CN118060191B - 一种齿圈齿形自动化检测分选装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种齿圈齿形自动化检测分选装置，主要涉及齿圈筛分领域。一种齿圈齿形自动化检测分选装置，包括输送机构、若干托盘，输送机构包括输送架，输送架顶部具有支撑台面，驱动辊之间设置一对输送带，托盘顶面具有圆形的放置槽，放置槽底面上同轴贯穿设置通孔；支撑台面中部具有开孔，开孔下方设置升降机构，夹紧台顶部转动设置卡盘，开孔上方设置检测架，检测架上设置检测摄像头，支撑台面下游设置至少两个顶升孔，顶升孔下方设置顶升机构，顶升孔一侧设置接取架，接取架的顶部设置直线进给机构，直线进给机构上设置接取台面。本发明的有益效果在于：本发明能够高效且精准的完成齿圈齿形的自动化检测，并完成不合格件的筛分。

Description

一种齿圈齿形自动化检测分选装置

技术领域

本发明主要涉及齿圈筛分领域，具体是一种齿圈齿形自动化检测分选装置。

背景技术

防抱死制动系统（ABS）用于在汽车制动时，自动控制制动器制动力的大小，使车轮不被抱死。齿圈是ABS系统中的关键动作部件，齿圈通常通过钢管进行下料，随后经过若干道车削、铣削、磨加工的工序完成整体的加工，其中齿圈的齿形需要经过铣削加工后再磨加工最终成型。由于自身材质以及形状的限制，在进行铣削加工时可能会发生废齿，也可能会由于铣刀或者砂轮磨的硬接触而导致齿形发生瑕疵，这种缺陷造成的瑕疵件需要在质检环节进行剔除。但是齿圈本身的齿牙通常数十甚至上百个，单纯的通过质检人员的肉眼检测很难完全的将所有的瑕疵尽数发现，一旦出现瑕疵件流入市场被应用到车辆上，就可能引发严重的安全事故。因而在实际生产中，我们通常会采用操作人员自检+质检员质检+质检主任抽检的方式来完成检验，这样极大的消耗了人力，提高了生产成本，致使生产效率降低。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种齿圈齿形自动化检测分选装置，它能够高效且精准的完成齿圈齿形的自动化检测，并完成不合格件的筛分，极大的提高了生产效率，降低生产成本。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种齿圈齿形自动化检测分选装置，包括输送机构、若干托盘，所述输送机构包括输送架，所述输送架顶部具有支撑台面，所述支撑台面两端具有驱动辊，所述驱动辊之间设置一对输送带，两个所述输送带对称设置在支撑台面两侧，所述输送带用于对托盘进行输送；所述托盘顶面具有圆形的放置槽，所述放置槽底面上同轴贯穿设置通孔，所述放置槽的直径与齿圈外径相适应，所述通孔直径大于齿圈内径；所述支撑台面中部具有开孔，所述开孔下方设置固定架，所述固定架顶部设置升降机构，所述升降机构顶部设置夹紧台，所述夹紧台顶部转动设置卡盘，所述夹紧台底部设置用于驱动卡盘转动的卡盘驱动机构，当所述升降机构伸展后，所述卡盘伸出开孔对此处定位的齿圈进行夹紧；所述开孔下游的支撑台面下方铰接第一限位杆，所述输送架与第一限位杆之间设置第一限位气缸，当所述第一限位气缸伸展后，所述第一限位杆可翻转到支撑台面上方对托盘进行阻挡，所述开孔两侧设置夹紧架，所述夹紧架上设置夹紧气缸，所述夹紧气缸的活塞杆前端设置夹紧杆，两个所述夹紧气缸相向伸展用于对托盘进行夹紧；所述开孔上方设置检测架，所述检测架上设置至少一个检测摄像头，所述支撑台面下游设置至少两个顶升孔，所述顶升孔下游铰接第二限位杆，所述输送架与第二限位杆之间设置第二限位气缸，当所述第二限位气缸伸展后，所述第二限位杆可翻转到支撑台面上方对托盘进行阻挡，所述顶升孔下方设置顶升机构，所述顶升孔一侧设置接取架，所述接取架的顶部设置直线进给机构，所述直线进给机构上设置接取台面，所述接取台面前侧具有配合槽，所述接取台面两侧对称设置接取带。

