CN213415474U - 一种同步移载机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种同步移载机构，包括至少两个移载单元，移载单元包括气缸一、气缸二、滑动底板、水平轨道，滑动底板滑动装配在水平轨道上，滑动底板由直线驱动机构驱动；气缸一的缸体固定在滑动底板上，气缸一的缸杆驱动气缸二的缸体，以带动气缸二进行升降运动；气缸二驱动连接有内撑夹爪，内撑夹爪在气缸二的驱动下可撑紧工件内孔或缩回，以取、放所述工件；相邻两个移载单元之间通过可调节连杆进行连接。该移载机构从而可以实现工件的在不同工位之间的转移，满足自动化检测设备中的对工件不同部分检测的各检测工位之间的位置自动切换，以进一步实现自动化检测。

Description

一种同步移载机构

技术领域

本实用新型涉及工件检测技术领域，具体涉及一种同步移载机构。

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同步移载机构，以能够应用在自动化检测设备上，实现工件在不同工位之间的转移。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

同步移载机构，包括至少两个移载单元，移载单元包括气缸一、气缸二、滑动底板、水平轨道，滑动底板滑动装配在水平轨道上，滑动底板由直线驱动机构驱动；

气缸一的缸体固定在滑动底板上，气缸一的缸杆驱动气缸二的缸体，以带动气缸二进行升降运动；

气缸二驱动连接有内撑夹爪，内撑夹爪在气缸二的驱动下可撑紧工件内孔或缩回，以取、放所述工件；

相邻两个移载单元之间通过可调节连杆进行连接。

进一步地，所述可调节连杆包括两个旋向相反的螺杆，两螺杆的轴向均是沿水平轨道的长度方向，两螺杆的螺纹段相对设置并通过调节螺母连接在一起，两螺杆的非螺纹段分别连接在两个移载单元的滑动底板上。

进一步地，所述螺杆采用鱼眼螺杆。

进一步地，所述滑动底板上还设有导向结构，导向结构包括滑动轴承或滑套及与其配合的导向杆，导向杆设有平行的两根，分别位于气缸二的两侧，导向杆的下端通过连接板与气缸二的缸体连接。

进一步地，所述导向杆与滑动轴承配合，滑动轴承固定在滑动底板上。

进一步地，滑动底板上设有缓冲器安装板，缓冲器安装板下侧设有缓冲器，对气缸二的向上运动缓冲限位。

进一步地，所述直线驱动机构采用丝杠螺母机构。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的同步移载机构，气缸二在气缸一的驱动下，可以进行升降运动，并带动内撑夹爪伸入工件内孔中，内撑夹爪在气缸二的驱动下，可以伸开以撑紧工件内孔壁，进而可以实现工件的抓取；气缸一方向动作，将工件上提。当需要对工件转移工位时，直线驱动机构带动滑动底板沿水平轨道移动至设定位置，气缸一再次向下驱动气缸二，则工件下落至设定工位，内撑夹爪在气缸二的控制下可收缩，以释放工件，内撑夹爪脱离工件后在气缸一的驱动下向上运动，从而可以实现工件的在不同工位之间的转移，满足自动化检测设备中的对工件不同部分检测的各检测工位之间的位置自动切换。

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中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中的侧推上料机构的结构示意图；

图5是本实用新型的同步移载机构的结构示意图；

图6是图5中的第一移载单元的结构示意图；

图7是工件表面缺陷检测设备中的旋转台的结构示意图；

图8是工件表面缺陷检测设备中的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是工件表面缺陷检测设备的下端面检测与内壁检测工位处的示意图；

图11是下端面检测装置的示意图；

图12是内壁检测装置与工件转移机构配合的结构示意图。

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，651、第二相机支撑板， 66、角板，661、弧形连接孔；

67、固定底板，68、立杆，69、第一夹块；

62、自动夹紧旋转台，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，

7、上端面检测装置，71、第一相机，72、第一光圈，

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， 831、固定轴，832、第二夹块，833、水平杆，834、第三夹块，835、竖向杆， 836、第五夹块，837、第四夹块，

9、同步移载机构，90、水平轨道，94、鱼眼螺杆，95、调节螺母，96、马达，

91、第一移载单元，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、缓冲器安装板，918、缓冲器，

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：

为更好地理解本实用新型的同步移载机构的结构及工作原理，以下以其应用的工件表面缺陷检测设备为例进行说明。

如图1-图12所示，一种工件表面缺陷检测设备，包括侧推上料机构3、同步移载机构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。

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、第一光圈72，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。第一光圈为环状，中部为透光孔，满足对工件上部取像的要求，但同时可遮挡其周围部件，达到精准取像目的。同时，进一步地，还可以在第一光圈上设置光源，向下朝工件上端打光，便于取像。

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，同步移载机构9，包括三个移载单元，从前至后，分别记为第一移载单元91、第二移载单元92、第三移载单元93。各移载单元的结构相同，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。

相邻移载单元，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，从而调节相邻移载单元之间的距离，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，第一移载单元刚好对准缓冲工位，第二移载单元刚好对准外壁检测工位，第三移载单元刚好对准下端面检测工位。

以第一移载单元为例，再对其结构说明如下。

图6所示，第一移载单元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。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。该移载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。

