CN213008998U - 一种视觉系统控制下的硬质合金刀片装盒系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种视觉系统控制下的硬质合金刀片装盒系统，其技术方案为：包括刀盒开盖系统、刀片装盒系统、刀盒关盖系统，刀盒开盖系统设置于刀片装盒系统一端，刀盒关盖系统设置于刀片装盒系统另一端；刀盒开盖系统包括刀盒输入传送装置，刀盒输入传送装置一端安装斜面装置，另一端上方设置刀盒料仓，斜面装置一侧设置开盖推盒装置；刀片装盒系统包括刀盒传送装置，刀盒传送装置一侧设置震动上料装置，另一侧设置刀盒推动装置；且刀盒传送装置侧面设置视觉检测装置，刀盒推动装置上方安装刀片入盒装置。本实用新型根据视觉检测装置及多个传感器实现可转位刀片的智能装盒，工作效率高。

Description

一种视觉系统控制下的硬质合金刀片装盒系统

技术领域

本实用新型涉及包装技术领域，尤其涉及一种视觉系统控制下的硬质合金刀片装盒系统。

背景技术

现阶段市场上数控刀片包装盒多为单边推或双边推的塑料盒，每个刀片盒可以盛放十个刀片。包装过程多采用人工，但人工包装效率低下，还有可能划伤工人。包装机就是把产品包装起来的一类机器，起到保护作用。包装机主要分两个方面，流水线式整体生产包装和产品外围包装设备。装盒机是包装机械的一种，机按机器的自身的结构来分可以分为：立式装盒机和卧式装盒机。一般来说，立式装盒机包装的速度比较快，但是包装的范围比较小，一般只针对于药板等单一的产品，而卧式装盒机可以对多种产品进行装盒，如香皂，药品，食品，五金类，汽配类等。

现有装盒技术多只能用于包装同一种规格或同一种产品，存在适应性低的缺陷。另外目前装盒机对于小工件多使用机械手夹取包装，必然存在工作效率低的问题。部分装盒机器使用工业机器人，成本较高。申请号“201911239306.1”公开了一种硅片装盒机，包括主机架台、转盘、机械抓手、装盒机构、夹层配置机构，夹层配置机构设置于主机架台的一侧，用于配置各种不同类型的夹层；两个转盘并排安装于主机架台的台面上，转盘用筛选不同品质的硅片；机械抓手安装于两个转盘与夹层配置机构之间，机械抓手可用于抓取硅片与硅片夹层，实现对硅片的分层；装盒机构安装于转盘的一侧，装盒机构自主完成对分层好的硅片夹紧整理，最终实现装盒。其硅片装盒机硅片整理归类效率高，具有夹取的硅片完整性好、用途广的优点。但此装置的自动化程度不是很高，缺少自动检测装置，对工作人员有一定依赖性。

申请号“201510199289.9”公开了一种新型食品装盒机，包括下盒机构、排盒输送机构和推入机构，所述下盒机构和推入机构均放置在排盒输送机构上方，所述下盒机构设置在推入机构一端，所述推入机构的一侧设置有用于传输待排盒食品的输送带；包括安装框架，所述安装框架包括固定安装板和位于固定安装板下方的多个机械推板，其利用导向装置、水平驱动机构实现了机械推板在两个方向上的运动，并且能够实现全自动化的调整，所以机械推板能够在不借助人力的情况下，自动实现间距调整，并且仅仅更换轨道板就能适应多种尺寸的托盒，排除了人工参与，提高了生产效率，增强了自动化程度。该装置的检测装置较少，装盒过程中的容错率较低。

综合上述因素，目前装盒机存在的智能化程度低、包装产品单一、普适性低，包装过程容错率低的缺陷。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种视觉系统控制下的硬质合金刀片装盒系统，根据视觉检测装置及多个传感器实现可转位刀片的智能装盒，工作效率高。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

本实用新型的实施例提供了一种视觉系统控制下的硬质合金刀片装盒系统，其特征在于，包括刀盒开盖系统、刀片装盒系统、刀盒关盖系统，刀盒开盖系统设置于刀片装盒系统一端，刀盒关盖系统设置于刀片装盒系统另一端；

刀盒开盖系统包括刀盒输入传送装置，刀盒输入传送装置一端安装斜面装置，另一端上方设置刀盒料仓，斜面装置一侧设置开盖推盒装置；

刀片装盒系统包括刀盒传送装置，刀盒传送装置一侧设置震动上料装置，另一侧设置刀盒推动装置；且刀盒传送装置侧面设置视觉检测装置，刀盒推动装置上方安装刀片入盒装置。

作为进一步的实现方式，所述开盖推盒装置包括相互平行且安装高度不同的推入气缸、开盖气缸，所述开盖气缸连接真空吸盘组件，开盖气缸一侧设置接近开关；所述推入气缸连接第一T型推杆。