所述放置槽顶面转动设置承载环，所述承载环顶面为高摩擦力的磨砂材质，所述承载环顶面高于放置槽的高度。

所述检测摄像头设置两台，当所述托盘在开孔处被夹紧气缸夹紧后，两台检测摄像头分别对应齿圈上齿牙的两侧进行视觉检测。

所述顶升机构包括顶升液压缸以及顶升头，所述顶升头设置在顶升液压缸的活塞杆前端，所述顶升液压缸与顶升孔同轴设置，所述顶升头包括底部的承托部以及顶部的限位部，所述限位部的直径与齿圈的内径相适应，所述承托部的直径小于通孔的直径大于齿圈的内径。

所述配合槽为U型槽，U型槽与顶升头相适应。

所述直线进给机构包括直线导轨、丝杠驱动机构以及伺服电机，所述直线导轨设置在接取架顶部且与输送架相垂直，所述接取台面底部与直线导轨滑动连接，所述接取台面底部设置与丝杠驱动机构相配合的丝杠螺母，所述伺服电机通过丝杠驱动机构的传动驱动接取台面沿直线导轨往复滑动。

所述接取台面具有配合槽一侧设置从动辊，所述接取台面另一侧设置主动辊，所述接取带即张紧在从动辊与主动辊之间。

所述输送带外表面与接取带外表面均为高摩擦力的橡胶带。

对比现有技术，本发明的有益效果是：

本发明通过模块化的输送方式，可以带动齿圈进行稳定的输送。单个齿圈通过单个模块输送，可以使齿圈可以稳定的移动到检测位置，通过卡盘的装夹转动可带动齿圈进行缓慢转动，进而保证检测摄像头对于齿圈上齿牙两侧的识别检测。该种检测方式自动化程度高，检测效率高且准确率高，能够极大的提高检测效率，减少人力成本的支出。

本装置在完成检测后，通过顶升机构以及接取台面即可完成合格件与瑕疵件的分别输送，进而自动化的完成齿圈的分选操作，自动化程度更高，降低人力成本。

本装置针对齿圈的结构对托盘进行设计，既能通过托盘对齿圈进行限位，又可以保障齿圈被卡盘进行稳定的夹取，从而满足齿圈的自动化检测要求。

附图说明

图1是本发明立体视角结构示意图；

图2是本发明主视视角结构示意图；

图3是本发明应用状态下俯视视角结构示意图；

图4是本发明输送机构仰视状态结构示意图；

图5是本发明接取架结构示意图；

图6是本发明托盘结构示意图；

图7是本发明图1中A部局部放大结构示意图；

图8是本发明图1中B部局部放大结构示意图；

图9是本发明图3中C部局部放大结构示意图。

附图中所示标号：1、输送机构；2、固定架；5、顶升机构；6、托盘；7、接取架；8、直线进给机构；9、检测摄像头；11、输送架；12、支撑台面；13、驱动辊；14、输送带；15、开孔；16、顶升孔；17、检测架；21、升降机构；22、夹紧台；23、卡盘；24、卡盘驱动机构；31、第一限位杆；32、第一限位气缸；33、第二限位杆；34、第二限位气缸；41、夹紧架；42、夹紧气缸；43、夹紧杆；51、顶升液压缸；52、顶升头；61、放置槽；62、通孔；63、承载环；71、接取台面；72、配合槽；73、接取带；81、直线导轨；82、丝杠驱动机构；83、伺服电机。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1-9所示，本发明所述一种齿圈齿形自动化检测分选装置，本装置用于对上底面加工有齿牙的齿圈进行齿形检测。本装置包括输送机构1以及若干托盘6，输送机构1完成齿圈的自动化输送，使齿圈经过检测工位以及筛分工位，在检测工位处通过视觉检测系统对齿形进行全方位的检测，并将数据实施传输到控制系统内，由视觉识别分选系统完成瑕疵件的筛选，当发现瑕疵件后，在筛分工位完成合格件与瑕疵件的分离。托盘6作为齿圈的承载部件，托盘6针对齿圈结构进行独特设计，使其满足该规格的齿圈的限位以及分离操作。

具体的，托盘6顶面具有圆形的放置槽61，放置槽61的直径略大于齿圈外径，从而可以使齿圈容纳在放置槽61内，通过放置槽61对齿圈进行限位。放置槽61底面上同轴贯穿设置通孔62，通孔62直径大于齿圈内径，通孔62的设置可以使后续的卡盘23可以穿过，从而对齿圈内圈进行夹紧。进一步的，为了使卡盘23带动齿圈转动时能够减少卡盘23与托盘6之间的摩擦力，在所述放置槽61顶面转动设置承载环63，承载环63为环片，其与放置槽61之间通过平面轴承进行连接。承载环63顶面优选高摩擦力的带有磨砂面的塑料材质，承载环63顶面高于放置槽61的高度。当齿圈放置到放置槽61内后，齿圈的底面与承载环63相接触。当卡盘23带动齿圈缓慢转动时，卡盘23在底面摩擦力的带动下，可以带动承载环63进行转动，从而尽可能的减少与托盘6的摩擦，进而减少齿圈的表面划痕，保障齿圈的表面质量。

