CN216937144U - 一种零件自动检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的是针对现有技术对零件进行检测时人为干预比较多，零件的合格判定不客观、而现有零件检测设备对轴类零件进行检测时定位精度不够，检测结果可靠性低的不足，提供一种零件自动检测系统，能实现对零件的精准定位及传输检测，它包括控制系统，包括接料定位模块、抓取模块及检测模块，接料定位模块用于定向接收移送过来的工件并进行定位，再将工件按接收到的方向在抓取工位移交给抓取模块，抓取模块用于按设定的行程将接收到的工件从抓取工位移动到检测位置，采用本实用新型结构的零件自动检测系统，为检测装置检测的准确性提供了良好的设备基础，可按需要配置不同精度的检测装置获得不同满足不同的检测需求。

Description

一种零件自动检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种零件检测系统，特别涉及对轴类零件的自动检测系统。

背景技术

在对零件进行检测时特别是轴类零件进行检测时，由于轴类零件的精度要求高，因此，检测时对检测的精度要求也高，现有技术中通常是将加工完毕的零件运输到检测工位，堆在检测工位由检测人员进行检测 ，采用此种传统的检测手段，在运输过程中会对零件造成损坏，且需要人工对零件进行装卡，人工进行检测，人为干预较多，效率低，通常对零件采用抽检制，使得零件的合格情况受主观人为因素影响比较多，为此，采用自动检测线对零件进行检测，如专利号为 CN202010380943.7的中国发明专利，公开了一种轴类零件的自动检测系统，它包括由检测仪和传送组件组成的检测机构、移动机构和夹持机构，由传送组件将工件传送到检测工位，再由检测机构对工件进行检测，传送组件采用传动辊组，受检工件位于传动辊组上传送到检测工位，采用此种检测系统，当检测精度要求高的轴类零件时，需要专门的定位夹持机构进行夹持定位，也就是工件从加工设备上下料后需要再由定位机构进行第二次重新定位，需专门的定位装置且由于是第二次定位，因此，定位精度受到破坏，因此检测结果的可靠性下降，特别是当为偏心轴时，由于工件在传输过程中不稳定，因此，定位精度更差，造成检测可靠性更低。比如，在检测偏心轴时，需要测量偏心部位的厚度、直径，由于检测装置的位置是固定的，当在移送偏心轴的过程中一旦偏心轴的方位有变化，则所测量的部位不准确，则造成测量误差。比如图1所示的偏心轴，需测量偏心段一1的直径B1、厚度A1及偏心段二2的直径B2和厚度A2，测量时需要定位卡槽3辅助定位。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术对零件进行检测时人为干预比较多，零件的合格判定不客观、而现有零件检测设备对轴类零件进行检测时定位精度不够，检测结果可靠性低的不足，提供一种零件自动检测系统，能实现对零件的精准定位及传输检测。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：

一种零件自动检测系统，包括控制系统，包括接料定位模块、抓取模块及检测模块，接料定位模块用于定向接收移送过来的工件并进行定位，再将工件按接收到的方向在抓取工位移交给抓取模块，抓取模块用于按设定的行程将接收到的工件从抓取工位移动到检测位置，由检测模块对工件进行检测；

所述的接料定位模块包括滑台、作为接料装置的夹爪气缸或电缸一及作为接料辅助定位装置的定位气缸或电缸，由所述的夹爪气缸或电缸一按送料的方向接收并把持工件，由定位气缸或电缸按设定的行程微调工件的位置，所述的夹爪气缸或电缸一设置在滑台的滑板上，抓取模块包括由Z轴模组和X轴模组组成的直角坐标模块，在Z轴模组上设置有作为工件抓取装置的夹爪气缸或电缸二，所述夹爪气缸或电缸一的接料夹爪与所述的夹爪气缸或电缸二的检测夹爪同向设置，所述Z轴模组位于抓取工位，为由所述滑台带动所述的夹爪气缸或电缸一朝向或背向X轴模组的方向移动，从而使接料夹爪到达与检测夹爪同中心线的位置或回到接料位置，由检测夹爪按接料夹爪的送料方向抓取工件，抓取工位位于X轴模组轨道的一端，所述的检测模块位于X轴模组轨道的另一端，由所述Z轴模组驱动夹爪气缸或电缸二按设定的行程到达与检测模块的检测装置相对应的位置，由检测装置实施检测；