作为进一步的实现方式，所述真空吸盘组件包括真空吸盘，真空吸盘通过真空吸盘连接件连接真空压力传感器，所述真空压力传感器安装气管接头；真空吸盘上方安装滚轮。

作为进一步的实现方式，所述斜面装置斜块，斜块通过支架与刀盒输入传送装置固定。

作为进一步的实现方式，所述刀盒输入传送装置包括同步带机构，同步带机构两侧对称安装有档杆机构。

作为进一步的实现方式，所述同步带机构包括电机驱动的挡板同步带，所述档杆机构包括多个杆夹，每个杆夹连接一个挡条杆；位于同一侧的挡条杆端部连接同一个挡条。

作为进一步的实现方式，所述刀片入盒装置包括直线模组、刀片槽，刀片槽通过刀片槽连接板与直线模组连接；刀片槽一侧设置刀片推杆，所述刀片推杆与双轴气缸相连；所述直线模组侧面固定刀片检测传感器。

作为进一步的实现方式，所视觉检测装置包括CCD相机架和安装在CCD相机架下方的CCD相机。

作为进一步的实现方式，所述刀盒推动装置包括双臂直线模组、前推气缸、推出气缸，前推气缸固定于双臂直线模组一侧，推出气缸安装于双臂直线模组上方且在双臂直线模组作用下能够移动。

作为进一步的实现方式，所述前推气缸连接第二T型推杆，推出气缸连接第三T型推杆，且第二T型推杆、第三T型推杆的运动方向相互垂直。

上述本实用新型的实施例的有益效果如下：

(1)本实用新型的一个或多个实施方式的刀盒料仓可以通过由伺服电机控制的垂直放置的两个滚珠丝杆装置带动料仓的支架进行调节，以适应不同尺寸规格的刀盒；

(2)本实用新型的一个或多个实施方式的刀盒输送过程中的同步带两侧安装的挡条均为可调装置，根据不同尺寸规格的刀盒，可由杆夹可以调节左右两侧挡条间的距离；

(3)本实用新型的一个或多个实施方式的刀盒开盖装置的真空吸盘内嵌有真空压力传感器，可以检测真空吸盘是否吸牢刀盒，开盖装置装有接近开关，气缸采用双作用气缸换向回路；当接近开关检测到刀盒盖到达指定位置时气缸停止动作；真空吸盘组件与斜面装置之间为滚动摩擦，减少二者之间的摩擦磨损，以保证开盒的精度；

(4)本实用新型的一个或多个实施方式的刀片入盒装置使用滚珠丝杠控制，控制精度高；另外配合机器视觉系统及刀片检测传感器，由刀片检测传感器检测刀片是否到位，由机器视觉系统提取刀盒与装刀片装置的位置，实现全自动的刀片装盒。刀片装盒装置有多个工作位置，动作两次即可装满一个刀盒，工作效率显著提升。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型根据一个或多个实施方式的轴测图；

