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多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置

阅读：82发布：2024-02-26

专利汇可以提供多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置，包括机架，机架上安装有整列分料机构、抓取料机构、视觉检测系统、分类仓、电控系统；整列分料机构，将螺栓呈整列输出并逐一分隔上料；抓取料机构，靠近整列分料机构的出料端且抓取螺栓移动；视觉检测系统，检测抓取料机构上螺栓的头部特征和螺纹特征并拍照；分类仓，设置在机架的下侧且分类收集检测后的螺栓；电控系统与整列分料机构、抓取料机构、视觉检测系统相连并控制各部分工作。本发明能够减轻工人劳动强度，大幅度提高工作效率，实现对标准件的损伤程度判定从严量化，提高检测准确性，保证产品质量。，下面是多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置，其特征在于：包括机架(1)，所述机架(1)上安装有整列分料机构(2)、抓取料机构(5)、视觉检测系统(3)、分类仓(4)、电控系统(6)；
所述整列分料机构(2)，将螺栓呈整列输出并逐一分隔上料；
所述抓取料机构(5)，靠近整列分料机构(2)的出料端且抓取螺栓移动；
所述视觉检测系统(3)，检测抓取料机构(5)上螺栓的头部特征和螺纹特征并拍照；
所述分类仓(4)，设置在机架(1)的下侧且分类收集检测后的螺栓；
所述电控系统(6)与整列分料机构(2)、抓取料机构(5)、视觉检测系统(3)相连并控制各部分工作。
2.根据权利要求1所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置，其特征在于：所述整列分料机构(2)包括将螺栓有序输出的整列机构(21)、设置在整列机构(21)的出料端并将螺栓分隔开的分料机构(22)。
3.根据权利要求2所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置，其特征在于：所述整列机构(21)包括振动盘(211)、与振动盘(211)相连的第一轨道(212)和第二轨道(213)，所述第一轨道(212)和第二轨道(213)上均连接有直线送料器(214)。
4.根据权利要求3所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置，其特征在于：所述分料机构(22)包括固定基板(221)、水平固连在固定基板(221)上的直线导轨(222)，所述固定基板(221)上对应第一轨道(212)和第二轨道(213)处均设有分料单元；
所述分料单元包括与直线导轨(222)滑动相连的分料板(223)、输出端与分料板(223)相连的横推气缸(224)。
5.根据权利要求1所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置，其特征在于：所述抓取料机构(5)包括移取机构(51)、机器人抓取机构(52)；
所述移取机构(51)包括由伺服电机驱动的直线模组(511)、连接在直线模组(511)的驱动端上抓取螺栓的夹爪气缸(512)；
所述机器人抓取机构(52)包括第一旋转轴(521)、连接在第一旋转轴(521)上的竖直移动轴(522)、连接在竖直移动轴(522)上的第二旋转轴(523)、安装在第二旋转轴(523)上的吸盘(524)。
6.根据权利要求5所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置，其特征在于：所述第二旋转轴(523)包括安装板(5231)、通过轴承与安装板(5231)相连且内部呈中空的气路转轴(5232)、通过皮带传动机构与气路转轴(5232)相连的步进电机(5233)，所述吸盘(524)连接于气路转轴(5232)。
7.根据权利要求1所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置，其特征在于：所述视觉检测系统(3)包括检测螺栓头部的第一视觉相机(31)、检测螺栓上螺纹的第二视觉相机(32)，所述第一视觉相机(31)、第二视觉相机(32)均与电控系统(6)相连。
8.根据权利要求1所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置，其特征在于：
所述分类仓(4)包括合格品仓(41)、可修复仓(42)、报废仓(43)三种不同仓室；
所述机架(1)的上端面设有沿弧线分布的若干个圆筒管(44)，所述圆筒管(44)与靠近的仓室通过管道相连。
9.根据权利要求1所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置，其特征在于：所述电控系统(6)包括工控机、与工控机相连的运动控制器和显示屏(61)。
10.根据权利要求9所述的多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置，其特征在于：所述机架(1)上设有安全围栏(7)，所述工控机、运动控制器均安装在机架(1)的底部，所述显示屏(61)安装在安全围栏(7)上。

说明书全文

多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置

技术领域

[0001] 本发明涉及螺栓检测技术领域，具体的说是多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置。

背景技术

[0002] 目前，自动检测技术在制造行业得到广泛的推广应用，自动检测技术主要是利用整列分料装置、机器视觉系统、机械臂等辅助系统完成。螺栓自动检测装置行业中也有很多应用，都是针对形态特征固定，检测参数单一，位置标定不变的同规格螺栓。

[0003] 但是，对于多规格螺栓，由于检测参数变化，形态特征不统一，通用的整列分料装置不能满足使用；对于损伤程度判定，更是没有相应的判定标准可以直接提供给机器视觉系统引用。

发明内容

[0004] 为了避免和解决上述技术问题，本发明提出了多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置。

[0005] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

[0006] 多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置，包括机架，所述机架上安装有整列分料机构、抓取料机构、视觉检测系统、分类仓、电控系统；