所述输送机构1包括输送架11，所述输送架11顶部具有支撑台面12。支撑台面12两端具有驱动辊13，同一端的两个驱动辊13同轴设置，其中一端的驱动辊13采用驱动电机进行驱动。所述驱动辊13之间设置一对输送带14，两个所述输送带14对称设置在支撑台面12两侧，其中输送带14上部的底面与支撑台面12顶面相接触。输送带14外表面为高摩擦力的橡胶带，从而可以在与托盘6底面接触时产生较大的摩擦力，进而保障对于托盘6的稳定输送。更为具体的，所述输送架11的两侧具有限位边，两个限位边之间的间距略大于托盘6的宽度，从而可以对托盘6进行一定的限位。

所述支撑台面12中部具有开孔15，所述开孔15下方设置固定架2，所述固定架2顶部安装升降机构21，所述升降机构21顶部安装夹紧台22。本实施方式中所述升降机构21包括升降缸以及若干升降套筒，通过升降机构21的顶升作用，可以带动夹紧台22进行升降。所述夹紧台22顶部转动设置卡盘23，卡盘23采用电驱的外撑爪卡盘。所述夹紧台22底部设置用于驱动卡盘23转动的卡盘驱动机构24，当所述升降机构21伸展后，所述卡盘23伸出开孔15对此处定位的齿圈进行夹紧，随后通过卡盘驱动机构24的驱动，可以通过卡盘23带动齿圈缓慢转动，从而利用安装在其上方的检测摄像头9识别齿圈的齿形图像。随着齿圈的转动，检测摄像头9可以对齿圈的各个齿形进行图像识别，从而完成齿圈各个齿牙的全方位检验，从而识别出瑕疵件。

所述开孔15下游的支撑台面12下方铰接第一限位杆31，所述输送架11与第一限位杆31之间设置第一限位气缸32，当第一限位气缸32伸展后，第一限位杆31可翻转到支撑台面12上方对托盘6进行阻挡，当第一限位气缸32处于收缩状态时，第一限位杆31在输送架11下方，使托盘6可以顺畅通过。开孔15两侧设置夹紧架41，夹紧架41上安装夹紧气缸42，两个夹紧气缸42朝向彼此方向。夹紧气缸42的活塞杆前端设置夹紧杆43，当两个夹紧气缸42相向伸展时，夹紧杆43可以对对托盘6的两侧进行夹紧定位，使下方的卡盘23升起后可以完成齿圈的精准装夹。

开孔15上方设置检测架17，所述检测架17上设置至少一个检测摄像头9，本实施方式中所述检测摄像头9设置两台，两台检测摄像头9分别位于齿圈一侧的左斜上方与右斜上方，从而当所述托盘6在开孔15处被夹紧气缸42夹紧后，在齿圈转动时两台检测摄像头9分别对应齿圈上齿牙的两侧进行细致的识别检测。

所述支撑台面12下游设置至少两个顶升孔16，顶升孔16下游铰接第二限位杆33，输送架11与第二限位杆33之间设置第二限位气缸34，当第二限位气缸34伸展后，第二限位杆33可翻转到支撑台面12上方对托盘6进行阻挡，当第二限位气缸34收缩时，第二限位杆33位于支撑台面12以下，从而使托盘6可以顺畅的通过。具体的，当所述第一限位杆31或第二限位杆33伸出到支撑台面12上方对托盘6进行阻挡后，输送带14与托盘6进行硬性摩擦，不影响其他托盘6的输送。

更进一步的，为了避免在齿圈进行检测时，前序的托盘6输送过来发生干涉，在开孔15的上游安装升降杆，输送架11上安装用于推动升降杆升降的升降气缸，通过升降气缸的伸展动作，可以使升降杆伸出到支撑台面12上方对托盘6进行阻挡，当检测中的齿圈检测完成后，第一限位杆31将该托盘6释放后，升降杆才会下降到支撑台面12下方对上游的托盘6进行释放。