图2为本实用新型根据一个或多个实施方式的刀盒开盖系统轴测图；

图3为本实用新型根据一个或多个实施方式的开盖推盒装置轴测图；

图4为本实用新型根据一个或多个实施方式的开盖推盒装置爆炸图；

图5为本实用新型根据一个或多个实施方式的气缸前连接座轴测图；

图6为本实用新型根据一个或多个实施方式的气缸后连接座轴测图；

图7为本实用新型根据一个或多个实施方式的真空吸盘组件轴测图；

图8为本实用新型根据一个或多个实施方式的拆掉滚轮后真空吸盘组件剖视图；

图9为本实用新型根据一个或多个实施方式的斜面装置轴测图；

图10为本实用新型根据一个或多个实施方式的刀盒输入传送装置轴测图

图11为本实用新型根据一个或多个实施方式的刀盒输入传送装置爆炸图；

图12为本实用新型根据一个或多个实施方式的刀片装盒系统轴测图；

图13为本实用新型根据一个或多个实施方式的刀片入盒装置轴测图；

图14为本实用新型根据一个或多个实施方式的刀片入盒装置爆炸图；

图15为本实用新型根据一个或多个实施方式的刀片入盒组件局部剖视图；

图16为本实用新型根据一个或多个实施方式的装刀片槽轴测图；

图17为本实用新型根据一个或多个实施方式的直线模组支架轴测图；

图18为本实用新型根据一个或多个实施方式的刀片槽连接板轴测图；

图19为本实用新型根据一个或多个实施方式的刀片槽连接板局部剖视图；

图20为本实用新型根据一个或多个实施方式的直线运动装置轴测图；

图21为本实用新型根据一个或多个实施方式的CCD相机视觉检测装置；

图22为本实用新型根据一个或多个实施方式的刀盒推动装置轴测图；

图23为本实用新型根据一个或多个实施方式的刀盒推动装置爆炸图；

图24为本实用新型根据一个或多个实施方式的双臂直线模组轴测图；

图25为本实用新型根据一个或多个实施方式的刀盒关盖系统轴测图；

图26为本实用新型根据一个或多个实施方式的刀盒关盖装置轴测图；

图27为本实用新型根据一个或多个实施方式的刀盒关盖装置局部剖视图；

图28为本实用新型根据一个或多个实施方式的电磁铁断电时工件受力图；

图29为本实用新型根据一个或多个实施方式的电磁铁通电时工件受力图；

其中，，I-刀盒开盖系统，II-刀片装盒系统，III-刀盒关盖系统；

I-01开盖推盒装置，I-02斜面装置，I-03刀盒料仓，I-04刀盒输入传送装置；

I-0101第一方管，I-0102托板，I-0103垫块，I-0104气缸后脚架，I-0105推入气缸，I-0106 开盖气缸，I-0107第一螺钉，I-0108第一弹簧垫圈，I-0109第一T型推杆，I-0110气管接头，I-0111 真空压力传感器，I-0112滚轮，I-0113真空吸盘连接件，I-0114真空吸盘，I-0115连接杆，I-0116 气缸前脚架，I-0117接近开关，I-0118第二方管，I-0119第三方管；I-011601气缸前脚架下孔， I-011602气缸前脚架侧孔，I-010401气缸后脚架下孔，I-010402气缸后脚架侧孔；

I-0201脚座，I-0202第一角钢，I-0203第二角钢，I-0204第三角钢，I-0205斜块；I-0401第四方管，I-0402第二螺钉，I-0403第二弹簧垫圈，I-0404电机，I-0405杆夹，I-0406夹紧旋钮， I-0407同步带左安装板，I-0408轴承座，I-0409同步带轮，I-0410同步带连接板，I-0411挡条， I-0412同步带右安装板，I-0413挡条杆，I-0414第三弹簧垫圈，I-0415第三螺钉，I-0416挡板同步带，I-0417同步带轮轴，I-0418同步带托板，I-0419第五方管，I-0420第六方管；

II-01震动上料装置，II-02刀盒传送装置，II-03刀片入盒装置，II-04刀盒推动装置；II-0301 第四螺钉，II-0302装刀片槽，II-0303第一螺栓，II-0304第一螺母，II-0305第一垫片，II-0306 第四弹簧垫圈，II-0307第四螺钉，II-0308直线模组支架，II-0309第五螺钉，II-0310直线模组， II-0311刀片检测传感器，II-0312第五弹簧垫圈，II-0313刀片槽连接板，II-0314双轴气缸，II-0315 第六弹簧垫圈，II-0316第六螺钉，II-0317连接板，II-0318刀片推杆，II-0319刀片推块，II-0320 第四弹簧垫圈，II-0321CCD相机，II-0322CCD相机架；

II-030201装刀片槽推杆孔，II-030202装刀片槽连接孔，II-030801直线模组支架连接孔， II-030802直线模组支架安装孔，II-031301刀片槽连接板侧孔，II-031302刀片槽连接板上孔， II-031303刀片槽连接板下孔，II-031001丝杠，II-031002螺母座，II-031003直线模组电机；

II-0401第七方管，II-0402第八方管，II-0403第七螺钉，II-0404第一气缸安装座，II-0405 第二T型推杆，II-0406前推气缸，II-0407S型推杆，II-0408推出气缸，II-0409双臂直线模组， II-0410底板，II-0411第七弹簧垫圈，II-0412第九方管；II-040901双臂直线模组电机，II-040902 双臂直线模组滑块，II-040903联轴器；

III-01刀盒关盖装置，III-02开盖刀盒，III-03关盖刀盒，III-04刀盒输出传送装置；III-0101 第二气缸安装座，III-0102第八螺钉，III-0103关盖气缸，III-0104第三T型推杆，III-0105第八弹簧垫圈。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，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实用新型的具体含义。

小支撑板、大支撑板为相对概念，并不对支撑板的具体尺寸形成限定。

实施例一：

本实施例提供了一种视觉系统控制下的硬质合金刀片装盒系统，如图1所示，包括刀盒开盖系统 I、刀片装盒系统II、刀盒关盖系统III，刀盒开盖系统I设置于刀片装盒系统II一端，刀盒关盖系统III设置于刀片装盒系统II另一端。刀盒在刀盒开盖系统I处经过开盖再传递到刀片装盒系统II 处，在刀片装盒系统II处将刀片装入盒中再传递到刀盒关盖系统III处，在刀盒关盖系统III处将刀盒的盖关上。

如图2所示，刀盒开盖系统I包括开盖推盒装置I-01、斜面装置I-02、刀盒料仓I-03、刀盒输入传送装置I-04，开盖推盒装置I-01与刀盒输入传送装置I-04垂直设置，刀盒料仓I-03竖直安置于刀盒输入传送装置I-04上方；斜面装置I-02安装于刀盒输入传送装置I-04上方，并与开盖推盒装置I-01的端部对齐。刀盒料仓I-03用于盛装刀盒，刀盒从刀盒料仓I-03中落在刀盒输入传送装置I-04上，经刀盒输入传送装置I-04运送到开盖推盒装置I-01与斜面装置I-02处，在此处实现刀盒的开盖动作。再由开盖推盒装置I-01中的装置将开盖的刀盒推入刀片装盒系统II。

