CN219485032U - 一种工件自动摆正设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工件自动摆正设备，包括机台以及设置在机台上的检测支架，所述机台上设置有用于固定并旋转工件的旋转检测工位，所述检测支架对应旋转检测工位的上方设置有摄像头，所述摄像头和旋转检测工位与检测控制系统电气连接，在摄像头拍摄旋转检测工位上的工件摆放图像以供检测控制系统计算工件偏差角度和偏差方向后，再启动旋转检测工位旋转工件至预设的摆正角度;该摆正设备通过摄像头获取工件上的形位特征建立参考数据,使工件上料后通过旋转检测工位转动调节工件角度而进行自动摆正,实现自动化操作,避免人工操作、从而降低人员工作负担。

Description

一种工件自动摆正设备

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，具体是一种工件自动摆正设备。

背景技术

目前就数控加工设备而言，对工件位置的要求很高，若是工件位置出现偏差，就无法通过加工刀精确地对工件进行加工上，因此现有技术通过人工去将工件摆正位置，靠人工摆正工件位置，容易出现视觉上的误差导致工件摆放位置不精确，而且会增加人力成本及生产效率低等问题，因此需要一种在工件上料前进行自动摆正的设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有的问题，提供一种结构简单、合理的一种工件自动摆正设备，其主要作用是在工件上料加工前进行自动摆正。

一种工件自动摆正设备，包括机台以及设置在机台上的检测支架，所述机台上设置有用于固定并旋转工件的旋转检测工位，所述检测支架对应旋转检测工位的上方设置有摄像头，所述摄像头和旋转检测工位与检测控制系统电气连接，在摄像头拍摄旋转检测工位上的工件摆放图像以供检测控制系统计算工件偏差角度和偏差方向后，再启动旋转检测工位旋转工件至预设的摆正角度。

本实用新型的目的还可以采用以下技术措施解决：

作为更具体的方案，所述机台还设置有用于转移工件的工件转移平台，所述旋转检测工位固定设置在工件转移平台上、且工件转移平台通过平移运动机构使旋转检测工位在上料位置、检测位置以及出料位置之间依次转移，并且所述检测支架上对应上料位置的正上方设置有用于将工件从上料位置转移至旋转检测工位上的机械手，机械手通过升降驱动机构与检测支架连接，所述摄像头对应设置在检测位置的正上方。

作为进一步的方案，所述机台上还设置有与工件转移平台运动方向一致的上料输送带以及横跨上料输送带的工件限位板，且通过工件限位板在上料输送带的输送末端限定出上料位置；并且工件限位板上对应上料位置设置有工件到位检测探头，工件到位检测探头与检测控制系统电气连接。

作为进一步的方案，所述旋转检测工位包括固定设置在工件转移平台上的旋转电机，旋转电机的输出端延伸出工件转移平台上方并固定连接有用于平放工件的旋转台，且所述旋转台上设置有固定工件的工件固定机构。

作为进一步的方案，所述工件固定机构包括设置在旋转台上的吸气口以及与吸气口相连通的负压系统，通过吸气口与工件之间形成负压将工件固定在旋转台上，或者，所述工件固定机构是设置在旋转台的气动夹具。

作为进一步的方案，所述检测支架上设置有摄像挡板,所述摄像头设置在摄像挡板的上方并朝下拍摄,所述摄像挡板上对应摄像头开设有与检测位置上下正对的拍摄口。

作为进一步的方案，所述检测支架上还还设置有遮光保护罩和遮光围板，所述遮光保护罩设置在摄像挡板的上方并罩设在摄像头外围；所述遮光围板设置在摄像挡板的下方并至少围设在摄像头的部分拍摄路径外周。

作为进一步的方案，所述平移运动机构包括设置在机台上的丝杆导轨副、驱动丝杆导轨副运动的电机以及与丝杆导轨副配合连接的移动板，所述工件转移平台连接在移动板上并通过电机驱动沿丝杆导轨副方向直线运动。