滑动底板912上设有缓冲器安装板917，缓冲器安装板917下侧设有缓冲器 918，对第四气缸的向上运动缓冲限位。

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载单元的内撑夹爪的正下方。相应的移载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，包括旋转台及气动夹爪623，旋转台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。工件落入该旋转台上后，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。有三个长孔，其中相邻两者间隔120度。

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。在其他实施例中，根据布置的取像单元情况，也可将旋转台设置成不旋转的，仅是一个支撑台，配合气动夹爪，实现对工件的支撑。

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。

进一步地，可以在所述角板一侧(与面板固定的一侧)设置上下方向的长孔，通过穿过该长孔的螺栓连接固定后，角板的上下高度也可进行调整。

第二相机65设置在第二相机支架上，第二相机支架包括固定底板67、立杆 68及第二相机支撑板651，立杆68垂直设置在固定底板67上，立杆68有间隔设置的两个。第二相机65位于第二相机支撑板651上，第二相机支撑板的两端连接有第一夹块69，第一夹块69具有轴向安装孔及径向开口，径向开口相对较窄，连通轴向安装孔，使得第一夹块于径向开口处具有一定的塑性变形能力。第一夹块的垂直于径向开口的位置，设有螺栓孔，第一夹块69套设在立杆68 上，螺栓穿过该螺栓孔，实现第一夹块与立杆68位置的固定，也便于调整第一夹块69的高度位置，从而调节第二相机支撑板651的高度位置，调节第二相机 65的高度。

固定底板67设有固定孔，固定孔为长孔，通过螺栓将固定底板固定在工作台上。固定孔的长度方向沿对应的第二相机的轴向，通过将固定孔设置成长孔，达到调节第二相机的前后距离的目的，也即实现调焦。

外壁取像装置，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和11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，与第三移载单元93的内撑夹爪的轴线是重合的。第三移载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，在同步移载机构工作过程中，特别是工件连续以后，也可以是第二移载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。

类似于第一相机的设置，第三相机处也设有相应的光圈。

第三相机支架83，位于工作台内，包括固定轴831、竖向杆835、水平杆 833，固定轴831竖向设置，固定轴831的上端与工作台固定，固定轴831的下部设有第二夹块832，水平杆833从第二夹块832中穿过，水平杆833的另一端设有第三夹块834，第三夹块834上安装有所述的竖向杆835。竖向杆835的上端穿设有第四夹块837，下端穿设有第五夹块836。第四夹块837用于支撑与第三相机81配合的光圈。第五夹块836固定有第三相机支撑板，第三相机支撑板用于安装所述第三相机81，使得第三相机的轴线方向沿上下方向，其镜头位于上部。本段中的各夹块与水平杆或竖向杆的装配结构，类似于上述的第一夹块与立杆的安装，可实现第三相机的水平和高度方向的调节，更细节结构不再赘述。

图10和12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。

关于第四相机支架、第五相机支架的结构不再详细描述，类似于上述的相机支架，能够支撑固定相机，并能调整相机的高度、水平位置。

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，并利用第三移载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，则该第三移载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，等待第一移载单元的抓取。第一移载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载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，可以由第二移载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，等待相应的移载单元抓取。如果该经过各工位的检测后，符合设定质量要求，则该移载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，移载中的移载单元，也可设置成一个或两个，也能满足工件在工位之间转移的需要，只不过没有实施例1中的效率高；实施例1中的相邻移载单元，可以同时抓取不同工位上的工件。

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 (7)

1.同步移载机构，其特征在于：包括至少两个移载单元，移载单元包括气缸一、气缸二、滑动底板、水平轨道，滑动底板滑动装配在水平轨道上，滑动底板由直线驱动机构驱动；

气缸一的缸体固定在滑动底板上，气缸一的缸杆驱动气缸二的缸体，以带动气缸二进行升降运动；

气缸二驱动连接有内撑夹爪，内撑夹爪在气缸二的驱动下可撑紧工件内孔或缩回，以取、放所述工件；

相邻两个移载单元之间通过可调节连杆进行连接。

2.根据权利要求1所述的同步移载机构，其特征在于：所述可调节连杆包括两个旋向相反的螺杆，两螺杆的轴向均是沿水平轨道的长度方向，两螺杆的螺纹段相对设置并通过调节螺母连接在一起，两螺杆的非螺纹段分别连接在两个移载单元的滑动底板上。

3.根据权利要求2所述的同步移载机构，其特征在于：所述螺杆采用鱼眼螺杆。

4.根据权利要求1所述的同步移载机构，其特征在于：所述滑动底板上还设有导向结构，导向结构包括滑动轴承或滑套及与其配合的导向杆，导向杆设有平行的两根，分别位于气缸二的两侧，导向杆的下端通过连接板与气缸二的缸体连接。

5.根据权利要求4所述的同步移载机构，其特征在于：所述导向杆与滑动轴承配合，滑动轴承固定在滑动底板上。

6.根据权利要求1至5任一项所述的同步移载机构，其特征在于：滑动底板上设有缓冲器安装板，缓冲器安装板下侧设有缓冲器，对气缸二的向上运动缓冲限位。

7.根据权利要求1至5任一项所述的同步移载机构，其特征在于：所述直线驱动机构采用丝杠螺母机构。

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