如图3和图4所示，开盖推盒装置I-01包括支架、推入气缸I-0105、开盖气缸I-0106，推入气缸I-0105、开盖气缸I-0106相互平行且固定于支架上方，推入气缸I-0105连接第一T型推杆 I-0109，开盖气缸I-0106的端部安装真空吸盘组件。支架由若干方管固定形成矩形框架结构，进一步的，第一方管I-0101、第二方管I-0118与第三方管I-0119两两焊接，组成开盖推盒装置I-01的支架，最后再与托板I-0102焊接到一起，起到对其上安装部件的支承作用。第一方管I-0101、第三方管I-0119相互垂直且位于同一平面，第二方管I-0118垂直于第一方管I-0101、第三方管I-0119 所在平面。在支架中使用六根第二方管I-0118起到增强支架整体的结构稳定性和避免支架中部受载变形的作用。托板I-0102上开有螺纹孔，推入气缸I-0105末端(远离活塞杆的一端)与气缸后脚架 I-0104通过第一螺钉I-0107和第一弹簧垫圈I-0108连接，推入气缸I-0105的前端通过气缸前脚架 I-0116分别通过第一螺钉I-0107和第一弹簧垫圈I-0108连接，气缸后脚架I-0104与气缸前脚架 I-0116再通过第一螺钉I-0107与第一弹簧垫圈I-0108连接到托板I-0102上。如图5和图6所示，气缸前脚架I-0116开设有气缸前脚架下孔I-011601、气缸前脚架侧孔I-011602，气缸后脚架I-0104 开设有气缸后脚架下孔I-010401、气缸后脚架侧孔I-010402，气缸前脚架侧孔I-011602与气缸后脚架侧孔I-010402分别与缸体的头部和尾部相连接，气缸前脚架下孔I-011601和气缸后脚架下孔 I-010401与安装气缸的底板相连接。

开盖气缸I-0106与推入气缸I-0105的连接方式类似，但由于两者的作用高度不同，在开盖气缸I-0106的下方需再增加一个垫块I-0103，因此气缸后脚架I-0104和气缸前脚架I-0116通过第一螺钉I-0107与第一弹簧垫圈I-0108与垫块I-0103、托板I-0102连接起来，将开盖气缸I-0106固定。开盖气缸I-0106的活塞杆前端带有螺纹，连接杆I-0115两头都带有螺纹，开盖气缸I-0106与连接杆I-0115和真空吸盘连接件I-0113通过螺纹连接。其中气管接头I-0110、真空压力传感器 I-0111、滚轮I-0112、真空吸盘连接件I-0113、真空吸盘I-0114构成真空吸盘组件。

如图7和图8所示，气管接头I-0110与真空压力传感器I-0111通过螺纹连接，真空吸盘I-0114 与真空吸盘连接件I-0113通过螺纹连接。工作时真空设备抽气，真空吸盘I-0114内形成负压，可以将刀盒盖吸住。当开盖气缸I-0106中的活塞杆运动时便可通过连接杆I-0115带动真空吸盘组件运动。为了减小开盖气缸I-0106承受的径向载荷，连接杆I-0115使用具有一定柔性的材料。推入气缸 I-0105活塞杆的前端有螺纹，与第一T型推杆I-0109通过螺纹连接。托板I-0102上方安装有接近开关I-0117，用于检测刀盒盖的位置。推入气缸I-0105的活塞杆在运动时可以带动第一T型推杆 I-0109运动，将刀盒推至刀片装盒系统II，第一T型推杆I-0109运动时与刀盒接触，不会对刀盒盖产生作用力。

如图9所示，斜面装置I-02包括脚座I-0201、第一角钢I-0202、第二角钢I-0203、第三角钢 I-0204、斜块I-0205，脚座I-0201、第一角钢I-0202、第二角钢I-0203、第三角钢I-0204两两焊接为一个支架整体。进一步的，第三角钢I-0204两端分别与一个第一角钢I-0202垂直固定，第一角钢I-0202远离第三角钢I-0204一端安装脚座I-0201，斜块I-0205安装于两个第三角钢I-0204之间。脚座I-0201固连在刀盒输入传送装置I-04上。刀盒在到达斜面装置I-02之前为初始状态，刀盒盖为关闭状态，刀盒在经过此处的动作后变为开盖状态。为避免斜面装置I-02阻挡开盖后的刀盒在刀盒输入传送装置I-04上运动，第一角钢I-0202只保留三根。

