小型迴轉體工件旋轉式高精度內螺紋檢測自動分選裝置及採用該裝置的自動分選方法與流程

2023-06-24 21:22:11 3

本發明涉及機器人領域，特別涉及一種小型迴轉體工件旋轉式高精度內螺紋檢測自動分選裝置及採用該裝置的方法。

背景技術：

目前，在現有技術中，對迴轉體工件的各項參數如外徑、高度、垂直度、同心度等的檢測，大多數利用人工手動對各項參數逐一檢測，這樣的檢測效率是極低的，同時使企業的用人成本大大增加。同時在工件加工內螺紋時產生毛刺，也有可能出現螺紋深度不夠、內螺紋孔與端面不垂直，或者由於設備長時間加工絲錐磨損導致加工螺紋不合格等問題，導致設備性能受到影響，甚至設備長時間運行出現人身安全問題。

有鑑於此，需要對現有技術進行改進，以滿足目前對迴轉體工件的各項參數檢測的使用要求。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種小型迴轉體工件旋轉式高精度內螺紋檢測自動分選裝置及採用該裝置的方法，所述設備簡單易維護，成本降低，可實現多工件多工位並行檢測，滿足了小型迴轉體工件的檢測要求。

為實現上述目的，發明提供如下技術方案：

一種小型迴轉體工件旋轉式高精度內螺紋檢測自動分選裝置，包括上料通道、第一視覺檢測工位、翻轉機構、螺紋通規檢測機構、第二視覺檢測機構、螺紋止規檢測機構、高精度旋轉分度盤、下料機構和基座。

進一步的，基座為框架型結構，上料通道、第一視覺檢測工位、翻轉機構、螺紋通規檢測機構、第二視覺檢測機構、螺紋止規檢測機構、高精度旋轉分度盤設置在基座的大理石檯面上，下料機構設置在基座的大理石臺面下方的下料位置處。

本發明還提供一種小型迴轉體工件的自動分選方法，採用小型迴轉體工件旋轉式高精度內螺紋檢測自動分選裝置，所述方法包括如下步驟：

步驟一：待檢測工件通過上料通道的傳送帶上料，上料通道前端的雷射對射管探測到工件到達抓取位置；

步驟二：高精度旋轉分度盤下降，高精度旋轉分度盤上1#取料爪抓取工件提升至分度盤上升位，在旋轉至高精度旋轉分度盤工作位置，高精度旋轉分度盤下降至工作下降位置；

步驟三：第一視覺檢測裝置進行拍照檢測工件外徑和同心度，同時分度盤上2#和3#取料爪閉合夾持在本工位檢測完工件；

步驟四：檢測完成後高精度旋轉分度盤提升至分度盤上升並旋轉至下料位置，之後高精度旋轉分度盤下降至工作下降位置；

步驟五：高精度旋轉分度盤上1#、2#、3#取料爪鬆開，將在第一視覺檢測工位檢測完的工件放置在螺紋通規檢測機構上進行螺紋、高度和垂直度檢測；

步驟六：將螺紋通規檢測機構檢測完的工件放置在螺紋止規檢測機構上進行螺紋檢測；

步驟七：將在螺紋止規檢測機構檢測完的工件放置下料傳送帶上，下料傳送帶傳送到相應理料盒位置，通過推料氣缸推進理料盒內，完成全部檢測操作。

附圖說明

圖1為本發明的檢測自動分選裝置正視圖。

圖2為本發明的檢測自動分選裝置斜視圖。

圖3(1)為本發明的螺紋通規檢測機構正視圖。

圖3(2)為本發明的螺紋通規檢測機構斜視圖。

圖4(1)為本發明的高精度旋轉分度盤正視圖。

圖4(2)為本發明的高精度旋轉分度盤斜視圖。

圖5為本發明的螺紋止規檢測機構斜視圖。

(注意：附圖中的所示結構只是為了說明發明特徵的示意，並非是要依據附圖所示結構。)

具體實施方式

如圖1-2所示，根據本發明所述的小型迴轉體工件旋轉式高精度內螺紋檢測自動分選裝置，包括：上料通道1、第一視覺檢測工位2、翻轉機構3、螺紋通規檢測機構4、第二視覺檢測機構5、螺紋止規檢測機構6、高精度旋轉分度盤7、下料機構8和基座9。

