CN101916392A - 钢球数量检测机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢球数量检测机，属于检测设备领域。所述检测机包括工作台面、基座、激光传感器、电控机构、旋转机构、送料机构及传感控制器，其中，送料机构用于夹紧或松开含有钢球的产品，旋转机构用于带动激光传感器360°范围旋转，激光传感器用于检测钢球的位置，传感控制器用于设定检测到钢球有无参数，电控机构用于控制激光传感器、旋转机构、送料机构及传感控制器动作。应用本发明钢球数量检测机进行检测，实现了大规模、连续化的自动检测，具有检测方便及检测可靠度高的优点，解决了现有技术中普遍存在的，由于检测者视觉疲劳或精神不集中造成的错检和漏检问题，有效避免了不合格品向下道工序的流转的可能，消除了由此带来的汽车潜在风险。

Description

钢球数量检测机

技术领域

本发明涉及自动检测设备，特别涉及一种钢球数量检测机，用于检测CV万向节内中的六个钢球是否安装到位。

背景技术

所谓万向节，指的是利用球型连接实现不同轴的动力传送的机械结构，是汽车上的重要部件之一。

目前，汽车上常用的等速万向节为球笼式万向节(也称CV万向节)。如图5a及图5b中所示的CV万向节8，该CV万向节8包括六个钢球8.1。在CV万向节六钢球的装配过程中，六钢球数量的检测是一项重要的工序，通常采用的检测方法是人工目视。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

该方法不仅需要检测者注意力高度集中，而且也容易造成检测者的视觉疲劳，因此检测中稍有疏忽就会造成漏检或错检，而后续的工序很难发现钢球是否全部安装到位，由此造成的不合格品会流转到汽车厂，而最终装配到汽车上，给汽车带来极大的潜在风险。

发明内容

为了解决现有技术中，由于人工目测方法极易发生漏检或错检，而导致漏装钢球的CV万向节产品流转到下一工序的问题，本发明实施例提供了一种钢球数量检测机。所述技术方案如下：

一种钢球数量检测机，包括工作台面、基座、激光传感器、电控机构、旋转机构、送料机构及传感控制器，所述基座设于所述工作台面上，所述旋转机构固定在所述基座上，所述旋转机构连接着所述激光传感器，所述送料机构设于所述激光传感器的下方；其中，所述送料机构用于夹紧或松开含有所述钢球的产品，所述旋转机构用于带动所述激光传感器360°范围旋转，所述激光传感器用于检测所述钢球的位置，所述传感控制器用于设定检测到所述钢球有无参数，所述电控机构用于控制所述激光传感器、旋转机构、送料机构及传感控制器动作。

进一步地，为了方便调整所述激光传感器，所述激光传感器与所述旋转机构之间设有调整机构。

具体地，所述调整机构包括顺次连接的联轴器、固定架及定位架，所述联轴器与所述旋转机构相连，所述固定架与所述基座相连，所述激光传感器固定连接在所述定位架上。

进一步地，所述激光传感器通过调整螺钉固定连接在所述定位架上，为了便于激光传感器检测规格及型号大小不一的各类产品，所述定位架上对应所述调整螺钉的安装孔为弧形槽孔，通过调整所述调整螺钉相对所述弧形槽孔的位置，使所述激光传感器的中心线相对水平面在0°-90°的角度范围内倾斜。

具体地，所述旋转机构包括步进电机，与所述步进电机相连的大皮带轮，通过同步带与所述大皮带轮相连的小皮带轮。

进一步地，为了精确控制旋转机构360°的旋转，所述大皮带轮上设有感应螺钉，相应所述大皮带轮的运动轨迹上设有呈一定角度设置的两个接近开关，所述两个接近开关分别用来控制所述激光传感器的起始位置和终止位置，通过采集所述两个接近开关的信号来保证所述激光传感器360°的旋转。

具体地，所述送料机构包括固定在所述工作台面下的V型定位座，安装在所述V型定位座上的左V型定位和右V型定位，安装在所述V型定位座中心位置的手指气缸，以及安装在所述手指气缸下方的光电开关，其中，所述光电开关用于感应所述产品是否就位，所述手指气缸控制所述左V型定位和所述右V型定位沿水平方向位移，松开或夹紧所述产品。

