CN211613463U - 一种光电检测齿轮表面质量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光电检测齿轮表面质量装置，包括上料机构、下料机构、退料机构、转动机构、传动机构、驱动机构以及检测机构；上料机构、下料机构分别设置于传动机构的同一侧，退料机构设置于传动机构的另一侧，上料机构与下料机构连接，传动机构用于驱动上料机构、下料机构左右移动；驱动机构设置于传动机构的一侧，驱动机构用于向传动机构提供动力；转动机构设置于传动机构的下方，转动机构用于传送待检测的齿轮；检测机构设置于传动机构的一侧，检测机构用于检测齿轮表面的质量。本实用新型的光电检测齿轮表面质量装置，灵活性好，可靠性高，检测速度快，自动化高，提高产品的质量，节约成本，省时省力，降低误检率。

Description

一种光电检测齿轮表面质量装置

技术领域

本实用新型涉及机械技术领域，特别涉及一种光电检测齿轮表面质量装置。

背景技术

齿轮在机械产品中的使用十分普遍，对于大多数机械产品来说，更是不可或缺的零件之一。齿轮的加工精度和表面质量对机械产品的使用性能、质量、寿命等都会产生很大的影响，因此，对于提高齿轮的加工精度和表面质量就显得更加重要。

在齿轮的加工过程中，如果能尽早地发现齿轮毛坯或半成品中存在的缺陷，并将不合格产品及时剔除，可以大大节约成本，防止资源浪费，并提高工作效率。在现有生产过程中，对于齿轮的检测大都是通过人工检测，通过人工检测齿轮，齿轮质量以及精度容易受到检测工人个人因素以及周围环境因素的影响，检测速度慢，工作效率低，费时费力，且由于检测时缺乏准确性和规范性，导致检测的误差率也高。

实用新型内容

为此，需要提供一种光电检测齿轮表面质量装置，用于解决背景技术中存在的技术问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种光电检测齿轮表面质量装置，包括上料机构、下料机构、退料机构、转动机构、传动机构、驱动机构以及检测机构；

所述上料机构、所述下料机构分别设置于所述传动机构的同一侧，所述退料机构设置于所述传动机构的另一侧，所述上料机构与所述下料机构连接，所述传动机构用于驱动所述上料机构、所述下料机构左右移动；

所述驱动机构设置于所述传动机构的一侧，所述驱动机构用于向所述传动机构提供动力；

所述转动机构设置于所述传动机构的下方，所述转动机构用于传送待检测的齿轮；

所述检测机构设置于传动机构的一侧，所述检测机构用于检测齿轮表面的质量。

作为本实用新型的一种优选结构，所述检测机构包括固定座、减速电机、同步带传动部件、安装座、光学传感器以及检测气缸，所述减速电机、所述同步带传动部件分别设置于所述安固定座上，所述检测气缸与所述固定座连接，所述减速电机用于向所述同步带传动部件提供动力，所述安装座设置于所述固定座下方，所述光学传感器安装于所述安装座上，所述安装座通过旋转主轴与所述同步带传动部件传动连接。

作为本实用新型的一种优选结构，所述上料机构包括上料夹具以及上料气缸，所述上料夹具与所述上料气缸连接。

作为本实用新型的一种优选结构，所述下料机构包括下料夹具以及下料气缸，所述下料夹具与所述下料气缸连接。

作为本实用新型的一种优选结构，所述退料机构包括退料夹具、第一气缸以及第二气缸，所述第一气缸、所述第二气缸分别与所述退料夹具连接，所述第一气缸用于推动所述退料夹具前后移动，所述第二气缸用于推动所述退料夹具上下移动。

作为本实用新型的一种优选结构，所述转动机构包括支撑座、转动圆盘、上料工位、检测工位、退料工位、齿轮传动部件以及电机，所述转动圆盘设置于所述支撑座上，所述上料工位、所述检测工位、所述退料工位均匀分布地设置于所述转动圆盘的圆周上，所述齿轮传动部件通过旋转主轴连接于所述转动圆盘上，所述电机用于向所述齿轮传动部件提供动力，所述齿轮传动部件、所述电机设置于所述支撑座下方。

作为本实用新型的一种优选结构，所述传动机构包括滚珠丝杆以及第一支撑架，所述滚珠丝杆设置于所述第一支撑架上，所述滚珠丝杆用于驱动所述上料机构、所述下料机构左右移动。