作为进一步的方案，所述升降驱动机构包括设置在检测支架上的固定立板、设置在固定立板上的导轨滑动副、与导轨滑动副滑动连接的升降座以及固定设置在固定立板上的升降气缸，所述升降气缸的活塞杆与升降座连接并驱动升降座沿导轨滑动副垂直升降、且固定立板的上部和下部还分别设置有与升降座配合的液压缓冲器，所述升降座底部装配连接有若干个机械手。

作为进一步的方案，所述上料输送带、机械手、旋转检测工位以及摄像头组成一条检测流水线，所述机台设置有四条检测流水线。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的一种工件自动摆正设备，该摆正设备通过摄像头获取工件上的形位特征建立参考数据,并检测控制系统计算好工件偏离角度和偏离方向，以便于工件上料后通过旋转检测工位转动调节工件角度而进行自动摆正,实现自动化操作,避免人工操作、从而降低人员工作负担，从而使后续的加工更加精准。

附图说明

图1为本实用新型的一实施例结构示意图。

图2为本实用新型的旋转检测工位在上料位置结构示意图。

图3为本实用新型的旋转检测工位在检测位置结构示意图。

图4为本实用新型的旋转检测工位在出料位置结构示意图。

图5为本实用新型的遮光保护罩和遮光围板安装位置结构示意图。

图6为本实用新型的机械手和升降驱动机构具体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1至图6所示：一种工件自动摆正设备，包括机台1以及设置在机台1上的检测支架2，所述机台1上设置有用于固定并旋转工件的旋转检测工位3，所述检测支架2对应旋转检测工位3的上方设置有摄像头4，所述摄像头4和旋转检测工位3与检测控制系统5电气连接，在摄像头4拍摄旋转检测工位3上的工件摆放图像以供检测控制系统5计算工件偏差角度和偏差方向后，再启动旋转检测工位3旋转工件至预设的摆正角度。

该摆正设备通过摄像头4获取工件上的形位特征建立参考数据,并检测控制系统5计算好工件偏离角度和偏离方向，以便于工件上料后通过旋转检测工位3转动调节工件角度而进行自动摆正,实现自动化操作,避免人工操作、从而降低人员工作负担，从而使后续的加工更加精准

所述机台1还设置有用于转移工件的工件转移平台6，所述旋转检测工位3固定设置在工件转移平台6上、且工件转移平台6通过平移运动机构7使旋转检测工位3在上料位置、检测位置以及出料位置之间依次转移，并且所述检测支架2上对应上料位置的正上方设置有用于将工件从上料位置转移至旋转检测工位3上的机械手8，机械手8通过升降驱动机构9与检测支架2连接，所述摄像头4对应设置在检测位置的正上方；

通过机械手8能够实现自动化操作，将上料位置的的工件实现夹取并放置到旋转检测工位3上，并且转移到检测位置后进行拍摄并实现摆正，最后转移到出料位置，当工件转移到出料位置时，被设备外的机械手或者上料夹具取出，将工件放置到后续的数控设备上进行继续加工。

所述机台1上还设置有与工件转移平台6运动方向一致的上料输送带10以及横跨上料输送带10的工件限位板11，且通过工件限位板11在上料输送带10的输送末端限定出上料位置；并且工件限位板11上对应上料位置设置有工件到位检测探头12，工件到位检测探头12与检测控制系统5电气连接；通过上料输送带10对设备能够进行自动化上料，能够提高检测效率。

所述旋转检测工位3包括固定设置在工件转移平台6上的旋转电机301，旋转电机301的输出端延伸出工件转移平台6上方并固定连接有用于平放工件的旋转台302，且所述旋转台302上设置有固定工件的工件固定机构；通过工件固定机构在旋转台302旋转过程中能够固定好工件，避免工件在作用力下移位。

在本实施例中，所述工件固定机构包括设置在旋转台302上的吸气口121以及与吸气口121相连通的负压系统，通过吸气口121与工件之间形成负压将工件固定在旋转台302上；通过负压固定工件能够避免气动夹具固定工件会造成磨损情况。

