推广价值。

本实施例中，输送机构5沿左右方向排布，第二视觉定位机构7、X射线检测机构8和不良品标识机构9均设置在输送机构5背离振动盘2的一侧；输送机构5横向设置，输送机构5的一侧设置振动盘2和储料斗20，另一侧设置第二视觉定位机构7、X射线检测机构8和不良品标识机构9，装置整体结构紧凑，设计合理。

本实施例中，输送机构5上对应不良品标识机构9设置有标识工位502，还对应标识工位502设置有第二定位组件14；样品4由输送机构5传送至标识工位502时，第二定位组件14会对样品4进行固定，限制其移动，使样品4保持稳定，便于不良品标识机构9对其进行喷墨标记；该装置还对应标识工位502设置有传感器，传感器为激光传感器，便于判断样品4是否进入第二定位组件14的定位范围。

本实施例中，第一定位组件10和第二定位组件14均包括相对设置在输送机构5前后两端的两个限位件15，以及分别带动两限位件15相互靠近或者远离的两个气缸16；限位件15设置在气缸16的活动端子上，两限位件15相互靠近时对样品4夹持固定，两限位件15相互远离时松开样品4；气缸16带动限位件15的移动距离根据第二视觉定位机构7拍摄的样品4在输送机构5上的位置信息来决定，移送机构6在将样品4放置到输送机构5上时，每个样品4的位置都会存在一定差别，不能使用同样的检测位置去对其进行成分检测，所以需要通过第二视觉定位机构7来获取样品4的具体位置，并根据不同样品4的位置信息利用限位件15将样品4固定在对应的位置上。

本实施例中，输送机构5上对应第二视觉定位机构7设置有拍摄工位503，输送机构5上还设置有供移送机构6放置样品4的放置工位504；放置工位504、拍摄工位503、检测工位501和标识工位502依次沿左右方向并排设置；样品4在输送机构5上会依次经过放置工位504、拍摄工位503、检测工位501和标识工位502，拍摄工位503的设置是为了确认样品4的详细位置，便于在检测工位501和标识工位502对其进行精准定位。

本实施例中，该装置还包括罩设操作台1的机壳17，控制主机13固定在机壳17上，机壳17上端还设置有与控制主机13电连接的警示灯18；机壳17的设置可以避免样品4在检测过程中受到其他光线如紫外线的干扰；警示灯18的设置能够提醒用户装置是否处于故障状态或者停机状态。

本实施例中，输送机构5为传送带，机壳17上对应传送带的末端设置有出口19；出口19的设置便于在传送带的末端处外接流水线、摆盘机或者包装机，提高自动化程度和生产效率。

本实施例中，移送机构6包括六轴机械臂61和设置在六轴机械臂61的输出端的手指气缸1662；手指气缸1662便于抓取样品4。

本实施例中，第一XYZ轴平移机构11和第二XYZ轴平移机构12均为三维线性滑台。

本发明较佳实施例的小型合金样品用自动化成分检测装置的检测方法，如图5所示，方法包括以下步骤：

第一视觉定位机构3对振动盘2上的样品4进行拍摄并获取样品4的第一位置信息，发送至控制主机13；

控制主机13对移送机构6输出移动指令，移送机构6在振动盘2中抓取样品4并将样品4送至输送机构5的放置工位504；

第二视觉定位机构7对拍摄工位503上的样品4进行拍摄并获取样品4的第二位置信息，发送至控制主机13；

控制主机13对第一XYZ轴平移机构11和第一定位组件10输出移动指令，第一定位组件10根据第二位置信息对到达检测工位501的样品4进行固定；第一XYZ轴平移机构11带动X射线检测机构8移动至样品4处，X射线检测机构8对样品4进行成分检测并将检测数据发送给控制主机13，检测完成后第一定位组件10解除对样品4的位置限制；

