CN217443198U - 气门导管自动化检查设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种气门导管自动化检查设备，该气门导管自动化检查设备包括输送单元与图像采集单元，图像采集单元包括：设置在气门导管的外圆面外侧，用于采集气门导管的外圆面表面图像的第一图像采集器；设置在气门导管的第一端面外侧，沿气门导管的轴线回转轴线设置，用于采集气门导管的第一端面的表面图像的第二图像采集器；设置在气门导管的第二端面外侧，沿气门导管的轴线回转轴线设置，用于采集气门导管的第二端面的表面图像的第三图像采集器。该气门导管自动化检查设备实现了对气门导管的全表面的外观检测。能够对气门导管的外表面的表面缺陷进行检查，从而在线识别出外观不良品，降低气门导管的漏检率。

Description

气门导管自动化检查设备

技术领域

本实用新型涉及质量检测设备领域，具体涉及一种气门导管自动化检查设备。

背景技术

气门导管是内燃机气门中用于气门顶杆导向的部件，为了实现气门顶杆在气门导管中的自由运动，行业标准中要求成品气门导管的表面粗糙度应当不大于Ra0.8。对于气门导管的外观质量则要求外圆面不允许有凹痕、裂纹、疏松、夹渣等表面缺陷。

申请公布号为CN113617690A的中国发明专利申请于2021年11月09日公开了一种用于气门导管的光学筛选机。该筛选机通过设置在端部的摄像设备获取气门导管的内外圆面尺寸，并据此剔除不良品。可见其只能实现气门导管的尺寸检测，而不能实现气门导管的外观质量检查，而外观质量是成品气门导管的出货质量的一个重要组成部分。

实用新型内容

针对现有的气门导管检查设备只能检查气门导管的个别尺寸，而不能检查成品气门导管的外观质量的问题。本实用新型提供一种能够自动化检查气门导管的外观质量的气门导管自动化检查设备。

本实用新型的技术方案为一种气门导管自动化检查设备，该气门导管自动化检查设备包括输送单元与图像采集单元，所述图像采集单元包括：

第一图像采集器，该第一图像采集器设置在气门导管的外圆面外侧，沿该气门导管的径向布置，用于采集所述气门导管的所述第一图像采集器表面图像；

第二图像采集器，该第二图像采集器设置在所述气门导管的所述第二图像采集器外侧，沿所述气门导管的轴线回转轴线设置，用于采集所述气门导管的所述第二图像采集器的表面图像；

第三图像采集器，该第三图像采集器设置在所述气门导管的所述第三图像采集器外侧，沿所述气门导管的轴线回转轴线设置，用于采集所述气门导管的所述第三图像采集器的表面图像。

优选的，所述气门导管自动化检查设备还包括用于采集所述气门导管的倒角面的第四图像采集器，所述第四图像采集器沿径向设置于所述气门导管的外圆面外侧。

具体的，所述输送单元包括用于输送所述气门导管的输送轨道，该输送轨道运送所述气门导管依次经过所述图像采集单元的工作位置。

具体的，所述输送轨道上等间距地以间距D设置有滚轮，所述滚轮互相之间同步绕各自轴线转动，该间距D满足1/2×d≤D<d，其中d为所述气门导管的外径。

优选的，所述输送单元还设置有用于接收不合格品的料箱，所述料箱设置在所述输送轨道的位于所述图像采集单元下游的位置。

优选的，所述气门导管自动化检查设备还包括限位装置，该限位装置包括：

设置在所述第二图像采集器对向的第二限位，所述第二限位将所述气门导管的第一端面在所述输送带上的轴向位置推送至所述第二图像采集器的焦点处；

设置在所述第三图像采集器对向的第三限位，所述第三限位将所述气门导管的第二端面在所述输送轨道上的轴向位置推送至所述第三图像采集器的焦点处；以及

第一限位与第四限位，所述第一限位与第四限位从所述气门导管的两端面方向将所述气门导管限制在所述输送轨道上沿所述气门导管轴向的固定位置。

具体的，所述料箱设置在所述输送轨道的侧面，在所述输送轨道的相对于所述料箱的另一侧设置有顶出机构，该顶出机构用于将所述气门导管从所述输送轨道上顶出至所述料箱。

本实用新型的技术方案所提供的气门导管自动化检查设备在气门导管的侧面外侧以及两端面外侧设置了多个用于获取气门导管表面图像的图像采集器，实现了对气门导管外表面的全方位监控检测。能够依据获取的图像对气门导管的外表面的表面缺陷进行检查，从而在线识别出不良品，降低气门导管的漏检率，提升出货良品，提高客户满足度。