作为本实用新型的一种优选结构，所述光电检测齿轮表面质量装置还包括进料机构，所述进料机构包括第二支撑架、第三支撑架、进料板以及进料圆筒，所述进料板与所述上料机构相对应设置，且所述进料板设置于所述第二支撑架上，所述进料圆筒与所述上料机构相对应设置，且所述进料圆筒设置于所述第三支撑架上。

作为本实用新型的一种优选结构，所述光电检测齿轮表面质量装置还包括出料机构，所述出料机构包括出料板以及第四支撑架，所述出料板与所述下料机构相对应设置，且所述出料板设置于所述第四支撑架上，所述出料板与所述检测机构电连接。

作为本实用新型的一种优选结构，所述驱动机构为步进电机。

区别于现有技术，上述技术方案具有如下优点：通过驱动机构向传动机构提供动力，传动机构驱动上料机构、下料机构左右移动，待测齿轮通过上料机构转运到转动机构上，转动机构用于传送待测的齿轮，然后检测机构对在转动机构上的待测齿轮的表面质量进行检测，检测完通过下料机构和退料机构相互配合，将检测完的齿轮下料回收。本实用新型的光电检测齿轮表面质量装置，灵活性好，可靠性高，检测速度快，可满足生产线检测要求，提高工作效率，可实现检测工序的自动化，提高出厂产品的总体质量，节约成本，省时省力，降低误检率，提高企业效益。

附图说明

图1为具体实施方式所述光电检测齿轮表面质量装置的结构示意图之一；

图2为具体实施方式所述光电检测齿轮表面质量装置的结构示意图之二；

图3为具体实施方式所述光电检测齿轮表面质量装置的结构示意图之三；

图4为具体实施方式所述光电检测齿轮表面质量装置的俯视图。

附图标记说明：

1、检测机构，

11、固定座，

12、减速电机，

13、同步带传动部件，

14、安装座，

15、检测气缸，

2、上料机构，

21、上料夹具，

22、上料气缸，

3、下料机构，

31、下料夹具，

32、下料气缸，

4、退料机构，

41、退料夹具

42、第一气缸，

43、第二气缸，

5、转动机构，

51、支撑座，

52、转动圆盘，

53、上料工位，

54、检测工位，

55、退料工位，

56、齿轮传动部件，

57、电机，

6、传动机构，

61、滚珠丝杆，

62、第一支撑架，

7、步进电机，

8、进料机构，

81、第二支撑架，

82、第三支撑架，

83、进料板，

84、进料圆筒，

9、出料机构，

91、第四支撑架，

92、出料板。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指或以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

请参阅图1至图4，本实施例涉及一种光电检测齿轮表面质量装置，如图1所示，包括上料机构2、下料机构3、退料机构4、转动机构5、传动机构6、驱动机构以及检测机构1。其中，所述上料机构2、所述下料机构3分别设置于所述传动机构6的同一侧，所述退料机构4设置于所述传动机构6的另一侧，所述上料机构2与所述下料机构3一体连接，所述传动机构6用于驱动所述上料机构2、所述下料机构3左右移动。

优选的，在某些实施例中，如图2所示，所述传动机构6包括滚珠丝杆61以及第一支撑架62，所述滚珠丝杆61设置于所述第一支撑架62上，所述滚珠丝杆61用于驱动所述上料机构2、所述下料机构3左右移动，第一支撑架62用于支撑滚珠丝杆61。由于滚珠丝杆61螺母副具有摩擦损失小、传动效率高、精度高等优点，滚珠丝杆61虽然对Z轴传动自锁能力差，但是在本实施中，滚珠丝杆61是水平安装，因此影响不大。且滚珠丝杆61具有良好的传动比，安装时占用空间也比较小，所以选用滚珠丝杆61作为上料机构2、下料机构3的传动方式。在本实施中，定位螺杆选用梯形螺杆，通过驱动机构使其做回转运动。在本实施中，采用的丝杠型号为MTSR30-1000，丝杆直径为30mm，有效长度为1000mm，且驱动机构与定位螺杆之间的传动靠联轴器来进行。

进一步的，在某些实施中，如图1以及图2所示，所述驱动机构设置于所述传动机构6的一侧，所述驱动机构用于向所述传动机构6提供动力。优选的，在本实施中，所述驱动机构为步进电机7。由于上料机构2、下料机构3负责待测齿轮的上料和下料，因此步进电机7会频繁启停跟正反转，且负载质量较小，工作过程中可能会产生一定的冲击及振动，综合考虑选用弹性套柱销联轴器，联轴器型号为LT5。滚珠丝杆61直径d＝30mm,加速时间t＝0.05s，机械效率η＝0.9，摩擦系数μ＝0.1，因此驱动机构选用步进电机7，型号为雷塞57BYG250-56。