判断检测数据是否合格，若检测数据合格，输送机构5继续输送样品4，检测结束；若检测数据不合格，控制主机13对第二XYZ轴平移机构12和第二定位组件14输出移动指令，第二定位组件14根据第二位置信息对到达标识工位502的样品4进行固定；第二XYZ轴平移机构12带动不良品标识机构9移动至样品4处，不良品标识机构9对样品4进行喷墨标记，标记完成后第二定位组件14解除对样品4的位置限制，检测结束。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小型合金样品用自动化成分检测装置，包括操作台，其特征在于，该装置还包括振动盘、位于所述振动盘上方的第一视觉定位机构、运送样品的输送机构，以及将样品从所述振动盘转移至所述输送机构处的移送机构；所述输送机构水平设置；所述装置还包括沿所述输送机构的输出方向依次设置的第二视觉定位机构、X射线检测机构和不良品标识机构；所述第二视觉定位机构位于所述输送机构上方；所述输送机构上对应所述X射线检测机构设置有检测工位，还对应所述检测工位设置有第一定位组件；所述装置还包括带动所述X射线检测机构移动的第一XYZ轴平移机构、带动所述不良品标识机构移动的第二XYZ轴平移机构，以及接收所述X射线检测机构的检测数据的控制主机。

2.根据权利要求1所述的针对小型合金样品的自动化检测装置，其特征在于，所述输送机构沿左右方向排布，所述第二视觉定位机构、所述X射线检测机构和所述不良品标识机构均设置在所述输送机构背离所述振动盘的一侧。

3.根据权利要求2所述的小型合金样品用自动化成分检测装置，其特征在于，所述输送机构上对应所述不良品标识机构设置有标识工位，还对应所述标识工位设置有第二定位组件。

4.根据权利要求3所述的小型合金样品用自动化成分检测装置，其特征在于，所述第一定位组件和所述第二定位组件均包括相对设置在所述输送机构前后两端的两个限位件，以及分别带动两所述限位件相互靠近或者远离的两个气缸。

5.根据权利要求3所述的小型合金样品用自动化成分检测装置，其特征在于，所述输送机构上对应所述第二视觉定位机构设置有拍摄工位，所述输送机构上还设置有供所述移送机构放置样品的放置工位；所述放置工位、所述拍摄工位、所述检测工位和所述标识工位依次沿左右方向并排设置。

6.根据权利要求1所述的小型合金样品用自动化成分检测装置，其特征在于，所述装置还包括罩设所述操作台的机壳，所述控制主机固定在所述机壳上，所述机壳上端还设置有与所述控制主机电连接的警示灯。

7.根据权利要求6所述的小型合金样品用自动化成分检测装置，其特征在于，所述输送机构为传送带，所述机壳上对应所述传送带的末端设置有出口。

8.根据权利要求1所述的小型合金样品用自动化成分检测装置，其特征在于，所述移送机构包括六轴机械臂和设置在所述六轴机械臂的输出端的手指气缸。

9.根据权利要求1所述的小型合金样品用自动化成分检测装置，其特征在于，所述第一XYZ轴平移机构和所述第二XYZ轴平移机构均为三维线性滑台。

10.一种小型合金样品用自动化成分检测装置的检测方法，根据权利要求1-9任意一项所述的小型合金样品用自动化成分检测装置，其特征在于，该检测方法包括以下步骤：

所述第一视觉定位机构对所述振动盘上的样品进行拍摄并获取样品的第一位置信息，发送至所述控制主机；

所述控制主机对所述移送机构输出移动指令，所述移送机构在振动盘中抓取样品并将样品送至所述输送机构的放置工位；

所述第二视觉定位机构对所述拍摄工位上的样品进行拍摄并获取样品的第二位置信息，发送至所述控制主机；

所述控制主机对所述第一XYZ轴平移机构和所述第一定位组件输出移动指令，所述第一定位组件根据所述第二位置信息对到达所述检测工位的样品进行固定；所述第一XYZ轴平移机构带动所述X射线检测机构移动至样品处，所述X射线检测机构对样品进行成分检测并将检测数据发送给所述控制主机，检测完成后所述第一定位组件解除对样品的位置限制；

判断检测数据是否合格，若检测数据合格，输送机构继续输送样品，检测结束；若检测数据不合格，所述控制主机对所述第二XYZ轴平移机构和所述第二定位组件输出移动指令，所述第二定位组件根据所述第二位置信息对到达所述标识工位的样品进行固定；所述第二XYZ轴平移机构带动所述不良品标识机构移动至样品处，所述不良品标识机构对样品进行喷墨标记，标记完成后所述第二定位组件解除对样品的位置限制，检测结束。