CN103920653A - 一种全自动平面度检测送料分拣一体化装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全自动平面度检测送料分拣一体化装置，包括机械手，机械手与上位机连接，平面度检测仪通过数据采集卡与上位机连接；机械手从待检箱吸取物料并将物料送至平面度检测仪，平面度检测仪对物料进行平面度检测并将检测结果传送至上位机，上位机根据平面度检测仪的检测结果确定该物料为正品或次品并将该信号传送给机械手；若为正品，则机械手将该测试后物料送至正品箱；若为次品，则机械手将该测试后物料送至次品箱。本发明还提供了一种全自动平面度检测送料分拣一体化装置的控制方法。本发明提供的装置可以实现全自动平面度检测与分拣，实现循环的取料、检测、送料的操作，大大提高了工作效率，适用于实际检测应用中的批量化操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种全自动平面度检测送料分拣一体化装置及控制方法，属于测控技术领域。
背景技术
平面的变形程度直接影响到产品的质量，平面度检测是高质量平面加工过程中的一个重要环节。如果经机加工后的零件表面其平面度有技术要求，必须经测量后判断其是否合格。测量产品平面度的方法有多种，如：(1)将工件放在平板上，用塞片塞插进行测量；(2)将平尺放在工件平面上，用塞片塞插测量；(3)将工件放在平板上，被测平面向上，用三个可调支承从下方顶住工件，在平面上调出三个等高点作为理想平面的零点，再用可移动指示表测量；(4)将工件放置于三坐标机上测量。上述这些方法均适合于在测量室内操作，但测量效率较低，且同时只能检测一个平面。传统的平面度检测及数据处理方式在使用中，上料及出料基本依靠手工方式，不但费时，而且不方便批量生产，尤其不适应规模生产的自动化检测过程。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种自动化程度高、使用方便、效率高的平面度检测送料分拣一体化装置及控制方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种全自动平面度检测送料分拣一体化装置，其特征在于：包括机械手，机械手通过PLC与上位机连接，平面度检测仪通过数据采集卡与上位机连接；机械手从待检箱吸取物料并将物料送至平面度检测仪，平面度检测仪对物料进行平面度检测并将检测结果传送至上位机，上位机根据平面度检测仪的检测结果确定该物料为正品或次品并将该信号传送给机械手；若为正品，则机械手将该测试后物料送至正品箱；若为次品，则机械手将该测试后物料送至次品箱；
平面度检测仪包括检测底座，载物台通过导轨设于检测底座上；导轨一侧设有水平伸缩气缸，水平伸缩气缸连接载物台；导轨另一侧设置检测工位，霍尔传感器设于检测工位处，顶面位移传感器通过升降气缸设于检测工位上方，侧面位移传感器设于检测工位远离导轨的一侧；检测工位两端均设有阻尼弹簧，当载物台位于检测工位时，阻尼弹簧在载物台两端的挤压下处于压缩状态；侧面位移传感器、顶面位移传感器、霍尔传感器、升降气缸、水平伸缩气缸均通过数据采集卡与上位机连接；
机械手包括机器人底座，连杆一端连接机器人底座，连杆另一端连接机械臂一端，机械臂另一端连接伸缩杆。
优选地，所述霍尔传感器通过霍尔传感器固定装置设于所述检测工位处。
优选地，所述检测工位上方设有顶面传感器固定装置，所述顶面位移传感器通过所述升降气缸设于顶面传感器固定装置上。
优选地，所述侧面位移传感器通过侧面传感器固定装置设于所述检测工位远离导轨的一侧。
优选地，所述阻尼弹簧通过阻尼弹簧固定装置设于所述检测工位两端。
优选地，所述载物台靠近所述水平伸缩气缸的一侧设有台阶。
优选地，所述机械手的连杆、机械臂用于在平面内进行定位和定向，所述伸缩杆用于完成末端物料垂直于平面的运动。