附图说明

图1为本实用新型的输送单元的总体示意图；

图2为本实用新型的滚轮的局部示意图；

图3为本实用新型的图像采集单元的总体示意图。

1:气门导管11:外圆面12:第一端面13:第二端面14:倒角面2:图像采集单元21:第一图像采集器22:第二图像采集器23:第三图像采集器24:第四图像采集器3:输送单元31:输送轨道32:滚轮33:料箱34:顶出机构4:限位装置41:第一限位42:第二限位43:第三限位44:第四限位O:回转轴线P:输送带运动方向R1:滚轴转动方向R2:气门导管转动方向

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明，在本说明书中，附图尺寸比例并不代表实际尺寸比例，其只用于体现各部件之间的相对位置关系与连接关系，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。

本实用新型的技术方案所提供的气门导管自动化检查设备具体的是用于内燃机气门导管的自动化外观检查与筛选生产线中。主要的功能为在气门导管的自动化生产/输送线上自动检测气门导管的外表面表面质量，对于表面不良的气门导管通过设置的顶出机构将其从生产/输送线上顶出，实现不良品筛选的效果。

图1是本实用新型的输送单元3的总体示意图。该输送单元3包括一个沿输送带运动方向P运动的输送轨道31，其驱动机构可以是本领域中常用的电力驱动或者气动，此处不做赘述。在该输送轨道31上等间距地排列着滚轮32。该滚轮32作为气门导管1的支撑座使用。具体而言，可以参考图2的局部示意图，气门导管1被自动地或者人工地放置于相邻的两个滚轮32之间的空隙中，为了保证气门导管1能够被支撑于该间隙中，需要设置间隙的间距D小于气门导管1的外径d是明显的。滚轮32被配置成绕各自的轴线做沿滚轴转动方向R1的同步转动，从而带动空隙中的气门导管1沿气门导管转动方向R2转动，另一方面，为了保证气门导管1可以被滚轮32带动而沿自身轴线转动，还应当将设置间隙的间距的间距D不小于气门导管1的外径d。

实际运行过程中，气门导管1可以处在任意的两相邻的滚轮32之间，或者根据生产能力布满所有的间隙，实现连续地在线识别，而输送轨道31则可以被配置成连续步进运动，从而在输送轨道31短暂停留时，气门导管1在输送轨道31上位于各检测位置时被检测。在输送单元3沿输送带运动方向P运动方向上图像采集单元2的下游还设置有料箱33。该料箱33用于接收从输送轨道31上剔除的外观不良品。具体的剔除方式在本实施例中通过设置在输送轨道31的对应料箱33位置的对侧的顶出机构34实现，在本实施例中该顶出机构被设置成一个或者多个产生沿滚轮32轴向移动的推杆机构，通过推杆机构的前进将处于滚轮32之间间隙中的气门导管1顶出至另一侧，并自然落入料箱33中。该推杆机构被配置成多个的情况下，推杆机构之间的间隙需要与相邻的气门导管1的位置对应，以免发生错位，造成无法实现顶出落料的目的或者发生设备损坏。

具体到实际的设备实现中，滚轮32的转动通过同步带链条驱动，在检测工段设置了用于驱动滚轮32转动的同步带，当滚轮32进入预定的检测工段时，所有经过同步带区域的滚轮，在同步带带动下进行绕各自轴的转动。

图1还示出了图像采集单元2的各组件的位置。其总体上布置在该输送单元3的运动方向上，料箱33的上游。图像采集单元2包括用于获取气门导管1的外圆面11的表面图像的第一图像采集器21，以及用于获取气门导管1的第一端面12、第二端面13的表面图像的第二图像采集器22、第三图像采集器23。从而基本实现了对气门导管1的整个外表面的获取。但是实际情况下，气门导管1的外圆面11两端通常被加工有倒角面14，此处所述的倒角面为一类过渡形状的统称，其可以被设置成倒角或者倒圆或者两者组合或者其他具有类似功能的过渡表面，因此不论是外圆面11亦或者是第一端面12、第二端面13对该倒角面14的图像获取效果均难以如意。因此在一些实施例中，也可以考虑在输送单元3中加入第四图像采集器24，将其设置成专用于获取倒角面14的表面图像。