所述的接料夹爪开口向上设置，所述的检测夹爪开口向下设置；

在Z轴模组的往复移动通道旁设置有风干模块，在Z轴模组携带工件向检测模块移动的过程中，由风嘴向工件吹风以风干工件；

所述的检测模块包括视觉检测装置及暗箱，所述视觉检测装置和暗箱相对设置，暗箱与滑台位于X轴模组导轨的同一侧，在暗箱上设置有供工件通过的通过口，由 Z轴模组将工件从通过口移动到暗箱内；

在检测模块与工件抓取位间设置有不合格品收集模块，所述不合格收集模块包括回收滑道和收集箱，收集箱的入口与回收滑道的出口端相对设置，工件回收滑道设置在Z轴模组的往复通道下方，滑道的最高点低于往复通道的最低点，当检测到不合格工件时，Z轴模块携带不合格工件返回工件抓取工位，当经过不合格品收集模块时检测夹爪松开不合格工件落入到回收滑道内进入到收集箱内；

所述的控制系统包括PLC控制器，控制器的输入端与夹爪气缸或电缸一的位置检测装置、检测模块的检测装置均电连接，夹爪气缸或电缸一、Z轴模块的驱动装置、Z轴模块的驱动装置、滑台的驱动装置、定位气缸、夹爪气缸或电缸二均分别与控制器的输出端电连接，由控制器控制夹爪气缸或电缸一及定位气缸或电缸的接料和定位动作、控制夹爪气缸或电缸一及夹爪气缸或电缸二对工件进行交接，控制Z轴模块和X轴模块的行程、检测装置进行检测；

所述的检测装置包括检测分析模块，检测分析模块根据检测装置检测到的数据判定工件是否合格，控制系统根据检测模块的分析结果控制检测夹爪将合格品和不合格品分开放置。

采用本实用新型结构的零件自动检测系统，由于采用夹爪气缸或电缸一作为接料装置，夹爪气缸或电缸二作为抓取装置，接料夹爪可以通过滑台移位到与检测夹爪中心线同线的位置，因此，当接料夹爪接收工件时可以按上道工序的机械手移交过来的方向接收工件而不改变工件的方向，再由辅助定位装置微调接料夹爪夹取的位置，因此，可保证每次接到的工件的位置具有很好的一致性，由于滑台是直线移动的，且接料夹爪和检测夹爪同向设置，因此，二者交接工件时仍然不改变工件的方向，交接时检测夹爪抓取的位置的一致性好，再加之将工件从抓取位移送到检测位的直角模组的传送精度可达到±0.02mm，因此，在检测工位可实现良好的定位精度，每次工件到达检测位的一致性好，因此，为检测装置检测的准确性提供了良好的设备基础，可按需要配置不同精度的检测装置获得不同满足不同的检测需求。