进一步地，为了使激光传感器能够相对所述产品对中，所述基座上连接着位置调整机构，位置调整机构用于所述基座的前后及左右位置的调整。

具体地，所述位置调整机构包括前后调整螺杆和左右调整螺杆。

进一步地，为了在检测的同时能够实现钢球注脂，沿所述送料结构的水平运动方向的所述工作台面上设有注脂工位，所述注脂工位的上方设有注脂喷头，相应的所述送料机构中设有气缸，所述气缸的一端通过连接板与所述工作台固定，另一端与所述送料机构相连。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：相比现有技术中的人工目测方法，应用本发明所述钢球数量检测机进行检测，在降低工人劳动强度的前提下，实现了大规模、连续化的自动检测，具有检测方便及检测可靠度高的优点，解决了现有技术中普遍存在的，由于检测者视觉疲劳或精神不集中造成的错检和漏检问题，有效避免了不合格品向下道工序的流转的可能，消除了由此带来的汽车潜在风险。

附图说明

图1a是本发明实施例中提供的钢球检测机的主视图；

图1b是图1a的俯视图；

图2是本发明实施例所述激光传感器调整机构的装配放大图；

图3是本发明实施例所述旋转结构的装配放大图；

图4是本发明实施例所述送料机构的装配放大图；

图5a是现有技术中的CV万向节的主视图；

图5b是图5a的俯视图；

图6是使用本发明实施例所述钢球检测机检测无漏装时，钢球的检测数据曲线图；

图7是使用本发明实施例所述钢球检测机检测有漏装时，钢球的检测数据曲线图。

附图中，各标号所代表的组件列表如下：

1  操作面板；

2  三色指示灯；

3  注脂喷头；

4  注脂工位；

5  旋转机构，5.1步进电机，5.2大皮带轮，5.3感应螺钉，5.4第一接近开关，5.5同步带，5.6小皮带轮，5.7第二接近开关；

6  激光传感器调整机构，6.1固定架，6.2激光传感器，6.3调整螺钉，6.4定位架，6.5联轴器；

7  基座；

8  CV万向节，8.1钢球；

9  送料机构，9.1左V型定位，9.2右V型定位，9.3V型定位座，9.4缓冲器，9.5光电开关，9.6手指气缸、9.7气缸，9.8第一磁性开关，9.9第二磁性开关；

10  机体；

11  前后调整螺杆；

12  左右调整螺杆；

13  传感控制器；

14  旋转机构机罩；

15  启动开关；

A-钢球信号；

B-钢球缝隙盲点信号，0.04S；

C-外壳信号；

D-钢球缺失信号，0.1S。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1a、1b所示，本发明实施例所述的一种钢球数量检测机，包括工作台面、基座7、激光传感器、电控机构、旋转机构5、送料机构9及传感控制器13。所述基座7设于所述机体10的工作台面上，所述旋转机构5固定在所述基座7上，所述旋转机构5连接着所述激光传感器6.2(可参见图2)，所述送料机构9设于所述激光传感器6.2(可参见图2)的下方；其中，所述送料机构9用于夹紧或松开含有所述钢球的产品，所述旋转机构5用于带动所述激光传感器360°范围旋转，所述激光传感器6.2(可参见图2)用于检测所述钢球的数量，所述传感控制器13用于设定检测到所述钢球有无参数，所述电控机构用于控制所述激光传感器、旋转机构5、送料机构9及传感控制器13动作。

本发明实施例以含有六个钢球8.1的CV万向节8(参见图5a、5b)产品为例加以说明，但不局限于此，该钢球数量检测机可适用于所有含有钢球的产品。

为了使整个检测机整洁，本实施例将检测机的各个组成部分安装在机体10内。本实施例中，所述的电控机构包括PLC控制器和继电器，为了便于操作，在机体10上设有一个操作面板1和一个启动开关15。操作面板1上设有复位、手动/自动、急停、夹紧/松开、送料/返回等按钮，可根据需要进行相应的选择。其中，操作面板1上的参数可手动调整。为了方便观看检测结构，设有一个与操作面板1相连的三色指示灯2。例如，当检测到CV万向节8钢球8.1数量不合格时，三色指示灯2中的红灯闪烁，不能进行下一步的操作。