刀盒料仓I-03为可调节装置，由互相垂直安置的两个滚珠丝杆调节，以适应不同规格的刀盒，由伺服电机作为滚珠丝杆装置的动力源。如图10和图11所示，刀盒输入传送装置I-04包括支撑架和安装于支撑架上方的同步带机构。支撑架由若干方管连接形成矩形框架结构。进一步的，第四方管 I-0401与第五方管I-0419、第六方管I-0420两两焊接构成支撑架。支撑架顶部安装同步带托板 I-0418，同步带托板I-0418对安装在上方的同步带机构起到支承作用。由于第四方管I-0401较长，为避免第四方管I-0401受载产生变形，在第四方管I-0401中间增加两条第五方管I-0419。同步带机构包括挡板同步带I-0416(安装有挡板的同步带)、电机I-0404、同步带左安装板I-0407、同步带右安装板I-0412、同步带连接板I-0410，电机I-0404通过第二螺钉I-0402与第二弹簧垫圈I-0403 固连在同步带左安装板I-0407上，电机I-0404与同步带轮轴I-0417可通过联轴器连接。

同步带左安装板I-0407、同步带右安装板I-0412侧面间隔设置有多个杆夹I-0405，杆夹I-0405 靠近挡板同步带I-0416一侧连接挡条杆I-0413，多个挡条杆I-0413与挡条I-0411相连；挡条I-0411 沿挡板同步带I-0416长度方向设置，挡条杆I-0413与挡条I-0411垂直；挡条杆I-0413、挡条I-0411 和杆夹I-0405组成档杆机构。进一步的，杆夹I-0405通过第二螺钉I-0402与第二弹簧垫圈I-0403 连接到同步带左安装板I-0407、同步带右安装板I-0412上。杆夹I-0405上侧面开有光孔，上面有螺纹孔，光孔与螺纹孔相通，挡条杆I-0413可穿入光孔中。夹紧旋钮I-0406下端有螺纹，与杆夹 I-0405上表面的螺纹孔配合，形成一个简易的夹具夹紧挡条杆I-0413，同时此夹具带有自锁功能。挡条I-0411与第三弹簧垫圈I-0414固连，对挡条I-0411起支承作用。

轴承座I-0408通过第三螺钉I-0415与第三弹簧垫圈I-0414连接于同步带左安装板I-0407与同步带右安装板I-0412之间；同步带轮轴I-0417与同步带轮I-0409可通过平键或花键连接。同步带连接板I-0410通过第二螺钉I-0402与第二弹簧垫圈I-0403连接到同步带右安装板I-0412上。在同步带左安装板I-0407与同步带右安装板I-0412的侧面相应位置均有螺纹孔，以上所有连接到二者的部件均可对应连接。电机I-0404转动带动同步带轮轴I-0417转动，同步带轮轴I-0417可通过键带动同步带轮I-0409转动，同步带轮I-0409与挡板同步带I-0416的带齿配合，因此同步带轮I-0409 可以带动挡板同步带I-0416运动；在运动过程中挡板同步带I-0416上的挡块可以对刀片盒产生一个推力，带动刀片盒运动。

如图12所示，刀片装盒系统II包括震动上料装置II-01、刀盒传送装置II-02、刀片入盒装置 II-03、刀盒推动装置II-04，刀片入盒装置II-03通过螺钉安装在刀盒传送装置II-02上方，刀片入盒装置II-03与刀盒推动装置II-04并行安置；震动上料装置II-01将刀片按一定姿态有序的排列输送到刀片入盒装置II-03处。如图13至图20所示，刀片入盒装置II-03包括装刀片槽II-0302、直线模组支架II-0308、直线模组II-0310、刀片检测传感器II-0311、刀片槽连接板II-0313、双轴气缸II-0314、连接板II-0317、刀片推杆II-0318、刀片推块II-0319；刀片槽II-0302上的装刀片槽连接孔II-030202与刀片槽连接板II-0313上的刀片槽连接板侧孔II-031301对齐，刀片槽II-0302 和刀片槽连接板II-0313通过螺栓1II-0303、螺母1II-0304和第一垫片II-0305连接，刀片槽连接板II-0313通过刀片槽连接板上孔II-031302与螺母座II-031002固连。双轴气缸II-0314通过第六弹簧垫圈II-0315与第六螺钉II-0316安装到刀片槽连接板II-0313上的刀片槽连接板下孔 II-031303上，刀片槽连接板II-0313通过螺钉安装到直线模组II-0310的螺母座II-031002上。

直线模组支架II-0308通过直线模组支架安装孔II-030802由第四螺钉II-0307与第四弹簧垫圈II-0306安装到刀盒传送装置II-02上方；直线模组II-0310通过第五螺钉II-0309与第五弹簧垫圈II-0312安装到直线模组支架II-0308上的直线模组支架连接孔II-030801上。刀片检测传感器 II-0311通过螺钉安装到直线模组II-0310上，可以检测到装刀片槽II-0302中每个槽内有无刀片，进而判断下一步的动作。刀片推杆II-0318穿过装刀片槽推杆孔II-030201，通过第四螺钉II-0301 和第四弹簧垫圈II-0320与刀片推块II-0319连接；连接板II-0317与双轴气缸II-0314固连；连接板II-0317与刀片推杆II-0318通过螺钉连接；连接板II-0317与双轴气缸II-0314活塞杆的前端固连。双轴气缸II-0314的活塞杆运动可以带动连接板II-0317和刀片推杆II-0318运动，进而带动刀片推块II-0319运动；直线模组II-0310上的螺母座II-031002运动可以带动刀片槽连接板II-0313 运动，安装在刀片槽连接板II-0313上的部件也一起运动。