进一步的，在某些实施中，如图1以及图2所示，所述转动机构5设置于所述传动机构6的下方，所述转动机构5用于传送待检测的齿轮；所述检测机构1设置于传动机构6的一侧，所述检测机构1用于检测齿轮表面的质量。

具体的，在某些实施中，如图3所示，所述检测机构1包括固定座11、减速电机12、同步带传动部件13、安装座14、光学传感器(图中未标注)以及检测气缸15，所述检测机构1用于检测齿轮表面的质量。其中，所述减速电机12、所述同步带传动部件13分别设置于所述固定座11上，所述检测气缸15与所述固定座11连接，所述减速电机12用于向所述同步带传动部件13提供动力，驱动同步带传动部件13传动。

进一步的，在某些实施中，如图3所示，所述安装座14设置于所述固定座11下方，所述光学传感器安装于所述安装座14上，通过光学传感器对待检测的齿轮进行检测，检测完将光信号转化为电信号发送给检测机构1。所述安装座14通过旋转主轴与所述同步带传动部件13传动连接，具体的，旋转主轴贯穿固定座11连接安装座14与同步带传动部件13，减速电机12驱动同步带传动部件13传动，同步带传动部件13通过旋转主轴带动安装座14旋转做回转运动，安装座14上的光学传感器对待检测的齿轮进行检测。

优选的，在本实施例中，同步带传动部件13靠同步带轮与带啮合传动，传动比精确，比其他类型带的结构更小，传动平稳而且传动效率很高，相对于其他带传动对轴的作用力更小。在本实施例中，同步带的带型选用的是梯形齿，根据同步带设计功率结合带轮转速，选用同步带型号为L型同步带，选用同步带型号为L20型，同步带带宽为21mm。在其他实施例中，还可以选用其他类型的带传动。

优选的，在本实施例中，检测机构1中的电机选用减速电机12，其中电机型号为GV22立式齿轮减速电机12，电机功率为0.55KW，减速比为1:7，额定转速n＝1400r/min,实际输出转速n＝200r/min。在其他实施中，还可以选用不同类型的电机。

进一步的，在某些实施中，如图1以及图2所示，所述上料机构2包括上料夹具21以及上料气缸22，所述上料夹具21与所述上料气缸22连接。所述下料机构3包括下料夹具31以及下料气缸32，所述下料夹具31与所述下料气缸32连接。所述退料机构4包括退料夹具41、第一气缸42以及第二气缸43，所述第一气缸42、所述第二气缸43分别与所述退料夹具41连接，所述第一气缸42用于推动所述退料夹具41前后移动，所述第二气缸43用于推动所述退料夹具41上下移动。

优选的，在本实施例中，气缸的作用是推动上料机构2、下料机构3以及退料机构4上的夹具进行上下、前后进给运动，选用气缸是由于其结构比较简单，对于动作信号响应速度较快，定位也较为精准，控制较方便，对于恶劣环境(比如：高温、低温、振动、多尘)的条件下都能运行，安装和维修也比较简单；且对于做往复直线运动，有很好的效果，而且反应迅速。在本实施例中，气缸的负载主要为夹具自身的重力，考虑气缸与活塞之间的各种摩擦因素，实际气缸驱动负载所需要的负载力约为30N左右。参照ISO6432标准计算，选用缸径为20mm，行程为150mm的亚德客标准气缸，代号为SC20×130。在其他实施例中，也可以选用液压缸或者电动缸作为夹具的动力源。

进一步的，在某些实施中，如图1至图3所示，所述转动机构5包括支撑座51、转动圆盘52、上料工位53、检测工位54、退料工位55、齿轮传动部件56以及电机57，所述转动机构5用于传送待检测的齿轮。其中，所述转动圆盘52设置于所述支撑座51上，所述上料工位53、所述检测工位54、所述退料工位55均匀分布地设置于所述转动圆盘52的圆周上，所述齿轮传动部件56通过旋转主轴连接于所述转动圆盘52上，所述电机57用于向所述齿轮传动部件56提供动力，所述齿轮传动部件56、所述电机设置于所述支撑座51下方。具体的，在本实施例中，齿轮传动部件56包括大齿轮和小齿轮，电机57驱动小齿轮带动大齿轮传动，大齿轮通过旋转主轴带动转动圆盘52转动。

