CN111024727A - 一种齿轮缺陷智能检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种齿轮缺陷智能检测设备，包括：旋转平台和工作面模组，工作面模组包括：上下料位、正面检测位、齿轮翻转位、反面检测位、端面检测位及内圆检测位；旋转平台用于将待检测齿轮移动到工作面模组各个工作位；上下料位用于放置待检测齿轮及取下完成检测的齿轮；正面检测位用于对平放的待检测齿轮的正面进行缺陷检测；齿轮翻转位用于将完成正面检测后的齿轮翻面，翻面检测平放的待检测齿轮的反面；端面检测位用于检测齿轮的端部；内圆检测位检测完成端部检测的齿轮的内圆；本设备能够提高检测工位的工作效率及检测的准确性保证产品质量，缩减人工成本。

Description

一种齿轮缺陷智能检测设备
技术领域
本发明涉及智能制造设备领域，具体地，涉及一种齿轮缺陷智能检测设备。
背景技术
随着工业生产方式的发展变革，生产工具的不断更新，产品的生产质量要求也更高。为了有效防止不符合国家标准的产品流入市场，产品检测的需求更加强烈。目前的产品检测方法主要依靠人工完成，人力成本高且检测效率及准确率难以保证，自动化的精准检测设备已经成为当前智能工业发展形势下的必然需求。
发明内容
本发明提供了一种齿轮缺陷智能检测设备，解决了现有的人工检测检测效率较低、检测成本高和检测不准确的技术问题，提高检测工位的工作效率及检测的准确性保证产品质量，缩减人工成本。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种齿轮缺陷智能检测设备，所述设备包括：
检测平台，检测平台上安装有旋转平台和工作面模组，工作面模组包括：上下料位、正面检测位、齿轮翻转位、反面检测位、端面检测位及内圆检测位；
旋转平台用于将待检测齿轮移动到工作面模组各个工作位；
上下料位用于放置待检测齿轮及取下完成检测的齿轮；
正面检测位用于对平放的待检测齿轮的正面进行缺陷检测；
齿轮翻转位用于将完成正面检测后的齿轮翻面，翻面后检测平放的待检测齿轮的反面；
端面检测位用于将完成反面检测后的齿轮从齿轮放置槽中上升至与端面检测位中的相机对应的预设高度，将齿轮以其中心为转动轴在水平面内转动，检测齿轮的端部；
内圆检测位用于检测完成端部检测的齿轮的内圆。
其中，本发明的原理为：本发明通过设计一种新型齿轮缺陷检测设备，用于检测齿轮的端面正反面及齿轮的内圆。此设备通过旋转平台将产品移动到各个工作位，采用气缸电机等代替人工翻转产品及旋转产品，采用视觉***替代人眼识别缺陷，提高工作效率及检测的准确性，保证产品质量，缩减人工成本。
优选的，当正面检测位、反面检测位、端面检测位及内圆检测位中任意一个检测位的检测结果为不合格时，旋转平台跳过后续检测项直接将待检测齿轮移动到上下料位。
优选的，所述设备包括外框、机箱，机箱上表面为检测平台，外框安装在机箱上，检测平台、旋转平台和工作面模组均位于外框内，利用外框可以形成隔离保护，机箱内安装有旋转平台和工作面模组的辅助设备，如电子元器件等等。
优选的，正面检测位、反面检测位、端面检测位及内圆检测位的检测方式均为对待检测齿轮拍照，对拍摄的照片进行图像识别，基于图像识别结果判断齿轮是否合格，图像识别可以采用现有技术中的图像识别方式，如基于深度学习的图像识别等。
优选的，正面检测位、反面检测位、端面检测位及内圆检测位均采用工业相机拍照。
优选的，上下料位位于旋转平台上，上下料位上设有齿轮放置槽，安装有感应传感器，当上下料位中放置待检测齿轮时，感应传感器触发信号，电机带动旋转平台旋转。
优选的，正面检测位和反面检测位均包括：第一工业相机、第一镜头、第一光源、第一调节机构和第二调节机构，第一镜头安装在第一工业相机上用于采集待检测齿轮图像，第一光源用于提供拍照光线，第一调节机构用于调节第一工业相机与待检测齿轮之间的纵向距离，第二调节机构用于调节第一工业相机与待检测齿轮之间的横向距离。
优选的，齿轮翻转位包括丝杆、电机、旋转气缸及夹爪气缸；丝杆和电机配合用于夹爪气缸的上下移动；旋转气缸用于待检测齿轮的翻转；夹爪气缸用于固定待检测齿轮。
优选的，端面检测位包括：升降模组、上压块、旋转模组及第二工业相机；升降模组用于升降待检测齿轮；上压块用于对待检测齿轮的上升限位；旋转模组用于旋转待检测齿轮；第二工业相机用于拍摄待检测齿轮的端面图像。
