CN216645226U - 一种星轮基准面识别与校正装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种星轮基准面识别与校正装置，包括：输送单元，所述输送单元用于输送星轮；检测单元，所述检测单元用于检测星轮；执行单元，所述执行单元用于翻转星轮；控制单元，所述控制单元分别与所述输送单元、所述检测单元和所述执行单元相连，所述控制单元用于控制所述输送单元输送星轮并根据所述检测单元的检测控制所述执行单元翻转星轮。上述星轮基准面识别与校正装置，对外星轮进行自动传送、检测和校正，解决了人工操作的低效高成本问题，适用于工业自动化生产线，自动化提高。

Description

一种星轮基准面识别与校正装置

技术领域

本实用新型涉及自动化装置技术领域，特别涉及一种星轮基准面识别与校正装置。

背景技术

外星轮是汽车转向结构等角速万向节中的关键零部件，用于汽车上任何一对轴线相交且相对位置经常变化的转轴之间的动力传递。

外星轮的加工质量、误差匹配与分组直接影响力矩传输特性和乘坐舒适特性。目前，对VL外星轮基准面识别和正确放置主要是人工操作，这种方法适合抽检，不适合于星轮自动测量流水线。随着智能制造和自动生产线的普及，星轮的自动检测具有重要的现实价值。在自动检测线上，外星轮码放是否正确直接影响后续的自动测量结果，基准面的准确、快速识别是决定外星轮能否实现自动测量和测量速度的关键因素。

因此，如何能够提供一种解决上述技术问题的星轮基准面识别与校正装置是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种星轮基准面识别与校正装置，对外星轮进行自动传送、检测和校正，解决了人工操作的低效高成本问题，适用于工业自动化生产线，自动化提高。

为实现上述目的，本实用新型提供一种星轮基准面识别与校正装置，包括：

输送单元，所述输送单元用于输送星轮；

检测单元，所述检测单元用于检测星轮；

执行单元，所述执行单元用于翻转星轮；

控制单元，所述控制单元分别与所述输送单元、所述检测单元和所述执行单元相连，所述控制单元用于控制所述输送单元输送星轮并根据所述检测单元的检测控制所述执行单元翻转星轮。

优选地，所述输送单元包括设有步进驱动器和滑台的直线模组，所述滑台用于承载并带动星轮，所述步进驱动器连接并驱动所述滑台。

优选地，所述输送单元还包括装设于所述滑台的定制托盘，所述定制托盘用于定位并防止星轮脱落。

优选地，所述检测单元包括机器视觉模块。

优选地，所述机器视觉模块搭载有视觉光源。

优选地，所述检测单元还包括沿所述输送单元的输送路径设置的若干种检测开关。

优选地，所述检测开关包括若干个光电开关，所述光电开关包括用于检测星轮放置于所述输送单元的第一光电开关以及用于检测星轮随所述输送单元输送到所述检测单元的位置的第二光电开关。

优选地，所述检测开关还包括用于在星轮完成翻转和输送后检测所述输送单元的第一磁性开关。

优选地，所述执行单元包括拉升气缸、装设于所述拉升气缸的旋转气缸以及装设于所述旋转气缸的夹具。

优选地，所述控制单元为可编程逻辑控制器。

相对于上述背景技术，本实用新型所提供的星轮基准面识别与校正装置包括输送单元、检测单元、执行单元和控制单元，控制单元分别与输送单元、检测单元和执行单元相连，输送单元用于输送星轮，检测单元用于检测星轮，执行单元用于翻转星轮，控制单元用于控制输送单元输送星轮并根据检测单元的检测控制执行单元翻转星轮。

在该星轮基准面识别与校正装置的工作过程中，控制单元控制输送单元对星轮进行输送，在星轮输送至检测位置时，通过检测单元对当前位置和当前状态的星轮进行检测，控制单元根据检测单元的检测控制执行单元翻转星轮，从而将星轮调整至所需状态，控制单元再控制输送单元对星轮进行输送，完成对外星轮的自动传送、检测和校正，输送单元、检测单元、执行单元和控制单元复位，重复进行下一轮工作。该星轮基准面识别与校正装置，解决了人工操作的低效高成本问题，适用于工业自动化生产线，自动化提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的星轮基准面识别与校正装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的星轮基准面识别与校正装置的关系图；

图3为本实用新型实施例提供的星轮基准面识别与校正装置的流程图；

图4为本实用新型实施例提供的星轮基准面识别与校正装置的接线图。

其中：

10-控制单元、20-执行单元、30-输送单元、40-检测单元；

11-操作屏、12-拉升气缸、13-第二光电开关、14-第一磁性开关、15-步进驱动器、16-第一光电开关、17-滑台、18-星轮、19-机器视觉模块、26-旋转气缸、21-夹具、22-视觉光源、23-载物台、24-支架、 25-定制托盘。