所述检测支架2上设置有摄像挡板13,所述摄像头4设置在摄像挡板13的上方并朝下拍摄,所述摄像挡板13上对应摄像头4开设有与检测位置上下正对的拍摄口131；摄像挡板13能够遮挡摄像头4外围的拍摄内容，通过摄口131使摄像头4能够集中拍摄检测位置上旋转台302的工件，避免其他物件干扰。

所述检测支架2上还还设置有遮光保护罩14和遮光围板15，所述遮光保护罩14设置在摄像挡板13的上方并罩设在摄像头4外围；所述遮光围板15设置在摄像挡板13的下方并至少围设在摄像头4的部分拍摄路径外周；能够为摄像头4进行遮光并且实现保护作用，减少光线干扰，使摄像头获取更加准确的工件摆放数据。

所述平移运动机构7包括设置在机台1上的丝杆导轨副701、驱动丝杆导轨副701运动的电机702以及与丝杆导轨副701配合连接的移动板703，所述工件转移平台6连接在移动板703上并通过电机702驱动沿丝杆导轨副701方向直线运动；结构简单，生产成本低，故障率低，可以稳定地驱动工件转移平台6多次往复移动。

所述升降驱动机构9包括设置在检测支架2上的固定立板901、设置在固定立板901上的导轨滑动副902、与导轨滑动副902滑动连接的升降座903以及固定设置在固定立板901上的升降气缸904，所述升降气缸904的活塞杆与升降座903连接并驱动升降座903沿导轨滑动副902垂直升降、且固定立板901的上部和下部还分别设置有与升降座903配合的液压缓冲器905，所述升降座903底部装配连接有若干个机械手8；通过液压缓冲器905时机械手上下升降时，避免压力太大或者速度过快对工件产生碰撞或磨损。

所述上料输送带10、机械手8、旋转检测工位3以及摄像头4组成一条检测流水线，所述机台1设置有四条检测流水线；该结构使设备一次检测并摆正多个工件，提高检测效率。

结合上述结构，所述自动摆正设备的工作原理如下：

1、将工件放置在上料输送带10上并沿上料输送带10进行移动，直至工件被工件限位板11所阻挡，此时工件处于上料位置，并且工件触发工件到位检测探头12，并将信号传递到检测控制系统5。

2、得到工件到位信号的检测控制系统5控制升降气缸904工作，驱动机械手8沿导轨滑动副902向下移动并在上料位置夹起工件后，升降气缸904再次工作，驱动机械手8带动工件沿导轨滑动副902向上移动。

3、检测控制系统5控制电机702工作并驱动工件转移平台6沿丝杆导轨副701方向向前直线运动，直至旋转检测工位3转移到机械手8的正下方，控制升降气缸904工作，驱动机械手8沿导轨滑动副902向下移动并将工件放在旋转检测工位3中的旋转台302。

4、负压系统工作通过吸气口121吸住工件，使其能够固定在旋转台302上。

5、检测控制系统5控制电机702工作并驱动工件转移平台6沿丝杆导轨副701方向向后直线运动，直至旋转检测工位3转移至检测位置并正对摄像头，（在该转移过程中，机械手可以同时在上料位置上夹取工件，待旋转检测工位3到位进行下一轮检测），然后摄像头拍摄旋转检测工位3上的工件图像发送至检测控制系统5。

6、检测控制系统5计算工件此时摆放状态偏离角度和偏离方向检测控制系统5计算出调整数值后控制301工作，驱动旋转台302转动带动工件自动调整至摆正位置。

7、检测控制系统5控制电机702工作并驱动工件转移平台6沿丝杆导轨副701方向继续向后直线运动，使旋转检测工位3转移至出料位置，此时的工件摆正角度并待设备外的机械手夹持工件，此时，负压系统停止工作，最后设备外的机械手将工件转移至后续的数控加工设备上。