如图21所示，视觉检测装置位于刀盒输入传送装置I-04一侧，包括CCD相机II-0321和CCD 相机架II-0322，CCD相机II-0321安装在CCD相机架II-0322下方。CCD相机II-0321的高度确保可以检测到刀盒以及装刀片槽的位置。如图22至图24所示，刀盒推动装置II-04包括支架、安装于支架上方的前推气缸II-0406、推出气缸II-0408、双臂直线模组II-0409，第七方管II-0401、第八方管II-0402与第九方管II-0412两两焊接为一个支架。底板II-0410焊接在支架上方，用于承载前推气缸II-0406、推出气缸II-0408、双臂直线模组II-0409等。第一气缸安装座II-0404通过第七螺钉II-0403与第七弹簧垫圈II-0411安装在底板II-0410上。第二T型推杆II-0405尾部开有螺纹孔，前推气缸II-0406活塞杆头部带有螺纹，二者通过螺纹连接。S型推杆II-0407同样通过螺纹与推出气缸II-0408固连；前推气缸II-0406与推出气缸II-0408均通过气缸前脚架I-0116与气缸后脚架I-0104安装于其他部件上。前推气缸II-0406安装在第一气缸安装座II-0404上，推出气缸 II-0408安装在双臂直线模组II-0409上；双臂直线模组II-0409与底板II-0410通过螺钉固连；双臂直线模组II-0409的两个直线运动机构通过联轴器连接。双臂直线模组电机II-040901转动可带动双臂直线模组滑块II-040902同步滑动，推出气缸II-0408安装在双臂直线模组滑块II-040902上，可随双臂直线模组滑块II-040902一起运动。

如图25至图27所示，刀盒关盖系统III包括刀盒关盖装置III-01、刀盒输出传送装置III-04，刀盒关盖装置III-01与刀盒输出传送装置III-04垂直安置。刀盒输出传送装置III-04上设置若干关盖刀盒III-03和开盖刀盒III-02。刀盒关盖装置III-01包括第二气缸安装座III-0101、关盖气缸III-0103、第三T型推杆III-0104，第二气缸安装座III-0101通过第八螺钉III-0102与第八弹簧垫圈III-0105安装在底板II-0410上；关盖气缸III-0103通过气缸前脚架I-0116与气缸后脚架 I-0104安装到第二气缸安装座III-0101上。

震动上料装置II-01的工作原理为在电磁振动器作用下，料斗作扭转式上下振动，使工件沿着螺旋轨道由低到高移动，并自动排列定向，直至上部出料口而进入输料槽，然后由送料机构送至相应工位。电磁振动上供料器的工作过程，是由于电磁铁的吸引和支承弹簧的反向复位作用，使料槽产生高速、高频、微幅振动，使工件逐步向高处移动。电磁铁断电时，料槽在支承弹簧作用下向右上方复位，工件依靠它与轨道的摩擦而随轨道向右上方运动，并逐渐被加速。电磁铁通电时，料槽在电磁铁的吸引下向左下方运动，工件由于受惯性作用而脱离轨道，继续向右上方运动(滑移或跳跃)。周而复始实现工件在轨道上作由低到高的运动。

如图28所示，工件在轨道上的受力：自重力、轨道反力、摩擦力、惯性力；摩擦力、惯性力与电磁铁的电流有关。电磁铁断电时，支承弹簧复位，轨道以加速度a₁向右上方运动，工件力平衡：