所述顶升孔16下方设置顶升机构5，所述顶升机构5包括顶升液压缸51以及顶升头52，顶升头52设置在顶升液压缸51的活塞杆前端，所述顶升液压缸51与顶升孔16同轴设置。所述顶升头52包括底部的承托部以及顶部的限位部，所述限位部的直径略小于齿圈的内径，所述承托部的直径小于通孔62的直径大于齿圈的内径。当托盘6移动到顶升孔16处被第二限位杆33阻挡后，顶升液压缸51上升，顶升头52穿过通孔62将齿圈顶起，使齿圈脱离托盘6，由后侧的接取架7进行接取，并将齿圈转运到后置输送机构上输送带下一工序。

所述顶升孔16一侧设置接取架7，所述接取架7的顶部设置直线进给机构8，所述直线进给机构8上设置接取台面71，通过直线进给机构8的向前驱动可以带动接取台面71完成与顶升头52处的对接，将顶升头52顶起的齿圈进行承接。随着直线进给机构8的向后驱动，可以完成接取台面71与后置输送机构的对接，使齿圈被后置输送机构转运。具体的，本实施方式中所述直线进给机构8包括直线导轨81、丝杠驱动机构82以及伺服电机83，直线导轨81设置在接取架7顶部且与输送架11相垂直，接取台面71底部与直线导轨81滑动连接，接取台面71底部设置与丝杠驱动机构82相配合的丝杠螺母，伺服电机83通过丝杠驱动机构82的传动驱动接取台面71沿直线导轨81往复滑动。

进一步的，为了保障接取台面71可以对齿圈进行承接时不与顶升头52发生干涉，所述接取台面71前侧具有配合槽72，本实施方式中顶升头52为回转体结构，因而配合槽72采用U型槽，U型槽的直径大于顶升头52的承托部直径。所述接取台面71两侧对称设置接取带73，接取带73外表面同样采用高摩擦力的橡胶带。所述接取台面71具有配合槽72一侧设置从动辊，所述接取台面71另一侧设置主动辊，主动辊通过驱动电机进行驱动，所述接取带73即张紧在从动辊与主动辊之间。在通过接取台面71对齿圈进行承接时，首先顶升机构5的顶升头52将齿圈顶升到高于接取台面71的高度，随后直线进给机构8带动接取台面71移动到顶升头52处，随后顶升机构5下降，使齿圈边缘下落到U型槽两侧的接取带73上，随着顶升机构5的继续下降，顶升头52脱离齿圈的范围，接取带73带动齿圈向后侧移动。与此同时，直线进给机构8带动接取台面71向后侧位移直至与后置输送机构对接，最终将齿圈导向下一工序。

本实施方式中所述顶升孔16设置两组，前侧的顶升孔16处为瑕疵件分离区，后侧的顶升孔16处为合格件分离区。

本装置在实际应用中，还需配备与输送机构1首尾相连的回转输送机构，从而将托盘6能够返回到初始位置处，由机械手或者工人完成齿圈的安放操作，从而能够完成齿圈的连续检测。具体的，回转输送机构采用一个与输送机构1平行的反向输送机构以及两个弧形连接机构，两个弧形连接机构分别连接在输送机构1以及反向输送机构的两端，具体的，弧形连接机构通过橡胶带进行驱动，橡胶带通过若干组滑轮挤压导向为弧形，从而通过本身的摩擦力对托盘6进行驱动使托盘6顺畅导向。

具体的，在利用本装置进行齿圈的检测筛分时，利用输送带14将托盘6输送到开孔15处，此时第一限位杆31处于伸出支撑台面12的状态，第一限位杆31对托盘6进行阻挡，随后夹紧气缸42伸展对托盘6两侧进行夹紧。紧接着所述升降机构21带动卡盘23升起，通过卡盘23对齿圈进行夹紧，并带动齿圈转动，由检测摄像头9完成齿圈的齿形检测。完成检测后，第一限位杆31下降将托盘6释放，托盘6在输送带14的带动下移动到合格件或者瑕疵件对应的顶升孔16位置处，被该处的第二限位杆33进行阻挡。随后顶升机构5带动顶升头52升起，将齿圈自托盘6内顶起使其脱离托盘6。随后接取台面71在直线进给机构8的驱动下移动到顶升头52处，随后顶升机构5下降，将齿圈放置在接取台面71上，由接取带73带动齿圈向下游移动，同时直线进给机构8带动接取台面71同样向远离输送机构1一侧移动，并最终与后置输送机构对接，将齿圈输送到下一工序。此时合格的齿圈输送到包装工序，瑕疵件输送到废品处进行再检验或报废处理。

Claims (8)