附图说明

图1为所测量的偏心轴的实施例结构示意图；

图2为本实用新型一种零件自动检测系统立体图示意图。

图3为采用本实用新型实施例结构的接料装置和定位装置定位偏心轴的状态示意图；

图4为图3中接料夹爪和定位气缸或电缸对工件进行综合定位部分结构示意图。

附图标记说明

10-工件；1-偏心段一；2-偏心段二；3-定位卡槽；

100-架体；101-挡水板一

200-接料定位模块；

201-夹爪气缸或电缸一；2011-接料夹爪；2012-缸体一；2013-挡水板二

202-接料辅助定位装置；

203-滑台模组； 2031-滑板； 2032-滑台导轨； 2033-滑块；

300-抓取模块；301-Z轴模组；3011-检测夹爪；3012-夹爪气缸或电缸二；302-X轴模组；3021-X轴模组导轨；

400-风干模块；401-风嘴；402-风嘴支架；

500-检测模块； 501-相机；502-暗箱；502-通过口

600-不合格品收集模块

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步地描述：

如图2-4所示，本实用新型提供一种零件自动检测系统，包括控制系统，架体100、零件接收定位模块200、抓取模块300、风干模块400及检测模块500，由控制系统对零件接收定位模块、抓取模块、检测模块进行自动控制，由零件接收定位模块接收下料机械手传送的工件1，并保持下料时的工件的方向进行位置定位，此过程称为定向接收，定位后将工件送至抓取模块处，由抓取模块抓取工件并保持定位位置，再由抓取模块将工件送到风干模块处经风干处理后送入到检测工位，在检测工位由检测模块实施检测。最好，检测模块为视觉检测装置，工件从暗箱入料口进入到暗箱内，由视觉检测装置实施检测。当然，如果工件本身是干燥的，也可不经干燥模块干燥，从而无需设置干燥模块。

本实用新型的零件接收定位模块包括作为接料定位装置的夹爪气缸或电缸一2011和作为平移滑动装置的滑台模组203及作为接料辅助定位装置202的定位气缸或电缸，夹爪气缸或电缸201的缸体一2012设置在滑台模组203的滑板2031上，可随着滑板的移动而往复移动，定位气缸或电缸的缸杆2021的轴线与夹爪气缸或电缸一的接料夹爪2011的中心线平行，缸杆2021伸出时能顶住接料夹爪夹持的工件1，对工件进行小范围的轴向位置调整，定位气缸或电缸最好采用伺服电缸或气缸，对于缸杆的伸出距离进行精确的控制。抓取模块300由高精度直角模组组成，包括Z轴模组301和X轴模组302，Z轴模组沿X轴模组滑轨往复移动，Z轴模组的滑块上固定设置有夹爪气缸或电缸二作为工件检测抓取装置，夹爪气缸或电缸二的检测夹爪3011开口朝向下设置，夹爪气缸或电缸一的接料夹爪2011开口朝向上设置，上述两个夹爪的中心线平行位于X轴模组导轨3021的同侧，均沿X轴方向设置，滑台的滑板2031沿Y轴方向运动，与夹爪的中心线方向垂直设置，滑台位于X轴模组的一端、位于Z轴模组的往复运动范围内，检测模块位于X轴模组的另一端，也位于Z轴模组的往复运动范围内，包括对工件进行检测的检测装置，由Z轴模组将工件从抓取位移送到检测位，由检测模块进行检测。零件接收定位模块、抓取模块及检测模块均固定设置在架体上，由架体固定支撑。在滑板的行程范围内将夹爪气缸或电缸二上固定的工件运送到夹爪气缸或电缸二处，且由夹爪气缸或电缸二的检测夹爪抓取工件。

安装时，将夹爪气缸或电缸一的位置与下料机械手的位置相对应设置，当下料机械手移送工件到接料工位时，工件在交接过程中方向角度不变。工作时，下料机械手将工件送到夹爪气缸或电缸一处，由接料夹爪夹住料，由定位气缸或电缸伸出缸杆顶住料对料的位置进行平移微调，而后缸杆收回到原位，滑板向夹爪气缸或电缸二滑动并停止到使接料夹爪与检测夹爪中心线同线的位置，接料夹爪持料等检测夹爪抓取料，等检测夹爪爪稳料后接料夹爪松开料，将料移交给检测夹爪，检测夹爪抓取料后沿Z轴上升，Z轴模组沿X模组导轨移动到与检测装置相适应的位置，将工件移送致检测位置。

检测装置可以是视觉检测装置也可以是探针检测装置。当采用探针检测装置时采用精密探针对工件进行检测，探针面对工件的被检测部位设置。当采用视觉检测装置时，需设置暗箱，暗箱位于远离滑台的一端，与视检测装置相对设置，在暗箱上与滑台相对的一面设置有工件传递通道502，工件传递通道高度及与X轴导轨的距离与Z轴模组的检测夹爪的位置相适应，检测夹爪能将工件从工件传递通道送入到暗箱内，摄像装置固定设置在X轴模组的远离滑台的一端、与暗箱位置相对的位置，使工件位于其取景范围内。