[0007] 所述整列分料机构，将螺栓呈整列输出并逐一分隔上料；

[0008] 所述抓取料机构，靠近整列分料机构的出料端且抓取螺栓移动；

[0009] 所述视觉检测系统，检测抓取料机构上螺栓的头部特征和螺纹特征并拍照；

[0010] 所述分类仓，设置在机架的下侧且分类收集检测后的螺栓；

[0011] 所述电控系统与整列分料机构、抓取料机构、视觉检测系统相连并控制各部分工作。

[0012] 作为本发明的进一步改进，所述整列分料机构包括将螺栓有序输出的整列机构、设置在整列机构的出料端并将螺栓分隔开的分料机构。

[0013] 作为本发明的进一步改进，所述整列机构包括振动盘、与振动盘相连的第一轨道和第二轨道，所述第一轨道和第二轨道上均连接有直线送料器。

[0014] 作为本发明的进一步改进，所述分料机构包括固定基板、水平固连在固定基板上的直线导轨，所述固定基板上对应第一轨道和第二轨道处均设有分料单元；所述分料单元包括与直线导轨滑动相连的分料板、输出端与分料板相连的横推气缸。

[0015] 作为本发明的进一步改进，抓取料机构包括移取机构、机器人抓取机构；

[0016] 所述移取机构包括由伺服电机驱动的直线模组、连接在直线模组的驱动端上抓取螺栓的夹爪气缸；

[0017] 所述机器人抓取机构包括第一旋转轴、连接在第一旋转轴上的竖直移动轴、连接在竖直移动轴上的第二旋转轴、安装在第二旋转轴上的吸盘。

[0018] 作为本发明的进一步改进，所述第二旋转轴包括安装板、通过轴承与安装板相连且内部呈中空的气路转轴、通过皮带传动机构与气路转轴相连的步进电机，所述吸盘连接于气路转轴。

[0019] 作为本发明的进一步改进，所述视觉检测系统包括检测螺栓头部的第一视觉相机、检测螺栓上螺纹的第二视觉相机，所述第一视觉相机、第二视觉相机均与电控系统相连。

[0020] 作为本发明的进一步改进，所述分类仓包括合格品仓、可修复仓、报废仓三种不同仓室；所述机架的上端面设有沿弧线分布的若干个圆筒管，所述圆筒管与靠近的仓室通过管道相连。

[0021] 作为本发明的进一步改进，所述电控系统包括工控机、与工控机相连的运动控制器和显示屏。

[0022] 作为本发明的进一步改进，所述机架上设有安全围栏，所述工控机、运动控制器均安装在机架的底部，所述显示屏安装在安全围栏上。

[0023] 本发明的有益效果是：

[0024] 1、本发明能够减轻工人劳动强度，缩短人工对标准件检查、维修以及分类的时间，大幅度提高工作效率。

[0025] 2、本发明实现对标准件的损伤程度判定从严量化，避免人为检测误差，提高检测准确性，保证产品质量。

[0026] 3、本发明操作简单，使用方便，整个装置的自动化程度高。附图说明

[0027] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0028] 图1为本发明实施例的立体结构组成示意图；

[0029] 图2为本发明实施例中整列分料机构的结构示意图；

[0030] 图3为图2的I处局部放大图；

[0031] 图4为本发明实施例中抓取料机构、视觉检测系统的结构示意图；

[0032] 图5为本发明实施例中机架与分类仓的装配结构示意图；

[0033] 图6为本发明实施例中电控系统的组成框图。

具体实施方式

[0034] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

[0035] 如图1至图6所示，多规格螺栓损伤程度自动检测和分类的一体式装置，包括机架1，所述机架1上安装有整列分料机构2、抓取料机构5、视觉检测系统3、分类仓4、电控系统6；

[0036] 所述整列分料机构2，将螺栓呈整列输出并逐一分隔上料；

[0037] 所述抓取料机构5，靠近整列分料机构2的出料端且抓取螺栓移动；

[0038] 所述视觉检测系统3，检测抓取料机构5上螺栓的头部特征和螺纹特征并拍照；

[0039] 所述分类仓4，设置在机架1的下侧且分类收集检测后的螺栓；

[0040] 所述电控系统6与整列分料机构2、抓取料机构5、视觉检测系统3相连并控制各部分工作。

[0041] 所述整列分料机构2包括将螺栓有序输出的整列机构21、设置在整列机构21的出料端并将螺栓分隔开的分料机构22。

[0042] 所述整列机构21包括振动盘211、与振动盘211相连的第一轨道212和第二轨道213，所述第一轨道212和第二轨道213上均连接有直线送料器214。

[0043] 所述分料机构22包括固定基板221、水平固连在固定基板221上的直线导轨222，所述固定基板221上对应第一轨道212和第二轨道213处均设有分料单元；所述分料单元包括与直线导轨222滑动相连的分料板223、输出端与分料板223相连的横推气缸224。