优选地，所述机械手的伸缩杆末端设有吸盘，吸盘可在电磁阀的作用下吸住物料。
本发明还提供了上述全自动平面度检测送料分拣一体化装置的控制方法，其特征在于：该方法由以下7个步骤组成：
步骤1：机械手回归到初始位置，即待检箱正上方；平面度检测装置的载物台回归初始位置，即水平伸缩气缸处于未伸出状态；平面度检测装置的顶面位移传感器回归到初始位置，即升降气缸处于未伸出状态；
步骤2：启动测量，机械手下降去吸取当前待测工件，然后逆时针旋转将待测工件送至平面度检测装置的载物台上；
步骤3：平面度检测装置开始测量，载物台在水平伸缩气缸的驱动下进入检测工位，并通过阻尼弹簧进行平衡减速；升降气缸下压，使得顶面位移传感器的探头处于自由状态并接触待测工件，数据采集卡获取顶面位移传感器和侧面位移传感器的数据并传给上位机，上位机根据获得的数据分析计算并确定该工件为正品或次品，并将该测定结果传送给机械手；
步骤4：升降气缸上拉，顶面位移传感器脱离工件顶面，水平伸缩气缸将载物台拉回到初始位置；
步骤5：机械手根据测定结果分拣测试后工件，机械手将测试后工件吸住，若为正品，则逆时针旋转至正品箱上方将测试后工件送至正品箱内；若为次品，则逆时针旋转至次品箱上方将测试后工件送至次品箱内；
步骤6：机械手返回至待检箱上方：
步骤7：如全部检测过程未结束，则跳转到步骤2继续执行，否则检测结束。
本发明提供的装置克服了现有技术的不足，可以实现全自动平面度检测与分拣，在运行的过程中可随时通过上位机界面进行急停复位，保证操作者的安全；并且可进行全自动化控制，实现循环的取料、检测、送料的操作，大大提高了工作效率，适用于实际检测应用中的批量化操作。
附图说明
图1为本发明提供的全自动平面度检测送料分拣一体化装置俯视图；
图2为本发明提供的全自动平面度检测送料分拣一体化装置左视图；
图3为本发明提供的全自动平面度检测送料分拣一体化装置轴测图；
图4为平面度检测仪俯视图；
图5为平面度检测仪左视图；
图6为机械手示意图；
图7为本发明提供的全自动平面度检测送料分拣一体化装置***框图；
图8为本发明提供的全自动平面度检测送料分拣一体化装置控制方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
图1～图3分别为本发明提供的全自动平面度检测送料分拣一体化装置俯视图、左视图和轴测图，所述的全自动平面度检测送料分拣一体化装置包括平面度检测仪1、待检箱2、机械手3、次品箱4和正品箱5，平面度检测仪1和机械手3均与上位机连接。
本发明提供的全自动平面度检测送料分拣一体化装置通过上位机及PLC控制平面度检测仪1和机械手3实现全自动一体化操作，包括机械手3从待检箱2吸取物料、机械手3将物料送至平面度检测仪1的检测台、平面度检测仪1对物料进行检测、机械手3将检测后物料送至正／次品箱、机械手3返回原位等操作。全自动平面度检测送料分拣一体化装置，在运行的过程中可随时通过上位机界面进行急停复位，保证操作者的安全。并且，本装置可进行全自动化控制，当启动装置后，即可实现循环的取料、检测、送料的操作，提高了工作效率。
结合图4和图5，平面度检测仪1包括检测底座6，载物台12通过导轨15装在检测底座6上，载物台12可沿导轨15滑动。导轨15一侧装有水平伸缩气缸13，水平伸缩气缸13连接载物台12。导轨15另一侧设置检测工位，霍尔传感器10通过霍尔传感器固定装置16设于检测工位处。顶面传感器固定装置17设于检测工位上方，顶面位移传感器9通过升降气缸11设于顶面传感器固定装置17上；侧面位移传感器8通过侧面传感器固定装置18设于检测工位远离导轨15的一侧。阻尼弹簧7通过阻尼弹簧固定装置19设于检测工位两端，且分别与载物台12的两端同轴设置，在载物台12接近检测工位时，通过阻尼弹簧7进行减速。侧面位移传感器8、顶面位移传感器9、霍尔传感器10、升降气缸11、水平伸缩气缸13均通过数据采集卡与上位机相连接。