ma₁cosβ+mgsinα＝F＝μN；

ma₁sinβ+mgcosα＝N；

如图29所示，电磁铁通电时，电磁铁吸引，轨道以加速度a₂向左下方运动，工件受力平衡：

ma₂cosβ-mgsinα＝F＝μN；

ma₂cosβ-mgsinα＝F＝μN；

根据受力分析，工件在轨道上的运动有两种可能性：

因惯性沿轨道下滑，此时电磁铁断电，且有

ma₁cosβ+mgsinα＞μN；

a₁＞g(sinα-μcosα)/(μsinβ-cosβ)；

当轨道向右上方运动的加速度a1满足上式时，工件便会沿轨道下滑。沿轨道上行，此时根据电磁铁吸合与否可得：

电磁铁断电时

a₁≤g(sinα-μcosα)/(μsinβ-cosβ)；

电磁铁通电时

a₂≥g(sinα+μcosα)/(μsinβ+cosβ)；

电磁振动供料器要实现预定的上供料，轨道向右上方运动的加速度a₁和向左下方运动的加速度 a₂必须满足上述工件沿轨道上行时的条件式。

本实施例的工作过程为：

刀盒以初始状态即未开盖状态储存在刀盒料仓I-03中，刀盒料仓I-03为可调节装置以适应不同尺寸规格的刀盒，调节装置为垂直放置的两个滚珠丝杆装置，通过滚珠丝杆装置中配套螺母的移动来控制刀盒料仓I-03的大小。刀盒料仓I-03竖直安置，刀盒堆叠放置在刀盒料仓I-03中。刀盒输入传送装置I-04由电机I-0404带动挡板同步带I-0416工作，挡板同步带I-0416上每隔一定间隔有一个挡块，挡块之间的间隔大于刀盒的宽度。刀盒在重力的作用下会下落，第一个刀盒的下表面与挡板同步带I-0416接触，刀盒输入传送装置I-04的电机I-0404根据输入的脉冲信号转动固定的角度，挡板同步带I-0416在电机的带I-0404动下同样转动一定距离，挡板同步带I-0416上的挡块会对刀盒产生横向推力，在推力的作用下刀盒随挡板同步带I-0416一起运动，同时第二个刀盒下落。刀盒被刀盒输入传送装置I-04输送到斜面装置I-02与开盖推盒装置I-01的位置，经二者的作用完成开盖动作，完成开盖动作后被推至刀片装盒系统II。

具体工作过程为，刀盒被输送到斜面装置I-02下方，开盖气缸I-0106活塞杆伸出带动真空吸盘组件的滚轮I-0112与斜面装置I-02接触，真空吸盘I-0114在未伸出状态高度略高于刀盒盖，在斜面装置I-02的作用下给真空吸盘组件一个向下的力，使真空吸盘组件向下产生一段微小位移，正好与刀盒盖接触。真空吸盘I-0114与刀盒盖接触后真空设备吸气，使真空吸盘I-0114内产生负压，真空压力传感器I-0111用于检测真空吸盘I-0114是否将刀盒盖吸牢。当真空吸盘I-0114吸牢刀盒盖后，开盖气缸I-0106动作，气缸活塞杆带动真空吸盘I-0114及刀片盒后退，在没有其他作用力的作用下，刀盒会随着刀盒盖一起运动，当运动到挡条I-0114处时，挡条I-0114高度低于刀盒的高度，挡条I-0114对刀盒产生作用力阻碍刀盒运动，此时刀盒盖在真空吸盘I-0114的作用下继续随气缸活塞杆运动。当刀盒盖运动到最大位置时，刀盒盖与刀盒推拉槽部分接触，可以保证刀盒盖不会掉落。安装在托板I-0102上的接近开关I-0117会感应到刀盒盖已经到达相应位置，发出指令信号，开盖气缸I-0106采用双作用气缸换向回路，活塞杆可以停在当前位置，同时真空设备平稳的充气到真空吸盘I-0114内，使真空吸盘I-0114由负压变为零气压，真空吸盘I-0114与刀盒盖分开，完成开盒动作。挡条同步带I-0416继续有电机I-0104带动转动一定距离，将开盖后的刀盒输送至推入气缸 I-0105处。刀盒到达指定位置后由PLC输出信号控制推入气缸I-0105动作，与推入气缸I-0105连接的第一T型推杆I-0109高度低于刀盒盖，第一T型推杆I-0109推动刀盒经同步带连接块I-0410 至刀片装盒系统II。

在刀片装盒系统II中，震动上料装置II-01料斗下面有个脉冲电磁铁，可以使料斗作垂直方向振动，由倾斜的弹簧片带动料斗绕其垂直轴做扭摆振动。料斗内刀片，由于受到这种振动而沿螺旋轨道上升。在上升的过程中经过一系列轨道的筛选或者姿态变化，刀片能够按照要求呈统一状态自动进入既定位置。直线模组电机II-031003带动丝杠II-031001旋转，螺母座II-031002带动刀片装盒组件自右向左运动。当装刀片槽II-0302第一个槽口位置与震动上料装置II-01的出料口对齐时，直线模组电机II-031003停转，震动上料装置II-01会将刀片输送到第一个槽中。由于槽的大小只能盛放一粒刀片，当槽中一粒刀片时后续刀片就不能传入。当刀片检测传感器检测II-0311到刀片已经被输送到槽中时，发出信号传递给直线模组电机II-031003，电机继续转动一定角度，使第二个槽与震动上料装置II-01的出料口对齐。

重复上述动作，直至五个槽口都装有刀片。视觉检测装置将刀盒和装刀片槽II-0302位置信息转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取特征，进而根据判别的结果来控制直线模组电机 II-031003转动角度，将装刀片槽II-0302移动到刀盒的位置。刀盒即为市面常见的双列十粒装的规格，装刀片槽II-0302的五个槽对应刀盒中的一列槽位。此时双轴气缸II-0314动作，带动连接板 II-0317、刀片推杆II-0318、刀片推块II-0319一起运动，将刀片推出装刀片槽II-0302，落入刀盒中。