对于图像采集单元2的布置方式，图3提供了其总体示意图，但是需要说明的是，图3中在一幅图中同时示出了第一图像采集器21、第二图像采集器22、第三图像采集器23甚至于第四图像采集器24相对于气门导管1的位置关系，图3的视图方向为图1中沿着输送带运动方向P看去的方向。但是具体到沿输送轨道31的布局时，由于输送轨道31上沿着输送带运动方向P方向分布着流水式的气门导管1，输送单元3的各部分不一定需要被布置在同一个检测位置中(这里的同一个检测位置指的是输送轨道31运动时，相对于地面固定不动的某一位置)，优选的方案是将第一图像采集器21、第二图像采集器22、第三图像采集器23以及第四图像采集器24分别布置在不同的检测位置，以实现装备空间的充分利用，避免互相之间工作时发生干涉。

对于图像采集单元2中各部件的位置布置，此处以图3为例说明，当各部分不布置在同一个检测位置时，其与之所检测的气门导管1的当前位置仍然分别可以满足图3所体现的示意。具体而言，对于第一图像采集器21，其用途为获取气门导管1的外圆面11的表面图像，因此将其布置在外圆面11的外侧，并且为了获取到正对第一图像采集器21的气门导管1的外圆面11的图像，将第一图像采集器21沿着气门导管1的径向布置。至于第一图像采集器21与外圆面11之间的距离则由该第一图像采集器21的焦距与需要获取的视场范围所确定。基于同样的考虑，本实用新型中的第二图像采集器22与第三图像采集器23分别设置在第一端面12与第二端面13的两侧，并沿着气门导管1的轴线布置，从而分别得到第一端面12与第二端面13各自的正视图像。需要说明的是，图像采集单元2中的各图像采集器需要通过捕捉工件表面的反射光成像，为此需要在各图像采集器的对应位置而设置照明光源，保证成像。

本实用新型中第一图像采集器21在采集外圆面11的表面图像时，若气门导管1不发生同轴转动，是不能获取到整个外圆面的图像的，同样的当第二图像采集器22以及第三图像采集器23的视场缩小时，也会发生无法获取整个端面图像的情况。为此在输送轨道31设置转动的滚轮32，使其驱动气门导管1绕自身轴线转动，非常好地解决了这一问题。

由于所述第一端面12、第二端面13位置固定的设置在所述输送轨道31两侧，同时所述第一端面12与所述第二端面13均使用定焦镜头，为了使所述气门导管1的第一端面12与第二端面13均能在所述第二图像采集器22和第三图像采集器23的焦点处成像，以使对焦清晰，得到两端面的清晰图像，必须使所述气门导管1在输送至对应第二图像采集器22与第三图像采集器23各自的拍摄工位时，位置固定且两端面对应的位于各自的焦点处。为此在所述输送轨道31上所述第二图像采集器22的对侧设置有第二限位42，当气门导管1前进时，一侧端面接触第二限位42，使其在第二限位42的推送下，向第二图像采集器22一侧运动，并在位于第二限位42的直线部分时，保持其轴向位置稳定在第二图像采集器22的焦点距离处。同样的过程适用于气门导管1在第三限位43推送下的运动过程。另外，为了稳定气门导管1在第一图像采集器21与第四图像采集器24镜头下的位置，同样在所述输送轨道31对应所述第一图像采集器21与第四图像采集器24的位置处沿输送轨道31两侧设置有第一限位41与第四限位44，两者之间限定出一宽度等于所述气门导管1长度的通道，使所述气门导管1在通道中的轴向位置固定的随输送轨道31通过。

本气门导管自动化检查设备还设置有自适应产品类型的功能，首先其滚轮32的设置方式能够适用于多种不同外径的气门导管1的输送，另一方面，输送轨道31沿滚轮32轴线方向的宽度被设置成较大值，可以兼容多种长度小于其宽度的气门导管1类型，即使需要对气门导管1的轴向位置做出调整，也可以通过控制系统对布置在输送轨道31一侧的位置调整工装作出适应。而针对不同气门导管1的检测标准则可以通过程序的自动配置或者选择实现。最大的难题是跟随不同的气门导管1长度尺寸调整所述限位装置4的各个部分。本实用新型通过将第二限位42，第三限位43、第一限位41和第四限位44沿气门导管1的轴向位置设置成可调的，从而使得在更换气门导管1的种类后，程序可以根据气门导管1的规格自动调节所述第二限位42，第三限位43、第一限位41和第四限位44沿气门导管1的轴向位置，实现对气门导管1的尺寸的自动化匹配，并且基于人工智能的AI检查系统可通过在线学习，不断丰富缺陷样本图库，提高检测的精度与灵敏度。