待测工件14在送上载物台12后，可在水平伸缩气缸13的驱动下到达检测工位，并同时接受顶面和侧面的平面度检测，通过上位机软件控制可实现平面度快速检测，之后将检测后的工件送回至原工位。载物台12靠近水平伸缩气缸13一侧带有台阶，目的是挡住待检工件。在载物台12接近检测工位时，通过阻尼弹簧7进行减速(阻尼弹簧呈对称分布正好抵消驱动力以保障待检物品能和载物台保持同一平行)，在水平伸缩气缸13停止驱动后，并且霍尔传感器10检测到信号时，升降气缸11下降使得顶面位移传感器9与待测工件接触，即可开始读取传感器数据。
PC机上的检测软件控制检测装置，执行送料到检测工位、执行检测、检测完返回原工位。检测过程中，数据采集卡读取传感器数据并进行转换，然后检测软件进一步进行数据处理，分别得出待测工件两个相邻垂直面的平面度。
结合图6，机械手3采用SCARA型工业机器人，由机器人底座20、连杆21、机械臂22和伸缩杆23组成。连杆21一端连接机器人底座20，另一端连接机械臂22一端，机械臂22另一端连接伸缩杆23。机械手有3个旋转关节，分别为机器人底座20与连杆21连接处、连杆21与机械臂22连接处、机械臂22与伸缩杆23连接处，其轴线相互平行，在平面内进行定位和定向。伸缩杆23是移动关节，用于完成末端件在垂直于平面的运动，同时伸缩杆23末端为吸盘，可在电磁阀的作用下吸住物料。
正品箱、次品箱和待检箱均为统一规格。
结合图7，上位机(PC机)上的检测软件通过可编程逻辑控制器(PLC)控制机械手3进行吸取物料、转移物料等操作。PC机上的检测软件通过数据采集卡控制平面度检测仪1并收集平面度检测数据。
全自动平面度检测送料分拣一体化装置的流程图如图8所示，包括如下步骤：
步骤1：开机后，首先进行复位自检并设置参数。机械手3通过旋转回归到初始位置(即待检箱2正上方)，平面度检测装置1的载物台回归初始位置(即水平伸缩气缸13未伸出状态)，顶面位移传感器9回归到初始位置(即升降气缸11未伸出状态)。并根据需要设定参数。
步骤2：批量测量启动。等待检测软件启动命令信号，启动测量。
步骤3：机械手3下降去吸取当前待测工件，然后逆时针旋转将待测工件送至平面度检测装置1的载物台12上。
步骤4：平面度检测装置1开始测量。载物台12在水平伸缩气缸13的驱动下进入检测工位，在载物台12接近检测工位时，通过阻尼弹簧7进行平衡减速，升降气缸11下压，使得顶面位移传感器9探头处于自由状态并接触待测工件，数据采集卡获取顶面位移传感器和侧面位移传感器的数据并传给测试软件，上位机软件分析计算平面度值，并记录相关数据。
步骤5：检测完后退回工件。升降气缸11上拉，顶面位移传感器9脱离工件顶面，水平伸缩气缸13将载物台12拉回到初始位置。
步骤6：机械手3根据测定结果分拣测试后工件。根据正品和次品的结果进行不同的方案。机械手3将测试后工件通过吸盘吸住，若为正品，则逆时针旋转至正品箱5上方将测试后工件送至正品箱5；若为次品，机械手逆时针旋转至次品箱4上方将测试后工件送至次品箱4。
步骤7：机械手3返回至待检箱2上方。
步骤8：如全部检测过程未结束则跳转到步骤3继续执行，否则检测结束。
Claims (9)
1.一种全自动平面度检测送料分拣一体化装置，其特征在于：包括机械手(3)，机械手(3)通过PLC与上位机连接，平面度检测仪(1)通过数据采集卡与上位机连接；机械手(3)从待检箱(2)吸取物料并将物料送至平面度检测仪(1)，平面度检测仪(1)对物料进行平面度检测并将检测结果传送至上位机，上位机根据平面度检测仪(1)的检测结果确定该物料为正品或次品并将该信号传送给机械手(3)；若为正品，则机械手(3)将该测试后物料送至正品箱(5)；若为次品，则机械手(3)将该测试后物料送至次品箱(4)；