优选的，在本实施例中，由于齿轮传动部件56的齿轮占用空间比较小，在小距离传动中有更大的优势，可以传递的扭矩也更大，寿命也相对较长。因此，在本实施例中选用齿轮传动部件56作为传动方式。在其他实施例中，也可以选用其他类型的传动方式进行传动。

优选的，在本实施例中，电机57驱动小齿轮带动大齿轮传动，大齿轮通过旋转主轴带动转动圆盘52转动，使待测齿轮由上料工位53转到检测工位54。为了可以保证待测齿轮在传送过程中可以平稳地进行传送，并对工作环境有一定的适应能力，故大齿轮、小齿轮的材料选为45号钢。小齿轮齿顶圆直径为d_a1＝54mm，分度圆直径为d₁＝50mm，大齿轮齿顶圆直径为d_a2＝205mm，分度圆直径为d₂＝200mm。

进一步的，在某些实施中，如图1以及图2所示，所述光电检测齿轮表面质量装置还包括进料机构8，所述进料机构8包括第二支撑架81、第三支撑架82、进料板83以及进料圆筒84，所述进料板83与所述上料机构2相对应设置，且所述进料板83设置于所述第二支撑架81上，所述进料圆筒84与所述上料机构2相对应设置，且所述进料圆筒84设置于所述第三支撑架82上。

进一步的，在某些实施中，如图1以及图2所示，所述光电检测齿轮表面质量装置还包括出料机构9，所述出料机构9包括出料板92以及第四支撑架91，所述出料板92与所述下料机构3相对应设置，且所述出料板92设置于所述第四支撑架91上，所述出料板92与所述检测机构1电连接。

具体的，光电检测齿轮表面质量装置工作过程如下；

首先，通过滚珠丝杆61驱动上料机构2、下料机构3左右移动，上料气缸22推动上料夹具21向前卡住进料板83上的待检测齿轮。然后步进电机7反转，待测齿轮被上料夹具21带到进料圆筒84，待测齿轮通过进料圆筒84进入到下方转动圆盘52的上料工位53上，同时上料夹具21回收，步进电机7正转，上料夹具21回到原位。

接着启动电机57，电机57驱动小齿轮带动大齿轮传动，大齿轮通过旋转主轴带动转动圆盘52转动，使待测齿轮由上料工位53转到检测工位54。

接着停止电机57，检测气缸15推杆收缩，使得安装座14上的光学传感器与待测齿轮位置等高，减速电机12驱动同步带传动部件13传动，同步带传动部件13通过旋转主轴带动安装座14旋转做回转运动，安装座14上的光学传感器对待检测的齿轮进行检测，检测完将光信号转化为电信号发送给检测机构1，检测机构1的处理单元对电信号进行识别处理，判断待检测齿轮的表面质量是否符合要求，然后将电信号发送给出料机构9。

接着检测气缸15复位，电机57再次启动，将在检测工位54的检测齿轮转送到退料工位55，第一气缸42推杆推动退料夹具41卡住检测完的齿轮，第二气缸43向上推动，将检测完的齿轮通过退料夹具41上升到与出料板92平齐的位置。

最后，下料气缸32推动下料夹具31向前移动，与退料夹具41相互配合，卡住检测完的齿轮，步进电机7反转，下料夹具31将检测完的齿轮运到出料料板上，此时，若检测机构1检测到齿轮表面质量符合质量要求，将信号发送给出料板92，通过出料板92将检测完的符合质量要求的齿轮回收到回收箱中，接着下料夹具31回收，完成下料。

若检测机构1检测到齿轮表面质量不符合质量要求，将信号发送给出料板92，通过出料板92将检测完的不符合质量要求的齿轮回收到剔除箱中，接着下料夹具31回收，完成下料。

由于上料机构2与下料机构3是一体连接设计的，所以上料夹具21与下料夹具31的运动是一致的，因此在下料夹具31将检测完的齿轮下料的同时，上料夹具21将新的待测齿轮送入进料板83，重复以上工作顺序，由此实现自动循环检测。