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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图4，其中，图1为本实用新型实施例提供的星轮基准面识别与校正装置的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的星轮基准面识别与校正装置的关系图，图3为本实用新型实施例提供的星轮基准面识别与校正装置的流程图，图4为本实用新型实施例提供的星轮基准面识别与校正装置的接线图。

在第一种具体的实施方式中，本实用新型所提供的星轮基准面识别与校正装置包括输送单元30、检测单元40、执行单元20和控制单元10，控制单元10分别与输送单元30、检测单元40和执行单元20 相连，输送单元30用于输送星轮18，检测单元40用于检测星轮18，执行单元20用于翻转星轮18，控制单元10用于控制输送单元30输送星轮18并根据检测单元40的检测控制执行单元20翻转星轮18。

在本实施例中，外星轮即星轮18放置是否正确是外星轮实现自动检测的关键。基于机器视觉研制外星轮基准面自动识别和校正装置，为星轮关键参数的自动测量提供保证。该装置具有星轮自动传送(输送单元30)、基准面图像自动采集与识别(检测单元40)，自动校正功能(执行单元20)，解决了人工操作的低效高成本问题，适用于工业自动化生产线上。

在该星轮基准面识别与校正装置的工作过程中，控制单元10控制输送单元30对星轮18进行输送，在星轮18输送至检测位置时，通过检测单元40对当前位置和当前状态的星轮18进行检测，控制单元 10根据检测单元40的检测控制执行单元20翻转星轮18，从而将星轮 18调整至所需状态，控制单元10再控制输送单元30对星轮18进行输送，完成对外星轮18的自动传送、检测和校正，输送单元30、检测单元40、执行单元20和控制单元10复位，重复进行下一轮工作。

示例性的，输送单元30采用直线导轨丝杠滑台结构作为直线模组，包括设有步进驱动器15和滑台17，滑台17用于承载并带动星轮18，步进驱动器15连接并驱动滑台17。

在本实施例中，步进驱动器15提供驱动滑台17运动的动力，在滑台17沿轨滑动的带动下，星轮18随滑台17一同沿轨直线运动，可运动至不同的位置，便于在对应的位置进行检测和调整。

为了更好的技术效果，输送单元30还包括装设于滑台17的定制托盘25，定制托盘25用于定位并防止星轮18脱落。

示例性的，输送单元30采用行程600mm的直线导轨丝杠滑台；滑台17上连接的定制托盘25能够限制星轮18，避免星轮18脱落，避免滑台17运动到检测区域时星轮18由惯性产生的位置误差。

除此以外，检测单元40包括机器视觉模块19，机器视觉模块19 在检测时进行图像的采集与处理。

在本实施例中，机器视觉模块19采用OpenMV摄像头和光轴，光轴为直径14mm的光轴，OpenMV摄像头和光轴通过对应的配件安装固定，满足检测单元40的稳定性，进而保障图像采集的稳定可靠。

在此基础上，检测单元40包括沿输送单元30的输送路径设置的若干种检测开关。

在本实施例中，检测开关起到检测位置的作用，例如用于检测星轮18是否承载于定制托盘25的检测开关，用于检测星轮18是否输送至检测单元40进行检测的检测区域的检测开关等。

示例性的，检测开关可采用光电开关，其数量若干，例如，可设置用于检测星轮18放置于输送单元30的第一光电开关16，以及用于检测星轮18随输送单元30输送到检测单元40的位置的第二光电开关 13。

在本实施例中，第一光电开关16作为滑台17的控制输入，当第一光电开关16检测到星轮18时，说明星轮18已在输送单元30上放置完毕，收到第一光电开关16的信号的控制单元10控制输送单元30，使滑台17开始运动；第二光电开关13作为机器视觉模块19的控制输入，当第二光电开关13检测到星轮18时，说明星轮18已输送至检测区域，收到第二光电开关13的信号的控制单元10控制机器视觉模块19对星轮18进行图像采集，采集处理后，控制单元10根据结果选择是否要控制执行单元20对星轮18进行调整。

为了更好的技术效果，机器视觉模块19搭载有视觉光源22。

在本实施例中，在环境光的照射下，星轮18的凹槽区域经过图像处理后得到的图像效果不理想，图像质量受影响较大，因此使用视觉光源22照射星轮18的凹槽区域，增强图像中凹槽区域与其周围区域的对比度，实现在有环境光影响下图像的有效处理。

示例性的，在一种图像处理的方式中，图像处理由图像锐化、灰度二值化、特征提取、区域分割、星轮状态判断构成，并将判断结果送控制单元10。通过像素点灰度值众数的值判断工件即星轮18是否需要翻转调整。众数如果为255，工件无需翻转，并输出信号0至控制单元10；当众数为0，工件需要翻转，并输出信号1至控制单元10，由控制单元10控制执行单元20进行运动。