由于从生产线上所下的工件一般都带有冷却液，因此最好设置风干模块对经加工带有水的工件进行风干，风干模块在此采用风刀干燥装置，其风嘴支架402设置在夹爪气缸或电缸二的往复通道旁边，风嘴401位于夹爪气缸或电缸二的上方且正对往复通道，吹风时能吹到工件上。为了防止所检测的工件上所带有的水因流动污染工作台面，在滑板上设置有竖直的挡板，并在滑板上设置透水孔。最好设置不合格品收集模块，包括回收滑道601和收集箱602，收集箱的入口与回收滑道的出口相对应设置，回收滑道设置在Z轴模组的往复通道上、位于抓取工件位和检测模块间，滑道的最高点低于往复通道的最低点，这样当工件检测完毕，不合格的工件直接可以被检测夹爪松开放入到回收滑道内进入到收集箱内收集起来。

下面以背景技术中所检测的偏心轴为例对本实用新型的检测系统的工作原理进行说明，以便理解本实用新型的结构。从加工机床上下料的偏心轴由机械手送到接料位，由接料夹爪承接住偏心轴，接料夹爪接住偏心轴后机械手松开撤回，机械手与接料夹爪的交接完成，在二者的交接过程中偏心轴的方向不变，而后由辅助定位气缸或电缸伸出缸杆一定行程顶下偏心轴纠正偏心轴的轴向位置，为后续检测装置的检测位置精准性作准备，缸杆的行程很小，仅对偏心轴的轴向位置做微量调整，每次缸杆的行程都是一定的，因此，每次下料的偏心轴的的轴向位置也是一定的，因为轴是偏心的，当检测的时候不能跑偏，必须位置准确，才能做到检测结构可靠。接料夹爪接到料偏心轴后，滑台开始动作，滑板带动夹爪气缸或电缸一向直线模组移动，直到接料夹爪与检测夹爪二者的中心线同线，由检测夹爪夹住偏心轴，后接料夹爪和检测夹爪交接偏心轴，在此过程中，偏心轴的方向一直不变，做平移运动，检测夹爪与接料夹爪交接后Z轴模组上升到其往复通道中，沿X轴模组导轨移动，移动到暗箱处偏心轴的待检测部位也就是带有偏心部分的一段轴经由暗箱侧壁上设置的工件传递通道进入到暗箱内，并进入到视觉装置的取景范围内，在此过程中，Z轴模组的上升高度是设定好的，沿X轴模组导轨的行程也是设定好的，由于模组的定位精度比较高可达到±0.02mm，因此，偏心轴到达检测位置后的位置精度比较准确，当与精度比较高的探针检测仪、视觉检测装置等组合使用时，比如，当配合使用的检测装置的测量精度为±0.005mm时，对工件检测的准确率可达到99.99%。工件由视觉检测装置检测完毕，合格的由机械手送入下一个工位，不合格的，检测夹爪继续夹持，Z轴模组返回，当行程到达回收滑道601处时检测夹爪松开，不合格的偏心轴落入到回收滑道601上滑入收集箱602，Z轴模组返回到原点位置等待下一个偏心轴。

控制系统一般采用PLC控制器，检测装置、定位气缸或电缸、夹爪气缸或电缸一、夹爪气缸或电缸二，Z轴模块、X轴模块均与PLC输出端电连接，夹爪气缸或电缸一的位置检测传感器与PLC输入端电连接，位置检测传感器可以是行程开关，也可以是光电开关，当夹抓气缸或电缸一到达设定位置时，由位置检测传感器向PLC发出信号，PLC控制夹爪气缸或电缸一及夹爪气缸或电缸二进行工件交接，由PLC控制Z轴模块及X轴模块的行程，检测装置包括质量分析模块，通过质量分析模块判断工件是否合格并将判断结果通知PLC，当质量合格时，PLC通知检测夹爪将工件移交给下道工序，当工件检测不合格时PLC通知检测夹爪，检测夹爪在回收滑道的相应公位置松开。

