CN113916896A - 不规则圆柱零件的定位检测设备以及定位检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开不规则圆柱零件定位检测设备以及定位检测方法，包括振动盘、旋转矫正装置、导向槽、分度盘、视觉检测装置、下料装置和控制器；振动盘使零件出料一致，振动盘经送料轨道与导向槽相连；导向轴旋转而与零件端面贴合，使导向槽内零件摆放正确；导向轴推动定位后零件至分度盘定位块中；分度盘旋转时，视觉检测装置采集分度盘零件图像信息，发送至控制器，控制器将采集图像信息与合格图像对比，得出零件外表质量情况；控制器控制下料装置将零件分类输出。本发明可方便将零件筛选，旋转矫正装置可方便地矫正零件摆放位置，再通过视觉检测装置对零件表面精准检测和分类输出，实现全方面、高效地对产品检测，提高生产效率和保证整体产品质量。

Description

不规则圆柱零件的定位检测设备以及定位检测方法

技术领域

本发明涉及零件定位检测技术领域，特别涉及一种不规则圆柱零件的定位检测设备以及定位检测方法。

背景技术

实际生产中，为了提高零部件的整体出厂产品质量，则需要对每个零部件的表面质量进行检测，部分企业会通过检测人员以肉眼方式检测，这种方式可应用于小批量的产品检测，但对于大批量和需要较快生产速度的生产线，则会使得肉眼检测存在明显的效率不高等技术问题。另外现有对具有旋转检测要求的产品，通常采用分割式的检测原理装置，外加数轴机械手配合上料、旋转、转移等工序，实际操作上不仅效率低下，设备造价较高，还存在从设计、组装到调试将耗费较多时间。因此加工周期较长，难以调试检测角度，还不能全方位检测产品的各项指标，存在明显的检测技术缺陷。

因此，为了提高检测效率，对不规格的圆柱且端面为不规格形状的零件，生产线则需要通过设置多种检测设备检测，另外对零件检测时，则需要通过定位装置对零部件进行位置调整，以及通过其他设备进行配合安装和配合工作，以实现零件正确且可靠地定位至合适位置，才能避免检测过程出错或者无法正常检测，还能提高检测效率。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种成本较低、操作简易的不规则圆柱零件的定位检测设备，本发明还提出一种应用该定位检测设备对不规则圆柱零件进行定位和检测的方法，旨在实现全方位无死角对产品检测，降低设计周期和调试时间，提高产品效率。

为实现上述目的，本发明提出的一种不规则圆柱零件的定位检测设备，其特征在于，包括振动盘、旋转矫正装置、导向槽、分度盘、视觉检测装置、用于分类下料的下料装置以及控制器；所述振动盘用于上料，并使每个零件的出料方向一致，所述振动盘通过送料轨道与导向槽相连；所述旋转矫正装置具有可旋转的导向轴，所述导向轴通过旋转与零件的端面贴合，使得导向槽中的零件摆放方位正确；所述导向轴推动定位后的零件至所述分度盘的定位块中；所述分度盘通过旋转驱动机构驱动旋转，所述视觉检测装置采集所述分度盘上的零件的图像信息，并发送至所述控制器中，所述控制器预设有合格零件的图像信息，所述控制器将所述视觉检测装置采集到的图像信息与合格零件的图像信息作对比，得出零件的外表质量情况；所述控制器将得到的零件的外表质量情况信息发送至所述下料装置，所述下料装置将零件按其质量情况分类输出。

优选地，所述定位检测设备还包括设置于底部的设备框架，所述旋转驱动机构的旋转电机安装在所述设备框架内，所述旋转电机的转轴与所述分度盘的中心轴传动连接，所述旋转矫正装置和振动盘设置于所述设备框架侧部，所述振动盘通过送料轨道与旋转矫正装置相连。

优选地，所述视觉检测装置包括第一顶部相机、第二顶部相机以及底部相机；所述第一顶部相机和第二顶部相机分别位于所述分度盘上方且与分度盘分离，所述底部相机位于所述分度盘下方。

