CN213226094U - 一种自动夹紧旋转台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动夹紧旋转台，包括旋转台及内撑式的气动夹爪，气动夹爪包括至少两个由气缸驱动的爪体，爪体用于撑紧工件的内孔壁或释放工件；旋转台包括上侧台板，上侧台板供所述工件放置，旋转台为可旋转式，旋转台由驱动机构驱动。自动夹紧旋转台设有内撑式的气动夹爪，当有工件被其他机构转移至旋转台的上侧台板，气动夹爪动作，气动夹爪的爪体向外伸以撑紧工件内孔壁，固定工件。供其他检测装置，如外壁取像单元对工件外壁面拍照取像，旋转台还可以旋转，以可以将工件的整个外周壁面进行取像。

Description

一种自动夹紧旋转台

技术领域

本实用新型涉及工件检测自动化设备技术领域，具体涉及一种自动夹紧旋转台。

背景技术

零件加工成型后，可能存在一定的内壁缺陷(如：划伤，沙眼，裂纹等诸多缺陷)，这类产品也即不合格品，若后续安装在设备中存在安全隐患。如常见的电机定子，属于核心零部件，其内外侧壁及两个端面都需要检测，还主要依靠人工进行检测，工作量大，易产生视觉疲劳，从而导致检测效率及检测质量降低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种自动夹紧旋转台，以能够应用在自动化检测设备上，用于对处于检测工位的工件进行夹持定位。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

自动夹紧旋转台，包括旋转台及内撑式的气动夹爪，气动夹爪包括至少两个由气缸驱动的爪体，爪体用于撑紧工件的内孔壁或释放工件；旋转台包括上侧台板，上侧台板供所述工件放置，旋转台为可旋转式，旋转台由驱动机构驱动。

进一步地，所述旋转台还包括下侧台板，与上侧台板上下间隔设置，上侧台板与下侧台板之间通过竖向的支撑杆连接，所述爪体从上侧台板伸出，且上侧台板设有对爪体的径向伸缩进行让位的长孔。

进一步地，所述旋转台的位于下侧台板下侧的部分形成旋转部，旋转部同轴装配有从动轮，从动轮属于所述驱动机构的一部分，驱动机构还包括主动轮、同步带，同步带与主动轮、从动轮传动，主动轮由伺服电机或马达驱动。

进一步地，所述爪体有三个，沿旋转台的旋转方向上均匀分布。

进一步地，所述伺服电机或马达设置在安装架体上，所述旋转部通过轴承转动装配在安装架体上，安装架体上设有螺栓孔，通过螺栓将安装架体固定在工作台内，旋转台的上部由工作台伸出。

本实用新型的有益效果：

自动夹紧旋转台作为工件表面缺陷检测设备一部分，解决某一检测环节的工件固定、旋转的问题。自动夹紧旋转台设有内撑式的气动夹爪，当有工件被其他机构转移至旋转台的上侧台板，气动夹爪动作，气动夹爪的爪体向外伸以撑紧工件内孔壁，固定工件。供其他检测装置，如外壁取像单元对工件外壁面拍照取像，旋转台还可以旋转，以可以将工件的整个外周壁面进行取像。配合其他检测装置，实现工件表面质量的自动化检测。

附图说明

图1是工件表面缺陷检测设备的立体结构示意图；

图2是工件表面缺陷检测设备的俯视图；

图3是工件表面缺陷检测设备的上端面检测工位处的示意图；

图4是工件表面缺陷检测设备的侧推上料机构的结构示意图；

图5是工件表面缺陷检测设备的移栽机构的结构示意图；

图6是图5中的第一移栽单元的结构示意图；

图7是自动夹紧旋转台的结构示意图；

图8是外壁取像单元的结构示意图；

图9是外壁取像单元的另一角度的结构示意图；

图10是下端面检测与内壁检测工位处的示意图；

图11是内壁检测装置与工件转移机构配合的结构示意图。

图中各标记对应的名称：

11、上料输送带，12、下料输送带，13、剔除输送带；

2、工件；

3、侧推上料机构，31、工件支撑板，32、工件推板，33、第二气缸，34、第一气缸，35、驱动块，36、挡板，

4、缓冲工位，41、工件定位板，

5、内壁检测装置，51、第四相机，52、第五相机，53、第四相机支架，

50、工件转移机构，501、机械抓手，502、第六气缸，

61、外壁取像装置，60、外壁取像单元，63、条形光源，631、条形壳体，64、面光源，641、面板，642、取像孔，65、第二相机，66、角板，661、弧形连接孔；651、第二相机支架；

62、自动夹紧旋转台，620、旋转台，621、支撑台板，6211、夹爪活动孔，623、气动夹爪，624、第五气缸，625、同步带，626、减速马达，627、安装架体，6271、螺栓孔；