上述为本实用新型的优选方案，显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种工件自动摆正设备，包括机台（1）以及设置在机台（1）上的检测支架（2），其特征在于：所述机台（1）上设置有用于固定并旋转工件至预设摆正角度的旋转检测工位（3），所述检测支架（2）对应旋转检测工位（3）的上方设置有用于拍摄旋转检测工位（3）上的工件摆放图像的摄像头（4），所述摄像头（4）和旋转检测工位（3）与用于计算工件偏差角度和偏差方向的检测控制系统（5）电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种工件自动摆正设备，其特征在于：所述机台（1）还设置有用于转移工件的工件转移平台（6），所述旋转检测工位（3）固定设置在工件转移平台（6）上、且工件转移平台（6）通过平移运动机构（7）使旋转检测工位（3）在上料位置、检测位置以及出料位置之间依次转移，并且所述检测支架（2）上对应上料位置的正上方设置有用于将工件从上料位置转移至旋转检测工位（3）上的机械手（8），机械手（8）通过升降驱动机构（9）与检测支架（2）连接，所述摄像头（4）对应设置在检测位置的正上方。

3.根据权利要求2所述的一种工件自动摆正设备，其特征在于：所述机台（1）上还设置有与工件转移平台（6）运动方向一致的上料输送带（10）以及横跨上料输送带（10）的工件限位板（11），且通过工件限位板（11）在上料输送带（10）的输送末端限定出上料位置；并且工件限位板（11）上对应上料位置设置有工件到位检测探头（12），工件到位检测探头（12）与检测控制系统（5）电气连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种工件自动摆正设备，其特征在于：所述旋转检测工位（3）包括固定设置在工件转移平台（6）上的旋转电机（301），旋转电机（301）的输出端延伸出工件转移平台（6）上方并固定连接有用于平放工件的旋转台（302），且所述旋转台（302）上设置有固定工件的工件固定机构。

5.根据权利要求4所述的一种工件自动摆正设备，其特征在于：所述工件固定机构包括设置在旋转台（302）上的吸气口（121）以及与吸气口（121）相连通的负压系统，通过吸气口（121）与工件之间形成负压将工件固定在旋转台（302）上，或者，所述工件固定机构是设置在旋转台（302）的气动夹具。

6.根据权利要求1所述的一种工件自动摆正设备，其特征在于：所述检测支架（2）上设置有摄像挡板（13）,所述摄像头（4）设置在摄像挡板（13）的上方并朝下拍摄,所述摄像挡板（13）上对应摄像头（4）开设有与检测位置上下正对的拍摄口（131）。

7.根据权利要求6所述的一种工件自动摆正设备，其特征在于：所述检测支架（2）上还还设置有遮光保护罩（14）和遮光围板（15），所述遮光保护罩（14）设置在摄像挡板（13）的上方并罩设在摄像头（4）外围；所述遮光围板（15）设置在摄像挡板（13）的下方并至少围设在摄像头（4）的部分拍摄路径外周。

8.根据权利要求2所述的一种工件自动摆正设备，其特征在于：所述平移运动机构（7）包括设置在机台（1）上的丝杆导轨副（701）、驱动丝杆导轨副（701）运动的电机（702）以及与丝杆导轨副（701）配合连接的移动板（703），所述工件转移平台（6）连接在移动板（703）上并通过电机（702）驱动沿丝杆导轨副（701）方向直线运动。

9.根据权利要求2所述的一种工件自动摆正设备，其特征在于：所述升降驱动机构（9）包括设置在检测支架（2）上的固定立板（901）、设置在固定立板（901）上的导轨滑动副（902）、与导轨滑动副（902）滑动连接的升降座（903）以及固定设置在固定立板（901）上的升降气缸（904），所述升降气缸（904）的活塞杆与升降座（903）连接并驱动升降座（903）沿导轨滑动副（902）垂直升降、且固定立板（901）的上部和下部还分别设置有与升降座（903）配合的液压缓冲器（905），所述升降座（903）底部装配连接有若干个机械手（8）。

10.根据权利要求3所述的一种工件自动摆正设备，其特征在于：所述上料输送带（10）、机械手（8）、旋转检测工位（3）以及摄像头（4）组成一条检测流水线，所述机台（1）设置有四条检测流水线。