1.一种齿圈齿形自动化检测分选装置，包括输送机构（1）、若干托盘（6），其特征在于：所述输送机构（1）包括输送架（11），所述输送架（11）顶部具有支撑台面（12），所述支撑台面（12）两端具有驱动辊（13），所述驱动辊（13）之间设置一对输送带（14），两个所述输送带（14）对称设置在支撑台面（12）两侧，所述输送带（14）用于对托盘（6）进行输送；所述托盘（6）顶面具有圆形的放置槽（61），所述放置槽（61）底面上同轴贯穿设置通孔（62），所述放置槽（61）的直径与齿圈外径相适应，所述通孔（62）直径大于齿圈内径；所述支撑台面（12）中部具有开孔（15），所述开孔（15）下方设置固定架（2），所述固定架（2）顶部设置升降机构（21），所述升降机构（21）顶部设置夹紧台（22），所述夹紧台（22）顶部转动设置卡盘（23），所述夹紧台（22）底部设置用于驱动卡盘（23）转动的卡盘驱动机构（24），当所述升降机构（21）伸展后，所述卡盘（23）伸出开孔（15）对此处定位的齿圈进行夹紧；所述开孔（15）下游的支撑台面（12）下方铰接第一限位杆（31），所述输送架（11）与第一限位杆（31）之间设置第一限位气缸（32），当所述第一限位气缸（32）伸展后，所述第一限位杆（31）可翻转到支撑台面（12）上方对托盘（6）进行阻挡，所述开孔（15）两侧设置夹紧架（41），所述夹紧架（41）上设置夹紧气缸（42），所述夹紧气缸（42）的活塞杆前端设置夹紧杆（43），两个所述夹紧气缸（42）相向伸展用于对托盘（6）进行夹紧；所述开孔（15）上方设置检测架（17），所述检测架（17）上设置至少一个检测摄像头（9），所述支撑台面（12）下游设置至少两个顶升孔（16），所述顶升孔（16）下游铰接第二限位杆（33），所述输送架（11）与第二限位杆（33）之间设置第二限位气缸（34），当所述第二限位气缸（34）伸展后，所述第二限位杆（33）可翻转到支撑台面（12）上方对托盘（6）进行阻挡，所述顶升孔（16）下方设置顶升机构（5），所述顶升孔（16）一侧设置接取架（7），所述接取架（7）的顶部设置直线进给机构（8），所述直线进给机构（8）上设置接取台面（71），所述接取台面（71）前侧具有配合槽（72），所述接取台面（71）两侧对称设置接取带（73）。

2.根据权利要求1所述的一种齿圈齿形自动化检测分选装置，其特征在于：所述放置槽（61）顶面转动设置承载环（63），所述承载环（63）顶面为高摩擦力的磨砂材质，所述承载环（63）顶面高于放置槽（61）的高度。

3.根据权利要求1所述的一种齿圈齿形自动化检测分选装置，其特征在于：所述检测摄像头（9）设置两台，当所述托盘（6）在开孔（15）处被夹紧气缸（42）夹紧后，两台检测摄像头（9）分别对应齿圈上齿牙的两侧进行视觉检测。

4.根据权利要求1所述的一种齿圈齿形自动化检测分选装置，其特征在于：所述顶升机构（5）包括顶升液压缸（51）以及顶升头（52），所述顶升头（52）设置在顶升液压缸（51）的活塞杆前端，所述顶升液压缸（51）与顶升孔（16）同轴设置，所述顶升头（52）包括底部的承托部以及顶部的限位部，所述限位部的直径与齿圈的内径相适应，所述承托部的直径小于通孔（62）的直径大于齿圈的内径。

5.根据权利要求1所述的一种齿圈齿形自动化检测分选装置，其特征在于：所述配合槽（72）为U型槽，U型槽与顶升头（52）相适应。

6.根据权利要求1所述的一种齿圈齿形自动化检测分选装置，其特征在于：所述直线进给机构（8）包括直线导轨（81）、丝杠驱动机构（82）以及伺服电机（83），所述直线导轨（81）设置在接取架（7）顶部且与输送架（11）相垂直，所述接取台面（71）底部与直线导轨（81）滑动连接，所述接取台面（71）底部设置与丝杠驱动机构（82）相配合的丝杠螺母，所述伺服电机（83）通过丝杠驱动机构（82）的传动驱动接取台面（71）沿直线导轨（81）往复滑动。

7.根据权利要求1所述的一种齿圈齿形自动化检测分选装置，其特征在于：所述接取台面（71）具有配合槽（72）一侧设置从动辊，所述接取台面（71）另一侧设置主动辊，所述接取带（73）即张紧在从动辊与主动辊之间。

8.根据权利要求1所述的一种齿圈齿形自动化检测分选装置，其特征在于：所述输送带（14）外表面与接取带（73）外表面均为高摩擦力的橡胶带。