平面度检测仪(1)包括检测底座(6)，载物台(12)通过导轨(15)设于检测底座(6)上；导轨(15)一侧设有水平伸缩气缸(13)，水平伸缩气缸(13)连接载物台(12)；导轨(15)另一侧设置检测工位，霍尔传感器(10)设于检测工位处，顶面位移传感器(9)通过升降气缸(11)设于检测工位上方，侧面位移传感器(8)设于检测工位远离导轨(15)的一侧；检测工位两端均设有阻尼弹簧(7)，当载物台(12)位于检测工位时，阻尼弹簧(7)在载物台(12)两端的挤压下处于压缩状态；侧面位移传感器(8)、顶面位移传感器(9)、霍尔传感器(10)、升降气缸(11)、水平伸缩气缸(13)均通过数据采集卡与上位机连接；
机械手(3)包括机器人底座(20)，连杆(21)一端连接机器人底座(20)，连杆(21)另一端连接机械臂(22)一端，机械臂(22)另一端连接伸缩杆(23)。
2.如权利要求1所述的一种全自动平面度检测送料分拣一体化装置，其特征在于：所述平面度检测仪(1)的霍尔传感器(10)通过霍尔传感器固定装置(16)设于所述检测工位处。
3.如权利要求1所述的一种全自动平面度检测送料分拣一体化装置，其特征在于：所述平面度检测仪(1)的检测工位上方设有顶面传感器固定装置(17)，所述顶面位移传感器(9)通过所述升降气缸(11)设于顶面传感器固定装置(17)上。
4.如权利要求1所述的一种全自动平面度检测送料分拣一体化装置，其特征在于：所述平面度检测仪(1)的侧面位移传感器(8)通过侧面传感器固定装置(18)设于所述检测工位远离导轨(15)的一侧。
5.如权利要求1所述的一种全自动平面度检测送料分拣一体化装置，其特征在于：所述平面度检测仪(1)的阻尼弹簧(7)通过阻尼弹簧固定装置(19)设于所述检测工位两端。
6.如权利要求1所述的一种全自动平面度检测送料分拣一体化装置，其特征在于：所述平面度检测仪(1)的载物台(12)靠近所述水平伸缩气缸(13)的一侧设有台阶。
7.如权利要求1所述的一种全自动平面度检测送料分拣一体化装置，其特征在于：所述机械手(3)的连杆(21)、机械臂(22)用于在平面内进行定位和定向，所述伸缩杆(23)用于完成末端物料垂直于平面的运动。
8.如权利要求1所述的一种全自动平面度检测送料分拣一体化装置，其特征在于：所述机械手(3)的伸缩杆(23)末端设有吸盘，吸盘可在电磁阀的作用下吸住物料。
9.一种如权利要求1所述的全自动平面度检测送料分拣一体化装置的控制方法，其特征在于：该方法由以下7个步骤组成：
步骤1：机械手(3)回归到初始位置，即待检箱(2)正上方；平面度检测装置(1)的载物台回归初始位置，即水平伸缩气缸(13)处于未伸出状态；平面度检测装置(1)的顶面位移传感器(9)回归到初始位置，即升降气缸(11)处于未伸出状态；
步骤2：启动测量，机械手(3)下降去吸取当前待测工件，然后逆时针旋转将待测工件送至平面度检测装置(1)的载物台(12)上；
步骤3：平面度检测装置(1)开始测量，载物台(12)在水平伸缩气缸(13)的驱动下进入检测工位，并通过阻尼弹簧(7)进行平衡减速；升降气缸(11)下压，使得顶面位移传感器(9)的探头处于自由状态并接触待测工件，数据采集卡获取顶面位移传感器和侧面位移传感器的数据并传给上位机，上位机根据获得的数据分析计算并确定该工件为正品或次品，并将该测定结果传送给机械手(3)：
步骤4：升降气缸(11)上拉，顶面位移传感器(9)脱离工件顶面，水平伸缩气缸(13)将载物台(12)拉回到初始位置；
步骤5：机械手(3)根据测定结果分拣测试后工件，机械手(3)将测试后工件吸住，若为正品，则逆时针旋转至正品箱(5)上方将测试后工件送至正品箱(5)内；若为次品，则逆时针旋转至次品箱(4)上方将测试后工件送至次品箱(4)内；
步骤6：机械手(3)返回至待检箱(2)上方；
步骤7：如全部检测过程未结束，则跳转到步骤2继续执行，否则检测结束。
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