如图1a、1b所示，进一步地，为了方便调整所述激光传感器6.2(可参见图2)，所述激光传感器6.2与所述旋转机构5之间设有一个激光传感器的调整机构6，通过激光传感器的调整机构6来实现所述激光传感器6.2在一定角度范围内的调整。

具体地，本例中，如图2所示，所述所述激光传感器的调整机构6包括顺次连接的联轴器6.5、固定架6.1及定位架6.4，其中，所述联轴器6.5与所述旋转机构5相连，用来传递旋转机构5输出的动力，便于激光传感器6.2的旋转。所述固定架6.1与所述联轴器6.5相连。所述激光传感器6.1固定连接在所述定位架6.4上。

本例中，所述激光传感器6.2具体是通过调整螺钉6.3固定连接在所述定位架6.4上的，所述激光传感器6.2通过调整螺钉6.3来实现在一定角度范围内的调整。为了便于激光传感器检测规格及型号大小不一的各类产品，如图2所示，所述定位架6.4上对应所述调整螺钉6.3的安装孔为弧形槽孔，通过调整所述调整螺钉6.3相对所述弧形槽孔的位置，使所述激光传感器6.2的中心线相对水平面在0°-90°的角度范围内倾斜。

具体地，如图3所示，所述旋转机构5包括步进电机5.1，与所述步进电机5.1相连的大皮带轮5.2，通过同步带5.5与所述大皮带轮5.2相连的小皮带轮5.6。由步进电机5.1提供动力，经大皮带轮5.2经同步带5.5传至小皮带轮5.6，再经小皮带轮5.6将动力通过联轴器6.5(可参见图2)传递给激光传感器6.2(可参见图2)。旋转机构5外部设有旋转机构机罩14(参见图1b)。

进一步地，如图3所示，为了精确控制所述旋转机构5 360°的旋转角度，所述大皮带轮5.2上设有感应螺钉5.3，相应所述大皮带轮5.2的运动轨迹上设有呈一定角度设置的第一接近开关5.4和第二接近开关5.7，第一接近开关5.4和第二接近开关5.7分别为激光传感器6.2(可参见图2)的起始位置和终止位置，通过采集这两个接近开关的信号来保证激光传感器360°的旋转。其中，第一接近开关5.4为起始位置，第二接近开关5.7为终止位置，当步进电机5.1带动大皮带轮5.2转动时，感应螺钉5.3在第一接近开关5.4采集一起始信号，当大皮带轮5.2上的感应螺钉5.3转到第二接近开关5.7时采集一终止信号，通过同步带5.5传到小皮带轮5.6上，即小皮带轮5.6转动一圈，也就是激光传感器6.2(可参见图2)旋转360°。

具体地，如图4所示，所述送料机构9包括固定在所述工作台面下的V型定位座9.3，安装在所述V型定位座9.3上的左V型定位9.1和右V型定位9.2，安装在所述V型定位座9.3中心位置的手指气缸9.6，以及安装在所述手指气缸9.6下方的光电开关9.5，其中，所述光电开关9.5用于感应所述CV万向节是否就位，所述手指气缸9.6控制所述左V型定位9.1和所述右V型定位9.2沿水平方向位移，松开或夹紧所述产品。当光电开关9.5感应到CV万向节8(可参见图1a)安装到指定位置后，左右V型定位9.1、9.2在手指汽缸9.6的作用下夹紧CV万向节8(可参见图1a)，手指汽缸9.6通过其内的活塞杆的上下运动，使手指汽缸9.6自身上的铰链块做松开或夹紧运动，并最终松开或夹紧CV万向节8(参见图1a)。