7、上端面检测装置，71、第一相机，

8、下端面检测装置，81、第三相机，82、第三取像孔，83、第三相机支架，

9、移栽机构，90、水平轨道，94、鱼眼螺杆，95、调节螺母，96、马达，

91、第一移栽单元，911、内撑夹爪，912、滑动底板，913、第三气缸，914、第四气缸，915、滑动轴承，916、导向杆，917、传动板，

10、工件剔除机构，101、第七气缸，102、踢料板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的实施例：

为便于理解本实用新型的自动夹紧旋转台，以其应用的工件表面缺陷检测设备为例进行介绍。本实施例中，以电机的定子作为被检测工件。

如图1-图11所示，一种工件表面缺陷检测设备，包括侧推上料机构3、移栽机构9、上端面检测装置7、外壁检测装置6、下端面检测装置8、内壁检测装置5、工件转移机构50及工件剔除机构10。

图3和4所示，侧推上料机构包括工件支撑板31、第一气缸34、工件推板32、第二气缸33、工件识别传感器、工件挡板36，工件支撑板位于工厂内的上料输送带11的上侧，上料输送带11为用于输送加工后的工件的输送带，在上料输送带的输送作用下，移动到工件支撑板31位置时，工件能够转移至支撑板上，被安装在输送方向上的所述工件识别传感器感应到；在挡板的挡止下，工件会暂时停留在工件支撑板上。定义工件的输送过来的方向为由前至后。工件推板由第一气缸34驱动，可沿左右方向运动，工件推板32的右端设有V形槽口，用于卡工件2的外周。当工件识别传感器感应到有工件输送过来时，工件推板在第一气缸的驱动下，向右推动工件至上端面检测工位。在工件推板及挡板的配合下，工件能够被推送至该设定的上端面检测位置。工件识别传感器感，类似接近开关。

上端面检测装置7位于上端面检测工位的正上方，并固定在工作台上侧的支架上。上端面检测装置包括第一相机71，第一相机71的镜头朝下，用于对工件的上端面，也即上部，进行拍照取像。

侧推上料机构还包括第二气缸33，第二气缸33的行程大于第一气缸34。第二气缸33的缸杆端部设有驱动块35，驱动块35与第一气缸34的缸体连接，用于驱动第一气缸34沿左右方向移动。第二气缸33动作时，可以将上端面取像后的工件继续推送至缓冲工位4。

缓冲工位设有工件定位板41，工件定位板41具有开口与工件推板的V形槽口相对的V形槽口，工件被推送至该处，被定位，等待下一工序的操作。

图5和6所示，移栽机构9，包括三个移栽单元，从前至后，分别记为第一移栽单元91、第二移栽单元92、第三移栽单元93。各移栽单元的结构相同，均包括有滑动底板912，滑动底板912滑动装配在位于支架上的水平轨道90上，滑动底板并由丝杠机构驱动，以在前后方向进行直线移动。丝杠机构中的丝杠由马达96驱动旋转，马达位于支架的一端外侧。

相邻移栽单元，通过可调节连杆连接，可调节连杆包括两个旋向相反的鱼眼螺杆94，两鱼眼螺杆的螺杆端相对，并通过调节螺母95螺旋连接，鱼眼所在的一端与滑动底板912铰接连接。调节螺母旋转时，两个鱼眼螺杆相对移动或向背移动，从而调节相邻移栽单元之间的距离，本实施例中，三者之间的距离设置成等距的。

图1所示状态下，第一移栽单元刚好对准缓冲工位，第二移栽单元刚好对准外壁检测工位，第三移栽单元刚好对准下端面检测工位。

以第一移栽单元为例，再对其结构说明如下。

图6所示，第一移栽单元91，包括滑动底板912，滑动底板为竖向设置的板，可沿前后方向移动。滑动底板上安装有第三气缸913，第三气缸913的缸体固定在滑动底板，第三缸体的缸杆驱动第四气缸914的缸体，两者通过传动板917连接。第四气缸914的缸体下端设有内撑夹爪911，在第四气缸的动作下，内撑夹爪的三个沿圆周均布的夹块可同时沿径向收缩或伸出。在第三气缸的驱动下，内撑夹爪可向下伸入工件的内孔，然后在第四气缸的动作下，内撑夹爪的夹块向外伸出，从而将工件撑紧。第三气缸913反向动作，将内撑夹爪连同工件提升。该移栽单元在丝杠机构的驱动下，沿水平方向将工件输送至下一工位，也即工件外壁检测工位。

第三气缸、第四气缸及内撑夹爪，形成了工件抓取机构。关于内撑夹爪，不属于创新，可以采用现有技术中的，不再赘述。

进一步，滑动底板上还设有导向结构，导向结构包括滑动轴承915或滑套及与其配合的导向杆916，导向杆916设有平行的两根，分别位于第四汽缸盖的前后两侧，导向杆的下端通过连接板与第四气缸的缸体连接。第四气缸上下移动时，导向杆随之移动，起到导向作用。

