小型回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)式高精度內(nèi)螺紋檢測自動分選裝置及采用該裝置的自動分選方法與流程

本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別涉及一種小型回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)式高精度內(nèi)螺紋檢測自動分選裝置及采用該裝置的方法。

背景技術(shù)：

目前，在現(xiàn)有技術(shù)中，對回轉(zhuǎn)體工件的各項(xiàng)參數(shù)如外徑、高度、垂直度、同心度等的檢測，大多數(shù)利用人工手動對各項(xiàng)參數(shù)逐一檢測，這樣的檢測效率是極低的，同時使企業(yè)的用人成本大大增加。同時在工件加工內(nèi)螺紋時產(chǎn)生毛刺，也有可能出現(xiàn)螺紋深度不夠、內(nèi)螺紋孔與端面不垂直，或者由于設(shè)備長時間加工絲錐磨損導(dǎo)致加工螺紋不合格等問題，導(dǎo)致設(shè)備性能受到影響，甚至設(shè)備長時間運(yùn)行出現(xiàn)人身安全問題。

有鑒于此，需要對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以滿足目前對回轉(zhuǎn)體工件的各項(xiàng)參數(shù)檢測的使用要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種小型回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)式高精度內(nèi)螺紋檢測自動分選裝置及采用該裝置的方法，所述設(shè)備簡單易維護(hù)，成本降低，可實(shí)現(xiàn)多工件多工位并行檢測，滿足了小型回轉(zhuǎn)體工件的檢測要求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種小型回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)式高精度內(nèi)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(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、螺紋通規(guī)檢測機(jī)構(gòu)、第二視覺檢測機(jī)構(gòu)、螺紋止規(guī)檢測機(jī)構(gòu)、高精度旋轉(zhuǎn)分度盤、下料機(jī)構(gòu)和基座。

進(jìn)一步的，基座為框架型結(jié)構(gòu)，上料通道、第一視覺檢測工位、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、螺紋通規(guī)檢測機(jī)構(gòu)、第二視覺檢測機(jī)構(gòu)、螺紋止規(guī)檢測機(jī)構(gòu)、高精度旋轉(zhuǎn)分度盤設(shè)置在基座的大理石臺面上，下料機(jī)構(gòu)設(shè)置在基座的大理石臺面下方的下料位置處。

本發(fā)明還提供一種小型回轉(zhuǎn)體工件的自動分選方法，采用小型回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)式高精度內(nèi)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，上料通道前端的激光對射管探測到工件到達(dá)抓取位置；

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

步驟三：第一視覺檢測裝置進(jìn)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：檢測完成后高精度旋轉(zhuǎn)分度盤提升至分度盤上升并旋轉(zhuǎn)至下料位置，之后高精度旋轉(zhuǎn)分度盤下降至工作下降位置；

步驟五：高精度旋轉(zhuǎn)分度盤上1#、2#、3#取料爪松開，將在第一視覺檢測工位檢測完的工件放置在螺紋通規(guī)檢測機(jī)構(gòu)上進(jìn)行螺紋、高度和垂直度檢測；

步驟六：將螺紋通規(guī)檢測機(jī)構(gòu)檢測完的工件放置在螺紋止規(guī)檢測機(jī)構(gòu)上進(jìn)行螺紋檢測；

步驟七：將在螺紋止規(guī)檢測機(jī)構(gòu)檢測完的工件放置下料傳送帶上，下料傳送帶傳送到相應(yīng)理料盒位置，通過推料氣缸推進(jìn)理料盒內(nèi)，完成全部檢測操作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的檢測自動分選裝置正視圖。

圖2為本發(fā)明的檢測自動分選裝置斜視圖。

圖3(1)為本發(fā)明的螺紋通規(guī)檢測機(jī)構(gòu)正視圖。

圖3(2)為本發(fā)明的螺紋通規(guī)檢測機(jī)構(gòu)斜視圖。

圖4(1)為本發(fā)明的高精度旋轉(zhuǎn)分度盤正視圖。

圖4(2)為本發(fā)明的高精度旋轉(zhuǎn)分度盤斜視圖。

圖5為本發(fā)明的螺紋止規(guī)檢測機(jī)構(gòu)斜視圖。

(注意：附圖中的所示結(jié)構(gòu)只是為了說明發(fā)明特征的示意，并非是要依據(jù)附圖所示結(jié)構(gòu)。)

具體實(shí)施方式

如圖1-2所示，根據(jù)本發(fā)明所述的小型回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)式高精度內(nèi)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(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、螺紋通規(guī)檢測機(jī)構(gòu)4、第二視覺檢測機(jī)構(gòu)5、螺紋止規(guī)檢測機(jī)構(gòu)6、高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7、下料機(jī)構(gòu)8和基座9。