优选的，内圆检测位：包括：第三工业相机、第二镜头、第二光源、第三调节机构和第四调节机构，第二镜头安装在第三工业相机上用于采集待检测齿轮图像，第二光源用于提供拍照光线，第三调节机构用于调节第三工业相机与待检测齿轮之间的纵向距离，第四调节机构用于调节第三工业相机与待检测齿轮之间的横向距离。
本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
通过自动翻转产品、自动传送产品及视觉***实现对齿轮各个面的智能缺陷检测，提高了工作效率及检测质量(避免因操作人员疲劳造成的误判)。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
图1是本发明中一种齿轮缺陷智能检测设备的正面示意图；
图2是本发明中一种齿轮缺陷智能检测设备的俯视示意图；
图3是本发明中正面检测位示意图；
图4是本发明中齿轮翻转位示意图；
图5是本发明中端面检测工位示意图；
图6是本发明中内圆检测位示意图。
其中，1-上下料位，2-正面检测位，3-齿轮翻转位，4-反面检测位，5-端面检测位，6-内圆检测位，7-外框及电箱，8-旋转平台，9-第一工业相机和镜头，10-第一调节机构，11-第二调节机构，12-方形灯，13-电机，14-旋转气缸，15-丝杆，16-夹爪气缸，17-升降模组，18-上压块，19-旋转模组，20-第二工业相机，21-第三工业相机和镜头，22-第二光源，23-第三调节机构，24-第四调节机构。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
实施例
本发明是新设计的一款新型齿轮检测设备，此设备由外框、电箱、工作面模组构成。其中工作面模组包括上下料位、正面检测位、齿轮翻转位、反面检测位、端面检测位及内圆检测位。
利用本发明中的设备的工作流程为：人工或者机械手将齿轮放置在上下料工位，设备通过感应传感器检测到齿轮后，旋转电机带动旋转平台旋转到齿轮正面检测位，工业相机对齿轮正面拍照确认是否合格(如果不合格，跳过后面测试项直接回流到上下料位)；正面检测完成后进入齿轮翻转工作位，齿轮自动翻转后进入反面检测位，工业相机对齿轮反面拍照确认是否合格(如果不合格，跳过后面测试项直接回流到上下料位)；完成反面检测后齿轮进入端面检测位，通过机构将齿轮抬起并实现旋转，工业相机对齿轮端部拍照确认是否合格(如果不合格，跳过后面测试项直接回流到上下料位)；完成后进入齿轮内圆检测位，通过工业相机对内圆拍照确认内圆是否合格，完成后流入上下料工作位，人工或机械手将齿轮取下，完成测试。各个工位可同时工作，提高工作效率。
请参考图1-图2，对该设备进行局部介绍如下：
旋转平台8；
外框及电箱7：设备正面包括键盘、显示器、三色灯、按钮等，三色灯用于设备故障报警；显示器显示测试结果。设备背面包括USB接口、网口、隔板接头等，网口用于测试数据上传。
电箱模组：用于放置各个电器元件。
工作面模组：齿轮的检测模块，包括上下料位1、正面检测位2、齿轮翻转位3、反面检测位4、端面检测位5及内圆检测位6。各个工位的组成分别介绍如下：
上下料位：用于取放产品。产品放入后，感应传感器触发信号，电机带动转盘旋转。感应传感器用于确认是否放入产品。
请参考图3，正面检测位：用于检测齿轮正面。此模组包括工业相机、镜头、光源及两个调节机构(Z向调节模组、“相对产品垂直方向可调”模组)。其中，第一工业相机和镜头9，第一调节结构10，第二调节机构11，方形灯12；工业相机、镜头及光源用于拍摄图片，两个调节机构用于确保相机与产品之间的相对位置，便于拍摄出清晰的图片，确保检测准确。
请参考图4，齿轮翻转位：用于齿轮翻面。此模组包括丝杆15、电机13、旋转气缸14及夹爪气缸16。丝杆电机用于夹爪气缸模组的上下移动；旋转气缸用于翻转产品；夹爪气缸用于固定产品。通过软件控制电机带动丝杆运动将夹爪移动到工作位，夹爪气缸工作抓取产品，夹爪气缸上移到旋转位，旋转气缸旋转180°实现齿轮翻面，夹爪气缸移动到工作位，松开夹爪完成齿轮翻面，夹爪气缸移动到初始位置整个翻转动作完成。
反面检测工位：用于检测齿轮反面。其结构与正面检测工位相同，此处不再进行赘述。