为确保每粒刀片顺利落入刀盒对应位置，装刀片槽II-0302与刀盒高度差不应过大。刀片落入刀盒中后，双轴气缸II-0314缩回。此时前推气缸II-0406收到信号动作，将刚刚装有五粒刀片的刀盒向前推动半个盒宽的距离，刀盒传送装置II-02的两侧安装有挡条，以保证刀盒的位置。此时刀盒传送装置II-02的电机转动一定角度，将刀盒运送到下一个位置。直线模组II-0310带动装刀片槽 II-0302自左向右运动，重复上述动作过程至另五粒刀片装入刀盒。至此一个刀盒的装刀片工作完成。

装刀片槽II-0302再重复自右向左，自左向右的动作，配合其他装置完成下一个刀盒的装刀片工作。当一个刀盒的装刀片工作完成后，双臂直线模组电机II-040901转动由双臂直线模组II-0409 带动的推出气缸II-0408向前运动到指定位置，此时与推出气缸II-0408连接的S型推杆II-0407 位于刀盒左边，S型推杆II-0407的高度同样略低于刀盒高度，推出气缸II-0408启动S型推杆II-0407 直接作用于刀盒，将刀盒推入刀盒输出传送装置III-03。刀盒输出传送装置III-03电机转动，刀盒经其挡板同步带输送到刀盒关盖装置III-01处。关盖气缸III-0103带动T型推杆III-0104动作，推动刀盒盖带动刀盒运动。刀盒输出传送带上同样安装有挡条，刀盒运动到挡条处，挡条对刀盒产生推力阻止刀盒继续运动，刀盒盖与刀盒发生相对运动，完成关盖动作，关盖气缸III-0103收回。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种视觉系统控制下的硬质合金刀片装盒系统，其特征在于，包括刀盒开盖系统、刀片装盒系统、刀盒关盖系统，刀盒开盖系统设置于刀片装盒系统一端，刀盒关盖系统设置于刀片装盒系统另一端；

刀盒开盖系统包括刀盒输入传送装置，刀盒输入传送装置一端安装斜面装置，另一端上方设置刀盒料仓，斜面装置一侧设置开盖推盒装置；

刀片装盒系统包括刀盒传送装置，刀盒传送装置一侧设置震动上料装置，另一侧设置刀盒推动装置；且刀盒传送装置侧面设置视觉检测装置，刀盒推动装置上方安装刀片入盒装置。

2.根据权利要求1所述的一种视觉系统控制下的硬质合金刀片装盒系统，其特征在于，所述开盖推盒装置包括相互平行且安装高度不同的推入气缸、开盖气缸，所述开盖气缸连接真空吸盘组件，开盖气缸一侧设置接近开关；所述推入气缸连接第一T型推杆。

3.根据权利要求2所述的一种视觉系统控制下的硬质合金刀片装盒系统，其特征在于，所述真空吸盘组件包括真空吸盘，真空吸盘通过真空吸盘连接件连接真空压力传感器，所述真空压力传感器安装气管接头；真空吸盘上方安装滚轮。

4.根据权利要求1所述的一种视觉系统控制下的硬质合金刀片装盒系统，其特征在于，所述斜面装置包括斜块，斜块通过支架与刀盒输入传送装置固定。

5.根据权利要求1所述的一种视觉系统控制下的硬质合金刀片装盒系统，其特征在于，所述刀盒输入传送装置包括同步带机构，同步带机构两侧对称安装有档杆机构。

6.根据权利要求5所述的一种视觉系统控制下的硬质合金刀片装盒系统，其特征在于，所述同步带机构包括电机驱动的挡板同步带，所述档杆机构包括多个杆夹，每个杆夹连接一个挡条杆；位于同一侧的挡条杆端部连接同一个挡条。

7.根据权利要求1所述的一种视觉系统控制下的硬质合金刀片装盒系统，其特征在于，所述刀片入盒装置包括直线模组、刀片槽，刀片槽通过刀片槽连接板与直线模组连接；刀片槽一侧设置刀片推杆，所述刀片推杆与双轴气缸相连；所述直线模组侧面固定刀片检测传感器。

8.根据权利要求1所述的一种视觉系统控制下的硬质合金刀片装盒系统，其特征在于，所视觉检测装置包括CCD相机架和安装在CCD相机架下方的CCD相机。

9.根据权利要求1所述的一种视觉系统控制下的硬质合金刀片装盒系统，其特征在于，所述刀盒推动装置包括双臂直线模组、前推气缸、推出气缸，前推气缸固定于双臂直线模组一侧，推出气缸安装于双臂直线模组上方且在双臂直线模组作用下能够移动。

10.根据权利要求9所述的一种视觉系统控制下的硬质合金刀片装盒系统，其特征在于，所述前推气缸连接第二T型推杆，推出气缸连接第三T型推杆，且第二T型推杆、第三T型推杆的运动方向相互垂直。

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