另外需要说明的是，本实用新型的技术方案高效的实现了对不同产品的自动化换件与外观检测，此外，并不排除使用本技术方案对气门导管1的尺寸进行检测。换言之，通过设备的控制系统中执行程序的切换也可以通过上面的图像采集单元2对本方案中的气门导管1的端面尺寸与外圆面高度尺寸进行测量，测量精度取决于设备精度，在一些实施例中，尺寸测量精度可以达到0.02mm或者更高。

在设备工作过程中，图像采集单元2的第一图像采集器21、第二图像采集器22、第三图像采集器23和/或第四图像采集器24将获取到的图像发送至控制系统中的计算设备，计算设备根据预先存储的设定与判断算法对图像数据分析得到结果并做出决策确定当前被检测的气门导管1是否为不良品。在确定不良品的情况下，控制系统将根据输送轨道31的运行计数确认不良品的位置，并在不良品到达顶出机构34的工作位置时，控制顶出机构34执行顶出动作，将该不良品自输送轨道31上顶出并自然落入料箱33中，完成不良品的剔除。

上述内容仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种气门导管自动化检查设备，该气门导管自动化检查设备包括输送单元(3)与图像采集单元(2)，其特征在于，所述图像采集单元(2)包括：

第一图像采集器(21)，该第一图像采集器(21)设置在气门导管(1)的外圆面(11)外侧，用于采集所述气门导管(1)的所述外圆面(11)表面图像；

第二图像采集器(22)，该第二图像采集器(22)设置在所述气门导管(1)的第一端面(12)外侧，沿所述气门导管(1)的轴线回转轴线(O)设置，用于采集所述气门导管(1)的所述第一端面(12)的表面图像；

第三图像采集器(23)，该第三图像采集器(23)设置在所述气门导管(1)的第二端面(13)外侧，沿所述气门导管(1)的轴线回转轴线(O)设置，用于采集所述气门导管(1)的所述第二端面(13)的表面图像。

2.如权利要求1所述的气门导管自动化检查设备，其特征在于，所述气门导管自动化检查设备还包括用于采集所述气门导管(1)的倒角面(14)的第四图像采集器(24)，所述第四图像采集器(24)设置于所述气门导管(1)的外圆面(11)外侧。

3.如权利要求1或2所述的气门导管自动化检查设备，其特征在于，所述输送单元(3)包括用于输送所述气门导管(1)的输送轨道(31)，该输送轨道(31)运送所述气门导管(1)依次经过所述图像采集单元(2)的工作位置。

4.如权利要求3所述的气门导管自动化检查设备，其特征在于，所述输送轨道(31)上等间距地以间距D设置有滚轮(32)，所述滚轮(32)绕各自轴线同步转动，该间距D满足1/2×d≤D<d，其中，d为所述气门导管(1)的外径。

5.如权利要求4所述的气门导管自动化检查设备，其特征在于，所述气门导管自动化检查设备还包括限位装置(4)，该限位装置(4)包括：

设置在所述第二图像采集器(22)对向的第二限位(42)，所述第二限位(42)将所述气门导管(1)的第一端面(12)在输送带上的轴向位置推送至所述第二图像采集器(22)的焦点处；

设置在所述第三图像采集器(23)对向的第三限位(43)，所述第三限位(43)将所述气门导管(1)的第二端面(13)在所述输送轨道(31)上的轴向位置推送至所述第三图像采集器(23)的焦点处；以及

第一限位(41)与第四限位(44)，所述第一限位(41)与第四限位(44)从所述气门导管(1)的两端面方向将所述气门导管(1)限制在所述输送轨道(31)上沿所述气门导管(1)轴向的固定位置。

6.如权利要求4所述的气门导管自动化检查设备，其特征在于，所述输送单元(3)还设置有用于接收不合格品的料箱(33)，所述料箱(33)设置在所述输送轨道(31)的位于所述图像采集单元(2)下游的位置。

7.如权利要求6所述的气门导管自动化检查设备，其特征在于，所述料箱(33)设置在所述输送轨道(31)的侧面，在所述输送轨道(31)的相对于所述料箱(33)的另一侧设置有顶出机构(34)，该顶出机构(34)用于将所述气门导管(1)从所述输送轨道(31)上顶出至所述料箱(33)。

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