[0044] 所述分料板223上均设有用于螺栓取料的槽口223a。

[0045] 其中，分料机构22在使用时，第一轨道212或第二轨道213处的分料单元启动，横推气缸224推动分料板223，借助其上的槽口223a经过轨道的输出口并将螺栓从轨道中取出，同时分料板223上不含槽口223a的部分阻挡后续的螺栓的继续输出将螺栓分隔，以实现抓取料机构5的取料。

[0046] 所述抓取料机构5包括移取机构51、机器人抓取机构52；

[0047] 所述移取机构51包括由伺服电机驱动的直线模组511、连接在直线模组511的驱动端上抓取螺栓的夹爪气缸512，所述夹爪气缸512为平行气爪；

[0048] 所述机器人抓取机构52包括第一旋转轴521、连接在第一旋转轴521上的竖直移动轴522、连接在竖直移动轴522上的第二旋转轴523、安装在第二旋转轴523上的吸盘524。

[0049] 所述第一旋转轴521为由伺服电机驱动的摆臂，所述竖直移动轴522连接于摆臂的末端。

[0050] 所述竖直移动轴522为滑台气缸，所述第二旋转轴523连接在滑台气缸的移动端上。

[0051] 所述第二旋转轴523包括安装板5231、通过轴承与安装板5231相连且内部呈中空的气路转轴5232、通过皮带传动机构与气路转轴5232相连的步进电机5233，所述吸盘524连接于气路转轴5232，所述气路转轴5232外接于抽真空设备或气泵。

[0052] 当抓取料机构5抓取料时，夹爪气缸512从分料板223的槽口223a内抓取螺栓，并沿直线模组511向后移动至机器人抓取机构52的位置，第二旋转轴523在竖直移动轴522的驱动下下移，吸盘524抓取螺栓，然后第一旋转轴521随第一旋转轴521移动至视觉检测系统3处进行检测。

[0053] 所述视觉检测系统3包括检测螺栓头部的第一视觉相机31、检测螺栓上螺纹的第二视觉相机32，所述第一视觉相机31、第二视觉相机32均与电控系统6相连。

[0054] 所述第一视觉相机31呈竖直放置，所述第二视觉相机32呈水平放置。

[0055] 所述第一视觉相机31、第二视觉相机32均由相机、光源及光源控制器组成，相机采集图像时使用光源提供光照，包含与竖直放置的相机检测用同轴光源一个，与水平放置的相机同轴光源及背光源各一个，分别接入光源控制器的I、II、III通道，相机及光源通过光轴固定在机架1上，高度位置可方便调整，便于采集到合适的图像。

[0056] 所述分类仓4包括合格品仓41、可修复仓42、报废仓43三种不同仓室；所述机架1的上端面设有沿弧线分布的若干个圆筒管44，所述圆筒管44与靠近的仓室通过管道相连。

[0057] 所述圆筒管44所依托分布的弧线与吸盘524随第一旋转轴521摆动形成圆轨迹同心。

[0058] 所述电控系统6包括工控机、与工控机相连的运动控制器和显示屏61。所述工控机通过千兆以太网通讯线与视觉检测系统3连接，通过Modbus RTU与运动控制器连接。

[0059] 所述运动控制器包括西门子S71214C控制模块、IO扩展模块以及RS484通信模块，所述运动控制器负责对整个装置系统的功能动作进行控制，包括气动部件动作、直线模组系统及机械人系统的动作、光源的启停、振动系统的启停，以及实现装置系统的安全控制；运动控制器通过Modbus RTU协议与工控机通讯交换数据。

[0060] 所述机架1上设有安全围栏7，所述安全围栏7由透明有机玻璃与钢管材构成，所述工控机、运动控制器均安装在机架1的底部，所述显示屏61安装在安全围栏7上。

[0061] 下面对本发明的使用方法作进一步阐述：

[0062] 首先，在整列分料机构2处，螺栓在整列分料机构2中将多规格螺栓最终呈现同一种状态进行检测，振动盘211将螺栓有序的送入第一轨道212和第二轨道213，并最终到达分料区。

[0063] 然后，抓取料机构5将螺栓抓取到视觉检测系统3处，其中，通过第一视觉相机31检测螺栓的头部；通过第二视觉相机32，以及气路转轴5232带动螺栓以每次60°的角度完成6次旋转，此时螺栓正好转动一圈，实现对螺栓上螺纹的全面检测。

[0064] 接着，视觉检测系统3实现对螺栓的检测后，将检测结果发送至电控系统6中的工控机内，分析和完成对螺纹部分检测及尺寸分类，与头部检测规则一致。

[0065] 如果螺栓不能修复，则抓取料机构5将螺栓经圆筒管44直接放入分类仓4的报废品仓43内。

[0066] 如果螺栓的头部与螺纹有一项是需要修复，则抓取料机构5将螺栓投放至可修复仓42。

[0067] 如果螺栓的头部与螺纹皆合格，结合两次检测记录的形态特征及尺寸，将螺栓投放到相应的合格品仓41内完成分类。

[0068] 此外，为记录装置的整个工作流程，所有的检测状态均在显示屏61中实时显示。

[0069] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明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本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明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发明内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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