除此以外，检测开关还包括用于在星轮18完成翻转和输送后检测输送单元30的第一磁性开关14。

在一种具体的实施方式中，执行单元20包括拉升气缸12、装设于拉升气缸12的旋转气缸26以及装设于旋转气缸26的夹具21。

在本实施例中，整个装置设置于载物台23上，载物台23上设置有支架24及操作屏11，控制单元10为可编程逻辑控制器即PLC，通过操作屏11进行控制。

其中，拉升气缸12采用行程300mm的磁藕式无杆气缸，通过旋转气缸26和夹具21实现对星轮18升降的动作，旋转气缸26使用摆动角度180°的旋转夹紧手指气缸，采用三个二位五通电磁阀控制气缸的执行动作。各类气缸与PLC之间均靠电磁阀进行连接，电磁阀与PLC的各接口直接相连，由于气缸中有气路存在，故需要电磁阀来控制气路的通断，从而使气缸动作。

进一步的，为满足执行单元20的强度和稳定性要求，支架24采用双端可调的铝型材支架，使用六个M8螺钉、两个M14螺钉固定。

示例性的，控制单元10采用FX3GA24MTCM PLC为控制单元，PLC的I/O口连接步进驱动器15、电磁阀、机器视觉模块19、光电开关、磁性开关、控制按键等外接设备。

该装置可作为自动测量线上的一个环节，实现星轮基准面自动识别、校正与定位，同时也可应用于其他需要识别、判断工件位置或状态的工业环境中，实现识别率达到100％以上，检测时间低于0.3s；借助于机器视觉检测的普及性和优势，基于机器视觉研制基准面自动识别和校正装置，开发星轮凹槽检测与处理算法，实现基准面识别率达到100％，同时具有自动校正的功能。

在一种具体的使用说明中，在系统上电之后，经由操作屏11按下启动按钮，系统开始工作，第一光电开关16检测到星轮18将信号发送至PLC，PLC控制步进驱动器15，滑台17开始运动。星轮18运动到检测区域，第二光电开关13触发将信号发送至PLC，PLC启动机器视觉模块19并将处理结果回传，若星轮18处于“反放”状态，则 PLC启动执行单元20，通过控制电磁阀实现拉升气缸12、旋转气缸 26以及夹具21的运动控制，各个电磁阀上设有磁性开关用于保证气缸各自运动结束时，将信号传至PLC，从而执行下一步动作。翻转动作完成后，星轮18继续运动，到达滑台17末端时触发第一磁性开关 14，PLC控制执行单元20、输送单元30和检测单元40进行复位。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型所提供的星轮基准面识别与校正装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种星轮基准面识别与校正装置，其特征在于，包括：

输送单元(30)，所述输送单元(30)用于输送星轮(18)；

检测单元(40)，所述检测单元(40)用于检测星轮(18)；

执行单元(20)，所述执行单元(20)用于翻转星轮(18)；

控制单元(10)，所述控制单元(10)分别与所述输送单元(30)、所述检测单元(40)和所述执行单元(20)相连，所述控制单元(10)用于控制所述输送单元(30)输送星轮(18)并根据所述检测单元(40)的检测控制所述执行单元(20)翻转星轮(18)。

2.根据权利要求1所述的星轮基准面识别与校正装置，其特征在于，所述输送单元(30)包括设有步进驱动器(15)和滑台(17)的直线模组，所述滑台(17)用于承载并带动星轮(18)，所述步进驱动器(15)连接并驱动所述滑台(17)。

3.根据权利要求2所述的星轮基准面识别与校正装置，其特征在于，所述输送单元(30)还包括装设于所述滑台(17)的定制托盘(25)，所述定制托盘(25)用于定位并防止星轮(18)脱落。

4.根据权利要求1所述的星轮基准面识别与校正装置，其特征在于，所述检测单元(40)包括机器视觉模块(19)。

5.根据权利要求4所述的星轮基准面识别与校正装置，其特征在于，所述机器视觉模块(19)搭载有视觉光源(22)。

6.根据权利要求4所述的星轮基准面识别与校正装置，其特征在于，所述检测单元(40)还包括沿所述输送单元(30)的输送路径设置的若干种检测开关。

7.根据权利要求6所述的星轮基准面识别与校正装置，其特征在于，所述检测开关包括若干个光电开关，所述光电开关包括用于检测星轮(18)放置于所述输送单元(30)的第一光电开关(16)以及用于检测星轮(18)随所述输送单元(30)输送到所述检测单元(40)的位置的第二光电开关(13)。

8.根据权利要求7所述的星轮基准面识别与校正装置，其特征在于，所述检测开关还包括用于在星轮(18)完成翻转和输送后检测所述输送单元(30)的第一磁性开关(14)。

9.根据权利要求1所述的星轮基准面识别与校正装置，其特征在于，所述执行单元(20)包括拉升气缸(12)、装设于所述拉升气缸(12)的旋转气缸(26)以及装设于所述旋转气缸(26)的夹具(21)。

10.根据权利要求1至9任一项所述的星轮基准面识别与校正装置，其特征在于，所述控制单元(10)为可编程逻辑控制器。

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