外壁检测装置6包括自动夹紧旋转台62及外壁取像装置，在图1所示中，自动夹紧旋转台位于第二移栽单元的内撑夹爪的正下方。相应的移栽单元将缓冲工位的工件，转移至外壁检测工位，装入自动夹紧旋转台。

图7所示，自动夹紧旋转台，包括旋转台620及气动夹爪623，旋转台620由带轮机构驱动以旋转。带轮机构包括从动轮、主动轮及与两者配合的同步带625。旋转台与从动轮同轴装配，主动轮由减速马达626驱动，或者伺服电机驱动。

旋转台的上侧台板，为支撑工件的支撑台板621。气动夹爪623，也是内撑式，三个爪体由第五气缸624驱动。工件落入该支撑台板621上后，第五气缸624动作，气动夹爪向外动作并撑紧工件内孔。气动夹爪的原理属于现有技术。支撑台板上设有对爪体的沿第五气缸的径向伸缩进行让位的长孔，记为夹爪活动孔6211。有三个该长孔，其中相邻两者间隔120度。第五气缸的底部支撑设置在旋转台的下侧台板上，上、下台板通过支撑杆支撑，工件的重力由上侧台板支撑，气动夹爪用于沿径向撑紧工件内孔壁或释放。其他实施例中，爪体也可设置两个，两爪体相对布置。

其他实施例中，旋转台也可由齿轮机构驱动，进行旋转。

所述达设置在安装架体627上，旋转部通过轴承转动装配在安装架体上，安装架体上设有螺栓孔6271，通过螺栓将安装架体固定在工作台内，旋转台的上部由工作台伸出。

外壁取像装置61，包括三个围绕自动夹紧旋转台设置的外壁取像单元60，相邻两者间隔120度。

图8和9所示，外壁取像单元包括光源组件及取像组件，光源组件包括面光源64和位于面光源64两侧的条形光源63。面光源固定在光源支架上，光源支架中部设有相机通孔，供第二相机安装通过。面光源的中部设有取像孔642，供第二相机的镜头通过，也即供第二相机65的镜头露出，以进行对工件取像。

面光源及条形光源均可以采用LED灯珠组成的灯板。两者的区别只是在于整体的形状，条形光源呈条形，比较窄，是对面光源的补充，起到补光的作用。

条形光源的条形壳体631是角度可调的，面光源64的面板641的两侧设有角板66，角板66的一侧与面板固定，另一侧设有弧形连接孔661，供条形壳体安装，条形壳体设有螺钉孔，利用穿入螺钉孔、弧形连接孔的紧固螺钉固定，由于是弧形连接孔，因此条形壳体的角度可调整。本实施例中，条形壳体与面板的夹角呈120度，形成组合光源。

第二相机65设置在第二相机支架651上。

外壁取像装置的三个外壁取像单元，配合上述的旋转台的旋转，可以完成对工件外周面的取像检测。

图10所示，下端面检测装置8位于自动夹紧旋转台的后方，下端面检测装置包括第三相机81、第三相机支架93，工作台上设有第三取像孔82，供第三相机81的镜头向上方取像。第三取像孔的孔中心，在图1所示状态下，与第三移栽单元93的内撑夹爪的轴线是重合的。第三移栽单元的内撑夹爪抓取工件，位于第三相机的正上方，可以完成工件底面的取像检测。当然，在移栽机构工作过程中，特别是工件连续以后，也可以是第二移栽单元的内撑夹爪将工件转移至该下端面检测装置的下端面检测工位处，进行下端面取像检测。

图10和11所示，内壁检测装置5，位于下端面检测装置的左方。内壁检测装置包括上部检测单元、下部检测单元，上部检测单元包括第四相机51、第四相机支架53，下部检测单元包括第五相机52、第五相机支架，第四相机、第五相机分别安装在第四相机支架、第五相机支架上，第四相机与第五相机分别位于被检测工件的上方、下方。第四相机与第五相机都是内壁取像相机，且均是360度取像相机，属于现有技术，第四相机用于对工件内壁的上半部分取像，第五相机用于对工件内壁的下半部分取像。第四相机与第五相机不同于上述的第一至第三相机，第一至第三相机都是平面取像。通过对工件的上下两部分分别取像，可以提高检测效率。

工件转移机构50包括第六气缸502及机械抓手501，第六气缸502采用平移气缸，机械抓手501采用平行气功手指气缸，其原理都属于现有技术。机械抓手安装在第六气缸上，机械抓手可以抓取下端面检测工位的工件，下端面检测完成后，机械抓手将工件抓取，并随着第六气缸的左右移动，将工件送至内壁检测工位，利用内壁检测装置取像。