请参考图5，端面检测工位：用于检测齿轮端面。结构包括升降模组17、上压块18、旋转模组19及第二工业相机20。升降模组用于产品的升降；上压块用于产品上升的限位；旋转模组用于旋转产品；工业相机用于拍摄图片。升降模组将产品升起到上压块，旋转模组带动产品旋转，工业相机拍摄产品端部实现检测。
请参考图6，内圆检测位：用于检测齿轮内圆。此模组包括相机镜头、光源及两个调节机构(Z向调节模组、“整体相对产品垂直方向可调”模组)。第三工业相机和第二镜头21，第二光源22，第三调节机构23，第四调节机构24，工业相机、镜头及光源用于拍摄图片；两个调节机构可对相机位置进行调节用于确保相机与产品之间的相对位置，便于拍摄出清晰的图片，确保检测准确。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种齿轮缺陷智能检测设备，其特征在于，所述设备包括：
检测平台，检测平台上安装有旋转平台和工作面模组，工作面模组包括：上下料位、正面检测位、齿轮翻转位、反面检测位、端面检测位及内圆检测位；
旋转平台用于将待检测齿轮移动到工作面模组各个工作位；
上下料位用于放置待检测齿轮及取下完成检测的齿轮；
正面检测位用于对平放的待检测齿轮的正面进行缺陷检测；
齿轮翻转位用于将完成正面检测后的齿轮翻面，翻面后检测平放的待检测齿轮的反面；
端面检测位用于将完成反面检测后的齿轮从齿轮放置槽中上升至与端面检测位中的相机对应的预设高度，将齿轮以其中心为转动轴在水平面内转动，检测齿轮的端部；
内圆检测位用于检测完成端部检测的齿轮的内圆。
2.根据权利要求1所述的一种齿轮缺陷智能检测设备，其特征在于，当正面检测位、反面检测位、端面检测位及内圆检测位中任意一个检测位的检测结果为不合格时，旋转平台跳过后续检测项直接将待检测齿轮移动到上下料位。
3.根据权利要求1所述的一种齿轮缺陷智能检测设备，其特征在于，所述设备包括外框、机箱，机箱上表面为检测平台，外框安装在机箱上，检测平台、旋转平台和工作面模组均位于外框内，机箱内安装有旋转平台和工作面模组的辅助设备。
4.根据权利要求1所述的一种齿轮缺陷智能检测设备，其特征在于，正面检测位、反面检测位、端面检测位及内圆检测位的检测方式均为对待检测齿轮拍照，对拍摄的照片进行图像识别，基于图像识别结果判断齿轮是否合格。
5.根据权利要求4所述的一种齿轮缺陷智能检测设备，其特征在于，正面检测位、反面检测位、端面检测位及内圆检测位均采用工业相机拍照。
6.根据权利要求1所述的一种齿轮缺陷智能检测设备，其特征在于，上下料位位于旋转平台上，上下料位上设有齿轮放置槽，安装有感应传感器，当上下料位中放置待检测齿轮时，感应传感器触发信号，电机带动旋转平台旋转。
7.根据权利要求1所述的一种齿轮缺陷智能检测设备，其特征在于，正面检测位和反面检测位均包括：第一工业相机、第一镜头、第一光源、第一调节机构和第二调节机构，第一镜头安装在第一工业相机上用于采集待检测齿轮图像，第一光源用于提供拍照光线，第一调节机构用于调节第一工业相机与待检测齿轮之间的纵向距离，第二调节机构用于调节第一工业相机与待检测齿轮之间的横向距离。
8.根据权利要求1所述的一种齿轮缺陷智能检测设备，其特征在于，齿轮翻转位包括丝杆、电机、旋转气缸及夹爪气缸；丝杆和电机配合用于夹爪气缸的上下移动；旋转气缸用于待检测齿轮的翻转；夹爪气缸用于固定待检测齿轮。
9.根据权利要求1所述的一种齿轮缺陷智能检测设备，其特征在于，端面检测位包括：升降模组、上压块、旋转模组及第二工业相机；升降模组用于升降待检测齿轮；上压块用于对待检测齿轮的上升限位；旋转模组用于旋转待检测齿轮；第二工业相机用于拍摄待检测齿轮的端面图像。
10.根据权利要求1所述的一种齿轮缺陷智能检测设备，其特征在于，内圆检测位：包括：第三工业相机、第二镜头、第二光源、第三调节机构和第四调节机构，第二镜头安装在第三工业相机上用于采集待检测齿轮图像，第二光源用于提供拍照光线，第三调节机构用于调节第三工业相机与待检测齿轮之间的纵向距离，第四调节机构用于调节第三工业相机与待检测齿轮之间的横向距离。
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