进一步地，为了在检测的同时能够实现钢球8.1(可参见图5a)注脂，如图1a所示，沿所述送料机构9的水平运动方向的所述工作台面上设有注脂工位4，所述注脂工位4的上方设有注脂喷头3，相应的所述送料机构9中设有气缸9.7(可参见图4)。参见图4，所述气缸9.7的一端通过连接板与所述工作台固定；另一端即活塞杆与所述送料机构9相连，使V型定位座9.3做相应的移动，当激光传感器6.2(可参见图2)检测CV万向节8六钢球8.1(可参见图5a)安装到位后，在汽缸9.7的作用下，将送料机构9送到注脂工位4(可参见图1a)，同时为了避免气缸9.7送料过程中的冲击，在送料机构9的起始和终止位置均各安装了一个缓冲器9.4，其中，送料机构9的起始位置和终止位置分别通过安装在汽缸9.7上的第一磁性开关9.8和第二磁性开关9.9来实现。

进一步地，如图1b所示，为了使激光传感器能够相对所述产品在前后及左右位置的对中，便于更准确的进行六钢球的数量检测，所述基座7上连接着位置调整机构，位置调整机构用于所述基座7的前后及左右位置的调整。

具体地，如图1b所示，所述位置调整机构包括前后调整螺杆11和左右调整螺杆12。

本实施例中所述激光传感器的设定，如图1b所示，通过所述的传感控制器13设定激光传感器6.2(可参见图2)检测钢球有无的参数。参见图2，松开调整螺钉6.3，调整激光传感器6.2的角度，将漏装钢球的孔位手动转到激光传感器6.2的光点处，使其光点射到漏装钢球的孔位下保持架窗口的下端面，微微转动CV万向节8(参见图1a)，使激光传感器6.2在漏装钢球处得到一个较小的检测数据，并按下传感控制器13(可参见图1b)上的“SET”键；微微转动CV万向节8(参见图1a)，使激光传感器6.2在装有钢球处选择一个较小检测数据，并再次按下传感控制器13(可参见图1b)上的““SET”键，即可得到一个设定值，再选择一个没有漏装钢球8.1的CV万向节8(可参见图5a)与漏装钢球8.1的CV万向节8(可参见图5a)进行间隔试运行，如果检测正常则可进入运行状态，否则需要重新设置激光传器。

本实施例中，注脂喷头3、旋转机构5、激光传感器调整机构6、送料机构9的动作实现及检测标准均由写入的PLC程序控制。

本发明实施例的工作原理是：由激光传感器通过检测到的模拟数据再转换成数字数据进而进行钢球是否漏装的检测，检测过程采用激光传感器旋转360°，激光传感器可前后调整，也可在一定的角度下调整，通过输入到激光传感控制器的钢球有/无得两个参数的比较，来判断CV万向节钢球数量是否合格。

本发明实施例的工作过程如下：参见图1a、1b，CV万向节8安装到送料结构9初始位置后，按启动开关15(可参见图1b)，左V型定位9.1、右V型定位9.2在手指汽缸9.6的作用下将CV万向节夹紧(可参见图4)，激光传感器6.2(可参见图2)旋转360°，如检测到六钢球全部安装到位后，送料机构9在汽缸9.7(可参见图4)的作用下，将CV万向节8送至注脂工位4，完成下一道工序的操作。若激光传感器6.2(可参见图2)在旋转检测过程中发现有钢球漏装，则三色指示灯2中的红灯报警，不能进入下一步的操作。如果钢球8.1(可参见图5a)没有漏装，激光传感器的检测数据曲线，如图6所示，图6中横坐标表示时间，纵坐标表示信号强度值。如果钢球8.1(可参见图5a)有漏装，激光传感器的检测数据曲线，如图7所示，图7中横坐标表示时间，纵坐标表示信号强度值。通过分析检测信号的持续时间即可检测出钢球8.1(可参见图5a)是否漏装，检测时间是用来区分在检测盲区时出现的不良信号状态，但在盲区时出现的无信号是非常短暂的(如图6所示)，所以需要屏蔽这个过程，检测时间就是屏蔽盲区信号的时间长短，如果这一参数设置过高容易出现将漏装钢球8.1(可参见图5a)的球笼检测为合格，如果这一参数设置过低，将容易出现将合格的球笼检测为不合格，所以这一参数设置非常重要，一般情况下不需要设置，而且最小值与最大值都会有设置的限制性，默认值为0.1S，最大允许设置值为0.15S，最小允许设置值为0.05S，如果设备检测误判率过高时，请重新调整为0.1S.如果在运行中常将装满钢球8.1的球笼检测为不良，则可将这一参数稍微调高一点，但不能一次性调得太多，建议每次的增加量不超过0.005S.如果在运行中常将漏装钢球8.1(可参见图5a)的球笼检测为合格，则可将这一参数稍微调低一点，同样不能一次性调得太多，建议每次的增加量不超过0.005S.