Claims (8)

1.一种零件自动检测系统，包括控制系统，其特征在于，包括接料定位模块、抓取模块及检测模块，接料定位模块用于定向接收移送过来的工件并进行定位，再将工件按接收到的方向在抓取工位移交给抓取模块，抓取模块用于按设定的行程将接收到的工件从抓取工位移动到检测位置，由检测模块对工件进行检测。

2.如权利要求1所述的一种零件自动检测系统，其特征在于，所述的接料定位模块包括滑台、作为接料装置的夹爪气缸或电缸一及作为接料辅助定位装置的定位气缸或电缸，由所述的夹爪气缸或电缸一按送料的方向接收并把持工件，由定位气缸或电缸按设定的行程微调工件的位置，所述的夹爪气缸或电缸一设置在滑台的滑板上，抓取模块包括由Z轴模组和X轴模组组成的直角坐标模块，在Z轴模组上设置有作为工件抓取装置的夹爪气缸或电缸二，所述夹爪气缸或电缸一的接料夹爪与所述的夹爪气缸或电缸二的检测夹爪同向设置，所述Z轴模组位于抓取工位，为由所述滑台带动所述的夹爪气缸或电缸一朝向或背向X轴模组的方向移动，从而使接料夹爪到达与检测夹爪同中心线的位置或回到接料位置，由检测夹爪按接料夹爪的送料方向抓取工件，抓取工位位于X轴模组轨道的一端，所述的检测模块位于X轴模组轨道的另一端，由所述Z轴模组驱动夹爪气缸或电缸二按设定的行程到达与检测模块的检测装置相对应的位置，由检测装置实施检测。

3.如权利要求2所述的一种零件自动检测系统，其特征在于，所述的接料夹爪开口向上设置，所述的检测夹爪开口向下设置。

4.如权利要求2所述的一种零件自动检测系统，其特征在于，在Z轴模组的往复移动通道旁设置有风干模块，在Z轴模组携带工件向检测模块移动的过程中，由风嘴向工件吹风以风干工件。

5.如权利要求1所述的一种零件自动检测系统，其特征在于，所述的检测模块包括视觉检测装置及暗箱，所述视觉检测装置和暗箱相对设置，暗箱与滑台位于X轴模组导轨的同一侧，在暗箱上设置有供工件通过的通过口，由 Z轴模组将工件从通过口移动到暗箱内。

6.如权利要求5所述的一种零件自动检测系统，其特征在于，在检测模块与工件抓取位间设置有不合格品收集模块，所述不合格收集模块包括回收滑道和收集箱，收集箱的入口与回收滑道的出口端相对设置，工件回收滑道设置在Z轴模组的往复通道下方，滑道的最高点低于往复通道的最低点，当检测到不合格工件时，Z轴模块携带不合格工件返回工件抓取工位，当经过不合格品收集模块时检测夹爪松开不合格工件落入到回收滑道内进入到收集箱内。

7.如权利要求1所述的一种零件自动检测系统，其特征在于，所述的控制系统包括PLC控制器，控制器的输入端与夹爪气缸或电缸一的位置检测装置、检测模块的检测装置均电连接，夹爪气缸或电缸一、Z轴模块的驱动装置、Z轴模块的驱动装置、滑台的驱动装置、定位气缸、夹爪气缸或电缸二均分别与控制器的输出端电连接，由控制器控制夹爪气缸或电缸一及定位气缸或电缸的接料和定位动作、控制夹爪气缸或电缸一及夹爪气缸或电缸二对工件进行交接，控制Z轴模块和X轴模块的行程、检测装置进行检测。

8.如权利要求7所述的一种零件自动检测系统，其特征在于，所述的检测装置包括检测分析模块，检测分析模块根据检测装置检测到的数据判定工件是否合格，控制系统根据检测模块的分析结果控制检测夹爪将合格品和不合格品分开放置。

Images