假设待测的齿轮内径为55mm，外径为100mm，进料板83上待检测齿轮与进料圆筒84距离为120mm，预计滚珠丝杆61带动上料夹具21、下料夹具31来回耗时0.3s。夹具中心与齿轮中心的距离也为120mm，气缸驱动夹具卡住待测齿轮用时0.2s。退料夹具41将检测完的齿轮退出转动圆盘52，第二气缸43推动退料夹具上升到与出料板92平齐的位置耗时1s。转动圆盘52直径为500mm，转动一圈用时1.5s，检测花费时间为1s，综上，一次检测所用时间预计为4s，整个装置的检测效率约为一分钟检测15个齿轮。因此，本实用新型的光电检测齿轮表面质量装置，灵活性好，可靠性高，检测速度快，可满足生产线检测要求，提高工作效率，可实现检测工序的自动化，提高出厂产品的总体质量，节约成本，省时省力，降低误检率，提高企业效益。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光电检测齿轮表面质量装置，其特征在于：包括上料机构、下料机构、退料机构、转动机构、传动机构、驱动机构以及检测机构；

所述上料机构、所述下料机构分别设置于所述传动机构的同一侧，所述退料机构设置于所述传动机构的另一侧，所述上料机构与所述下料机构连接，所述传动机构用于驱动所述上料机构、所述下料机构左右移动；

所述驱动机构设置于所述传动机构的一侧，所述驱动机构用于向所述传动机构提供动力；

所述转动机构设置于所述传动机构的下方，所述转动机构用于传送待检测的齿轮；

所述检测机构设置于传动机构的一侧，所述检测机构用于检测齿轮表面的质量。

2.根据权利要求1所述的光电检测齿轮表面质量装置，其特征在于：所述检测机构包括固定座、减速电机、同步带传动部件、安装座、光学传感器以及检测气缸，所述减速电机、所述同步带传动部件分别设置于所述固定座上，所述检测气缸与所述固定座连接，所述减速电机用于向所述同步带传动部件提供动力，所述安装座设置于所述固定座下方，所述光学传感器安装于所述安装座上，所述安装座通过旋转主轴与所述同步带传动部件传动连接。

3.根据权利要求1所述的光电检测齿轮表面质量装置，其特征在于：所述上料机构包括上料夹具以及上料气缸，所述上料夹具与所述上料气缸连接。

4.根据权利要求1所述的光电检测齿轮表面质量装置，其特征在于：所述下料机构包括下料夹具以及下料气缸，所述下料夹具与所述下料气缸连接。

5.根据权利要求1所述的光电检测齿轮表面质量装置，其特征在于：所述退料机构包括退料夹具、第一气缸以及第二气缸，所述第一气缸、所述第二气缸分别与所述退料夹具连接，所述第一气缸用于推动所述退料夹具前后移动，所述第二气缸用于推动所述退料夹具上下移动。

6.根据权利要求1所述的光电检测齿轮表面质量装置，其特征在于：所述转动机构包括支撑座、转动圆盘、上料工位、检测工位、退料工位、齿轮传动部件以及电机，所述转动圆盘设置于所述支撑座上，所述上料工位、所述检测工位、所述退料工位均匀分布地设置于所述转动圆盘的圆周上，所述齿轮传动部件通过旋转主轴连接于所述转动圆盘上，所述电机用于向所述齿轮传动部件提供动力，所述齿轮传动部件、所述电机设置于所述支撑座下方。

7.根据权利要求1所述的光电检测齿轮表面质量装置，其特征在于：所述传动机构包括滚珠丝杆以及第一支撑架，所述滚珠丝杆设置于所述第一支撑架上，所述滚珠丝杆用于驱动所述上料机构、所述下料机构左右移动。

8.根据权利要求1所述的光电检测齿轮表面质量装置，其特征在于：所述光电检测齿轮表面质量装置还包括进料机构，所述进料机构包括第二支撑架、第三支撑架、进料板以及进料圆筒，所述进料板与所述上料机构相对应设置，且所述进料板设置于所述第二支撑架上，所述进料圆筒与所述上料机构相对应设置，且所述进料圆筒设置于所述第三支撑架上。

9.根据权利要求1所述的光电检测齿轮表面质量装置，其特征在于：所述光电检测齿轮表面质量装置还包括出料机构，所述出料机构包括出料板以及第四支撑架，所述出料板与所述下料机构相对应设置，且所述出料板设置于所述第四支撑架上，所述出料板与所述检测机构电连接。

10.根据权利要求1所述的光电检测齿轮表面质量装置，其特征在于：所述驱动机构为步进电机。

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