基座9為框架型結構，在基座9上設置上述料通道1、第一視覺檢測工位2、翻轉機構3、螺紋通規檢測機構4、第二視覺檢測機構5、螺紋止規檢測機構6、高精度旋轉分度盤7、下料機構8。

進一步的，上述上料通道1、第一視覺檢測工位2、翻轉機構3、螺紋通規檢測機構4、第二視覺檢測機構5、螺紋止規檢測機構6、高精度旋轉分度盤7設置在基座9的大理石檯面上，下料機構8設置在基座9的大理石臺面下方的下料位置處。

由於大理石具有結構緻密，抗壓強度好、線脹係數極小、剛性好、硬度高、耐磨性強、溫度變形小的特點，因此適用於本發明這樣的高精度檢測設備，防止其他材料臺面發生形變導致設備精度受到影響的可能。而且大理石臺面具有維護保養方便簡單、使用壽命長、不磁化、無滯澀感、不受潮溼影響、平面稱定好的優點。

在基座9大理石臺面的中心位置設置高精度旋轉分度盤7，上料通道1、第一視覺檢測裝置2、翻轉機構3、螺紋通規檢測機構4、第二視覺檢測裝置5、螺紋止規檢測機構6、下料機構8布置於高精度旋轉分度盤7的周圍。

如圖4(1)、(2)所示，高精度旋轉分度盤7包括至少1#、2#、3#三個取料爪和分度盤配重共四個分支，其中分度盤的配重，保證分度盤動作時的動平衡。

所有取料爪的旋轉和升降分別兩個高精度伺服電機驅動，其中升降電機7-1位於取料爪上部，升降電機7-1驅動滾珠絲槓7-5實現分度盤的升降；旋轉電機7-2位於取料爪下部，可以實現取料爪精準的旋轉和上升到相應位置。

並且，在各個取料爪上配有氣動手指7-4，用於將工件夾持放置到各個工位檢測，通過高精度旋轉分度盤7可實現多工件多工位並行檢測，同時高精度旋轉分度盤7的旋轉電機7-2配有減速器7-3使分度盤7旋轉時保證了精度同時能夠增大旋轉力矩。

上料通道1和下料機構8分別對稱的位於高精度旋轉分度盤7兩側的上料位置和下料位置。其中，上料通道1包括步進電機和傳送帶，步進電機位於上料通道1的端部，用於驅動傳送帶，實現工件的自動上料。在上料通道1前端設置雷射對射管，用於探測工件是否到達抓取位置。

下料機構8包括下料傳帶8-1、下料推料氣缸8-2、下料理料通道8-3。

再如圖1所示，第一視覺檢測工位2、翻轉機構3、螺紋通規檢測機構4、第二視覺檢測機構5、螺紋止規檢測機構6分別位於高精度旋轉分度盤7的取料爪對應的各個工位位置處。

如圖3(1)、(2)所示，螺紋通規檢測機構4包括高精度伺服電機4-3、螺紋檢具4-4、位移傳感器4-1和三爪定位氣缸4-2。

其中，三爪定位氣缸4-2對工件進行定位和固定，高精度伺服電機4-3可調整電機轉速且可實現正反轉，電機帶動螺紋檢具實現螺紋檢測同時通過位移傳感器4-1來判斷工件螺紋深度，同時螺紋檢具4-4檢測時能夠將工件內部細小毛刺帶出，機構內部有吹氣裝置將遺留在檢具上的毛刺清除。

如圖5所示，螺紋止規檢測機構6包括高精度伺服電機6-1、螺紋檢具6-3和三爪定位氣缸6-2，其工作方式與螺紋通規檢測機構4相同。

進一步的，第一視覺檢測裝置2和第二視覺檢測裝置5都採用高解析度工業相機和高精度雙側遠心鏡頭，通過高解析度相機對工件進行拍照檢測，相機通過高精度標定板標定後來檢測工件外徑、同心度、高度和垂直度。

操作時，視覺系統通過高精度標定以後，通過第一視覺檢測裝置2對工件外徑和內孔檢測，基於最小二乘擬合算法，對其改進能夠精準的提取工件的亞像素輪廓得到工件外徑和同心度參數。通過第二視覺檢測裝置5對工件高度和垂直度檢測，也是基於改進最小二乘擬合算法分別在工件上邊緣和下邊緣擬合一條直線進行高度測量，通過擬合檢具中軸線與工件的下邊緣檢測螺紋孔與端面的垂直度。