内壁取像完成后，利用机械抓手501将该检测后的工件反向输送，并利用第三移栽单元的内撑夹爪取走工件。如果检测后的工件符合设定质量要求，则该第三移栽单元继续将工件移动至下料输送带12的上方，向下运动，将工件放置该下料输送带，下料输送带位于工作台的后方，且输送方向由右至左的方向，将合格工件输送走。如果检测后的工件不符合设定要求，则工件剔除机构10将工件剔除出下料输送带，进入到剔除输送带13上，输送至不合格品处。

工件剔除机构10，包括第七气缸101，第七气缸采用平移气缸，平移气缸安装在下料输送带的架体上。该平移气缸上设有踢料板102，踢料板102设有V形槽口，朝向剔除输送带的方向，用于卡持工件外周。该平移气缸动作时，带动踢料板102前后移动，可以将不合格的工件推至剔除输送带13上，本实施例中，剔除输送带13的输送方向垂直于下料输送带12。

以上对工件表面缺陷检测设备的结构及部分工作过程的描述。以下对该检测设备的工作过程，总结如下：

被检测工件在上料输送带的输送下，进入侧推上料机构处，并在工件推板作用下，推向上端面检测工位，此处的感应器感应到工件，上端面检测装置中的第一相机工作进行上端面取像检测；检测完成后，在第二气缸动作下，将工件继续推送至缓冲工位，等待第一移栽单元的抓取。第一移栽单元将工件抓取并送至外壁检测工位，工件装入自动夹紧旋转台，利用外壁取像单元中的第二相机对工件外周面取像检测。抓取第一次工件后的第一移栽单元可以及时复位至缓冲工位处，以抓取下一个工件；外壁检测后的工件，可以由第二移栽单元抓取并转移至下端面检测装置处，利用第三相机完成对工件底面的取像检测。底面取像完成后，工件转移机构中的机械抓手将工件接收并在第六气缸的动作下，将工件送至内壁检测工位，利用第四相机与第五相机对工件的上下两部分分别取像，完成内壁取像检测。检测后，第六气缸反向动作，工件被输送至刚才的接收位，等待相应的移栽单元抓取。如果该经过各工位的检测后，符合设定质量要求，则该移栽单元继续将工件移动至下料输送带的上方，向下运动，将工件放置该下料输送带，下料输送带位于工作台的后方，且输送方向由右至左的方向，将合格工件输送走。如果检测后的工件不符合设定要求，则工件剔除机构将工件剔除出下料输送带，进入到剔除输送带上，输送至不合格品处。

本实施例中，各相机都是在相应工位处的感应传感器检测到有工件放置后，进行自动取像，并将工件图像信息传至控制主机，利用软件自动分析图像，判断是否有缺陷，是否属于合格品，完全实现了自动化检测，大大提高了检测效率及精度。关于图像的自动分析处理，不是本实用新型的重点，图像识别分析技术也算成熟技术。

本实施例中的，各夹爪或机械抓手的与工件表面接触的部分，设置软质层，如橡胶层等，避免划伤工件。

其他实施例中，内壁检测装置，也可采用单相机取像方式，例如申请公布号CN111025619A的发明专利公开的一种检测柱体内壁缺陷的装置。

上述的工件表面缺陷检测设备，不仅可以在线自动检测电机定子的表面是否存在缺陷，也可用于检测类似定子结构的零件，如管状的。

Claims (5)

1.自动夹紧旋转台，其特征在于：包括旋转台及内撑式的气动夹爪，气动夹爪包括至少两个由气缸驱动的爪体，爪体用于撑紧工件的内孔壁或释放工件；旋转台包括上侧台板，上侧台板供所述工件放置，旋转台为可旋转式，旋转台由驱动机构驱动。

2.根据权利要求1所述的自动夹紧旋转台，其特征在于：所述旋转台还包括下侧台板，与上侧台板上下间隔设置，上侧台板与下侧台板之间通过竖向的支撑杆连接，所述爪体从上侧台板伸出，且上侧台板设有对爪体的径向伸缩进行让位的长孔。

3.根据权利要求2所述的自动夹紧旋转台，其特征在于：所述旋转台的位于下侧台板下侧的部分形成旋转部，旋转部同轴装配有从动轮，从动轮属于所述驱动机构的一部分，驱动机构还包括主动轮、同步带，同步带与主动轮、从动轮传动，主动轮由伺服电机或马达驱动。

4.根据权利要求1所述的自动夹紧旋转台，其特征在于：所述爪体有三个，沿旋转台的旋转方向上均匀分布。

5.根据权利要求3所述的自动夹紧旋转台，其特征在于：所述伺服电机或马达设置在安装架体上，所述旋转部通过轴承转动装配在安装架体上，安装架体上设有螺栓孔，通过螺栓将安装架体固定在工作台内，旋转台的上部由工作台伸出。

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