综上所述，相比现有技术中的人工目测方法，应用本发明实施例所述钢球数量检测机进行检测，在降低工人劳动强度的前提下，更可靠的控制了产品的质量，实现了不同类型CV万向节钢球数量大规模、连续化的自动检测，具有检测方便及检测可靠度高的优点，解决了现有技术中普遍存在的，由于检测者视觉疲劳或精神不集中造成的错检和漏检问题，有效避免了不合格品向下道工序的流转的可能，消除了由此带来的汽车潜在风险。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢球数量检测机，其特征在于，包括工作台面、基座、激光传感器、电控机构、旋转机构、送料机构及传感控制器，所述基座设于所述工作台面上，所述旋转机构固定在所述基座上，所述旋转机构连接着所述激光传感器，所述送料机构设于所述激光传感器的下方；其中，所述送料机构用于夹紧或松开含有所述钢球的产品，所述旋转机构用于带动所述激光传感器360°范围旋转，所述激光传感器用于检测所述钢球的位置，所述传感控制器用于设定检测到所述钢球有无参数，所述电控机构用于控制所述激光传感器、旋转机构、送料机构及传感控制器动作。

2.如权利要求1所述的钢球数量检测机，其特征在于，所述激光传感器与所述旋转机构之间设有调整机构。

3.如权利要求2所述的钢球数量检测机，其特征在于，所述调整机构包括顺次连接的联轴器、固定架及定位架，所述联轴器与所述旋转机构相连，所述固定架与所述基座相连，所述激光传感器固定连接在所述定位架上。

4.如权利要求3所述的钢球数量检测机，其特征在于，所述激光传感器通过调整螺钉固定连接在所述定位架上，所述定位架上对应所述调整螺钉的安装孔为弧形槽孔，通过调整所述调整螺钉相对所述弧形槽孔的位置，使所述激光传感器的中心线相对水平面在0°-90°的角度范围内倾斜。

5.如权利要求1所述的钢球数量检测机，其特征在于，所述旋转机构包括步进电机，与所述步进电机相连的大皮带轮，通过同步带与所述大皮带轮相连的小皮带轮。

6.如权利要求5所述的钢球数量检测机，其特征在于，所述大皮带轮上设有感应螺钉，相应所述大皮带轮的运动轨迹上设有呈一定角度设置的两个接近开关，所述两个接近开关分别用来控制所述激光传感器的起始位置和终止位置，通过采集所述两个接近开关的信号来保证所述激光传感器360°的旋转。

7.如权利要求1所述的钢球数量检测机，其特征在于，所述送料机构包括固定在所述工作台面下的V型定位座，安装在所述V型定位座上的左V型定位和右V型定位，安装在所述V型定位座中心位置的手指气缸，以及安装在所述手指气缸下方的光电开关，其中，所述光电开关用于感应所述产品是否就位，所述手指气缸控制所述左V型定位和所述右V型定位沿水平方向位移，松开或夹紧所述产品。

8.如权利要求1所述的钢球数量检测机，其特征在于，所述基座上连接着位置调整机构，位置调整机构用于所述基座的前后及左右位置的调整。

9.如权利要求8所述的钢球数量检测机，其特征在于，所述位置调整机构包括前后调整螺杆和左右调整螺杆。

10.如权利要求1-9任一项权利要求所述的钢球数量检测机，其特征在于，沿所述送料结构的水平运动方向的所述工作台面上设有注脂工位，所述注脂工位的上方设有注脂喷头，相应的所述送料机构中设有气缸，所述气缸的一端通过连接板与所述工作台固定，另一端与所述送料机构相连。

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