並且，在視覺系統中可根據客戶需求自定義編寫分級腳本，對每個工件的各項檢測結果進行綜合評估得到相應的工件分級序號，並與PLC通信將其工件輸送到相應的理料盒內。

翻轉機構3用於檢測雙面螺紋工件檢測時的翻轉操作，通過翻轉機構3實現雙面螺紋檢測。

以上為根據本發明所述的小型迴轉體工件旋轉式高精度內螺紋檢測自動分選裝置的詳細結構，通過上述結構可以將工件的各項技術參數逐一檢測，並且能夠實現多工件多工位並行檢測，大大提高了檢測效率，下文將對其具體操作過程進行進一步的描述。

根據以上描述，操作時包括以下各個步驟：

步驟一：待檢測工件通過上料通道1的傳送帶上料，上料通道1前端的雷射對射管探測到工件到達抓取位置；

步驟二：高精度旋轉分度盤7下降，高精度旋轉分度盤7上1#取料爪抓取工件提升至分度盤上升位，在旋轉至高精度旋轉分度盤7工作位置，高精度旋轉分度盤7下降至工作下降位置；

步驟三：第一視覺檢測裝置2進行拍照檢測工件外徑和同心度，同時分度盤上2#和3#取料爪閉合夾持在本工位檢測完工件。

步驟四：檢測完成後高精度旋轉分度盤7提升至分度盤上升並旋轉至下料位置，之後高精度旋轉分度盤7下降至工作下降位置；

步驟五：高精度旋轉分度盤7上1#、2#、3#取料爪鬆開，將在第一視覺檢測工位2檢測完的工件放置在螺紋通規檢測機構4上進行螺紋、高度和垂直度檢測；

步驟六：將螺紋通規檢測機構4檢測完的工件放置在螺紋止規檢測機構6上進行螺紋檢測；

步驟七：將在螺紋止規檢測機構6檢測完的工件放置下料傳送帶8-1上，下料傳送帶8-1傳送到相應理料盒位置，通過推料氣缸推進理料盒內，完成全部檢測操作。

上述步驟中，工件放置在螺紋通規檢測機構4上時，通過三爪定位氣缸4-2將工件定位固定，伺服電機4-3帶動螺紋檢具4-4，實施內螺紋通規檢測，將其內螺紋毛刺等缺陷旋出。如果電機旋轉扭距達到設定值，但是沒有達到設定螺紋深度，則伺服電機4-3自動反向退出，定工件螺紋不合格；如果達到設定螺紋深度且扭矩小於設定值，定工件螺紋合格，啟動第二視覺檢測機構5對工件進行高度和垂直度檢測，檢測完成後電機自動反向退出。如果是雙面螺紋工件，通過翻轉機構3進行翻轉進行同樣工序操作。

進一步的，在螺紋止規檢測機構6中，通過三爪定位氣缸6-2對工件進行定位固定，伺服電機6-1帶動螺紋檢具進行旋轉，在伺服電機6-1旋轉2圈以內，且扭矩大於設定值，定工件螺紋合格。如果伺服電機6-1旋轉2圈且扭矩小於設定值則工件螺紋不合格，伺服電機6-1自動反向退出。對每個工件各項檢測結果進行綜合判定結果，通過下料機構分選至相應理料盒內。

檢測光孔工件時，只需在人機界面設備定為光孔工件，執行操作以後在原有的工序不變，螺紋通規檢測機構4和螺紋止規檢測機構6中伺服電機停止工作，只在螺紋通規檢測機構4中三爪定位氣缸4-2對工件進行定位固定啟動第二視覺檢測機構5對工件進行高度和垂直度檢測即可。

通過以上描述可知，根據本發明所述的小型迴轉體工件旋轉式高精度內螺紋檢測自動分選裝置，與傳統的小型迴轉體工件旋轉式高精度內螺紋檢測自動分選裝置相比，具有以下特點：

(1)採用高精度伺服驅動高精度分度盤高頻往復運動，實現多工件多工位並行檢測，大大的提高了檢測效率，同時也大大降低了用人成本且設備維護簡單，操作員易操作的特點；

(2)設備適應強，可對標準螺紋(M類)、鋼絲螺套底螺紋(ST類)和光孔工件進行檢測；

(3)下料機構可以按需求自定義分級，將其工件的檢測結果自動分選；

(4)與國外能夠實現類似性能的設備相比，成本是國外設備1/4左右。

以上所述，僅為發明的較佳實施例而已，並非用於限定發明的保護範圍，凡在發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在發明的保護範圍之內。