基座9為框架型結(jié)構(gòu)，在基座9上設(shè)置上述料通道1、第一視覺檢測工位2、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、螺紋通規(guī)檢測機(jī)構(gòu)4、第二視覺檢測機(jī)構(gòu)5、螺紋止規(guī)檢測機(jī)構(gòu)6、高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7、下料機(jī)構(gòu)8。

進(jìn)一步的，上述上料通道1、第一視覺檢測工位2、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、螺紋通規(guī)檢測機(jī)構(gòu)4、第二視覺檢測機(jī)構(gòu)5、螺紋止規(guī)檢測機(jī)構(gòu)6、高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7設(shè)置在基座9的大理石臺面上，下料機(jī)構(gòu)8設(shè)置在基座9的大理石臺面下方的下料位置處。

由于大理石具有結(jié)構(gòu)致密，抗壓強(qiáng)度好、線脹系數(shù)極小、剛性好、硬度高、耐磨性強(qiáng)、溫度變形小的特點(diǎn)，因此適用于本發(fā)明這樣的高精度檢測設(shè)備，防止其他材料臺面發(fā)生形變導(dǎo)致設(shè)備精度受到影響的可能。而且大理石臺面具有維護(hù)保養(yǎng)方便簡單、使用壽命長、不磁化、無滯澀感、不受潮濕影響、平面稱定好的優(yōu)點(diǎn)。

在基座9大理石臺面的中心位置設(shè)置高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7，上料通道1、第一視覺檢測裝置2、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、螺紋通規(guī)檢測機(jī)構(gòu)4、第二視覺檢測裝置5、螺紋止規(guī)檢測機(jī)構(gòu)6、下料機(jī)構(gòu)8布置于高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7的周圍。

如圖4(1)、(2)所示，高精度旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)和升降分別兩個高精度伺服電機(jī)驅(qū)動，其中升降電機(jī)7-1位于取料爪上部，升降電機(jī)7-1驅(qū)動滾珠絲杠7-5實(shí)現(xiàn)分度盤的升降；旋轉(zhuǎn)電機(jī)7-2位于取料爪下部，可以實(shí)現(xiàn)取料爪精準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)和上升到相應(yīng)位置。

并且，在各個取料爪上配有氣動手指7-4，用于將工件夾持放置到各個工位檢測，通過高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7可實(shí)現(xiàn)多工件多工位并行檢測，同時高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7的旋轉(zhuǎn)電機(jī)7-2配有減速器7-3使分度盤7旋轉(zhuǎn)時保證了精度同時能夠增大旋轉(zhuǎn)力矩。

上料通道1和下料機(jī)構(gòu)8分別對稱的位于高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7兩側(cè)的上料位置和下料位置。其中，上料通道1包括步進(jìn)電機(jī)和傳送帶，步進(jìn)電機(jī)位于上料通道1的端部，用于驅(qū)動傳送帶，實(shí)現(xiàn)工件的自動上料。在上料通道1前端設(shè)置激光對射管，用于探測工件是否到達(dá)抓取位置。

下料機(jī)構(gòu)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(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、螺紋通規(guī)檢測機(jī)構(gòu)4、第二視覺檢測機(jī)構(gòu)5、螺紋止規(guī)檢測機(jī)構(gòu)6分別位于高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7的取料爪對應(yīng)的各個工位位置處。

如圖3(1)、(2)所示，螺紋通規(guī)檢測機(jī)構(gòu)4包括高精度伺服電機(jī)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(jìn)行定位和固定，高精度伺服電機(jī)4-3可調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速且可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，電機(jī)帶動螺紋檢具實(shí)現(xiàn)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?qū)⒐ぜ?nèi)部細(xì)小毛刺帶出，機(jī)構(gòu)內(nèi)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(guī)檢測機(jī)構(gòu)6包括高精度伺服電機(jī)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(guī)檢測機(jī)構(gòu)4相同。

進(jìn)一步的，第一視覺檢測裝置2和第二視覺檢測裝置5都采用高分辨率工業(yè)相機(jī)和高精度雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭，通過高分辨率相機(jī)對工件進(jìn)行拍照檢測，相機(jī)通過高精度標(biāo)定板標(biāo)定后來檢測工件外徑、同心度、高度和垂直度。

操作時，視覺系統(tǒng)通過高精度標(biāo)定以后，通過第一視覺檢測裝置2對工件外徑和內(nèi)孔檢測，基于最小二乘擬合算法，對其改進(jìn)能夠精準(zhǔn)的提取工件的亞像素輪廓得到工件外徑和同心度參數(shù)。通過第二視覺檢測裝置5對工件高度和垂直度檢測，也是基于改進(jìn)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(jìn)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。

并且，在視覺系統(tǒng)中可根據(jù)客戶需求自定義編寫分級腳本，對每個工件的各項(xiàng)檢測結(jié)果進(jìn)行綜合評估得到相應(yīng)的工件分級序號，并與PLC通信將其工件輸送到相應(yīng)的理料盒內(nèi)。

翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3用于檢測雙面螺紋工件檢測時的翻轉(zhuǎn)操作，通過翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3實(shí)現(xiàn)雙面螺紋檢測。

以上為根據(jù)本發(fā)明所述的小型回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)式高精度內(nèi)螺紋檢測自動分選裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，通過上述結(jié)構(gòu)可以將工件的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)逐一檢測，并且能夠?qū)崿F(xiàn)多工件多工位并行檢測，大大提高了檢測效率，下文將對其具體操作過程進(jìn)行進(jìn)一步的描述。

根據(jù)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前端的激光對射管探測到工件到達(dá)抓取位置；

步驟二：高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7下降，高精度旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)至高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7工作位置，高精度旋轉(zhuǎn)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(jìn)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：檢測完成后高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7提升至分度盤上升并旋轉(zhuǎn)至下料位置，之后高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7下降至工作下降位置；

步驟五：高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7上1#、2#、3#取料爪松開，將在第一視覺檢測工位2檢測完的工件放置在螺紋通規(guī)檢測機(jī)構(gòu)4上進(jìn)行螺紋、高度和垂直度檢測；

步驟六：將螺紋通規(guī)檢測機(jī)構(gòu)4檢測完的工件放置在螺紋止規(guī)檢測機(jī)構(gòu)6上進(jìn)行螺紋檢測；

步驟七：將在螺紋止規(guī)檢測機(jī)構(gòu)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(yīng)理料盒位置，通過推料氣缸推進(jìn)理料盒內(nèi)，完成全部檢測操作。

上述步驟中，工件放置在螺紋通規(guī)檢測機(jī)構(gòu)4上時，通過三爪定位氣缸4-2將工件定位固定，伺服電機(jī)4-3帶動螺紋檢具4-4，實(shí)施內(nèi)螺紋通規(guī)檢測，將其內(nèi)螺紋毛刺等缺陷旋出。如果電機(jī)旋轉(zhuǎn)扭距達(dá)到設(shè)定值，但是沒有達(dá)到設(shè)定螺紋深度，則伺服電機(jī)4-3自動反向退出，定工件螺紋不合格；如果達(dá)到設(shè)定螺紋深度且扭矩小于設(shè)定值，定工件螺紋合格，啟動第二視覺檢測機(jī)構(gòu)5對工件進(jìn)行高度和垂直度檢測，檢測完成后電機(jī)自動反向退出。如果是雙面螺紋工件，通過翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3進(jìn)行翻轉(zhuǎn)進(jìn)行同樣工序操作。

進(jìn)一步的，在螺紋止規(guī)檢測機(jī)構(gòu)6中，通過三爪定位氣缸6-2對工件進(jìn)行定位固定，伺服電機(jī)6-1帶動螺紋檢具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在伺服電機(jī)6-1旋轉(zhuǎn)2圈以內(nèi)，且扭矩大于設(shè)定值，定工件螺紋合格。如果伺服電機(jī)6-1旋轉(zhuǎn)2圈且扭矩小于設(shè)定值則工件螺紋不合格，伺服電機(jī)6-1自動反向退出。對每個工件各項(xiàng)檢測結(jié)果進(jìn)行綜合判定結(jié)果，通過下料機(jī)構(gòu)分選至相應(yīng)理料盒內(nèi)。

檢測光孔工件時，只需在人機(jī)界面設(shè)備定為光孔工件，執(zhí)行操作以后在原有的工序不變，螺紋通規(guī)檢測機(jī)構(gòu)4和螺紋止規(guī)檢測機(jī)構(gòu)6中伺服電機(jī)停止工作，只在螺紋通規(guī)檢測機(jī)構(gòu)4中三爪定位氣缸4-2對工件進(jìn)行定位固定啟動第二視覺檢測機(jī)構(gòu)5對工件進(jìn)行高度和垂直度檢測即可。

通過以上描述可知，根據(jù)本發(fā)明所述的小型回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)式高精度內(nèi)螺紋檢測自動分選裝置，與傳統(tǒng)的小型回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)式高精度內(nèi)螺紋檢測自動分選裝置相比，具有以下特點(diǎn)：

(1)采用高精度伺服驅(qū)動高精度分度盤高頻往復(fù)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)多工件多工位并行檢測，大大的提高了檢測效率，同時也大大降低了用人成本且設(shè)備維護(hù)簡單，操作員易操作的特點(diǎn)；

(2)設(shè)備適應(yīng)強(qiáng)，可對標(biāo)準(zhǔn)螺紋(M類)、鋼絲螺套底螺紋(ST類)和光孔工件進(jìn)行檢測；

(3)下料機(jī)構(gòu)可以按需求自定義分級，將其工件的檢測結(jié)果自動分選；

(4)與國外能夠?qū)崿F(xiàn)類似性能的設(shè)備相比，成本是國外設(shè)備1/4左右。

以上所述，僅為發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。