优选地，所述旋转矫正装置包括设置于下方的固定底板，固定底板顶面固定安装有单轴机器人，单轴机器人顶面设有伸缩臂，伸缩臂通过安装支架与电机安装架相连，电机安装架后端与伺服电机的壳体相连，伺服电机的转动轴伸入电机安装架内并通过联轴器与导向轴一端相连，固定底板前部设有两个支撑固定块关于单轴机器人中心轴线对称设置，支撑固定块与支撑轴底端相连，支撑轴顶端与高度调节轴相连并可轴向移动，高度调节轴顶端与进料固定板相连，进料固定板顶面设有导向板，导向板顶面中心设有导向槽，导向板上方设有送料导向通道体，送料导向通道体内部通道与导向槽上下相通，导向轴另一端可轴向移动和旋转并伸入导向槽内，导向轴端面与待检圆柱状零件端面配合。

优选地，所述送料导向通道体底面与所述导向板顶面之间存在中间间隙，所述进料固定板顶面相连有传感器安装支架，传感器安装支架安装有传感器，传感器经中间间隙检测导向槽内的零件放置情况。

优选地，所述送料导向通道体顶端开口与所述振动盘的送料轨道底部开口通连，送料导向通道体底端开口与所述导向槽上下相对，所述分度盘顶面外侧周向均匀设有若干个定位块，定位块表面设有定位槽，定位槽可与导向槽径向相对。

优选地，所述定位槽中部向下设有贯通孔沿所述分度盘厚度方向向下贯通，所述底部相机经贯通孔而向上检测零件表面质量。

优选地，所述下料装置包括相互分离且周向设置的合格产品通道和不合格产品通道，合格产品通道和不合格产品通道的进料口可与所述定位槽外端径向相对；所述分度盘上方设有不同的吹气管路将不同类型的零件吹送至不同的产品通道向外输出。

优选地，所述导向轴的定位面为倾斜面，所述导向轴旋转后可使所述倾斜面与零件的端面相贴合。

本发明还提出一种应用所述的定位检测设备实现不规则圆柱零件定位与检测的方法，包括以下步骤：

步骤S1：待检测零件预先放置于所述振动盘内，振动盘通过振动而将散乱的零件经振动筛选为具有相同方位的摆放状态，经所述送料轨道进入至所述导向槽；

步骤S2：导向轴旋转一圈，使导向轴前端面通过旋转而与零件的不规则端面贴合，并使零件摆动至既定摆放姿态；

步骤S3：所述旋转驱动机构驱动所述分度盘按一定的周期角度同向旋转一定角度，而使其中的一个定位块的定位槽与导向槽径向相对，推动导向轴向前移动，进而将导向槽内的零件推送至定位槽内；

步骤S4：所述分度盘继续旋转，视觉检测装置对零件不同位置外表面进行质量检测；

步骤S5：所述下料装置根据检测结果，而对不同位置定位槽内的不同零件进行气动推送，使合格产品和不合格产品分别经不同的产品通道而向外推动输出和分类。

本发明技术方案相对现有技术具有以下优点：

本发明技术方案通过设置振动盘而使散乱的不规则圆柱零件得以规范整理以及按照既定的统一方向，输送至送料导向通道体内进行收纳整理，而零件进入至导向槽内后被初步定位。通过旋转矫正装置推动导向轴向前移动和驱动导向轴进行旋转，从而使得导向轴端面与待检测零件的不规则端面相贴合，将零件从导向槽推入分度盘的定位块内，实现零件定位和转移。

再经过视觉视觉检测装置对零件表面的不同位置进行检测，可有效分辨出每个零件是否存在缺陷以及进行相应的分类筛选。再通过下料装置按合格产品和不合格产品分别向外输出。

因此本发明技术方案能够方便地将零件筛选，以及通过旋转矫正装置可以方便地矫正零件的摆放位置，再通过视觉检测装置对零件表面精准检测和分类输出，从而能够实现全方面、高效地对产品质量检测，提高生产效率以及保证整体产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明的定位检测设备的俯视图；

图2为本发明的定位检测设备的工作原理示意图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为本发明的设备框架的立体结构示意图；

图5为本发明的分度盘的立体结构示意图；

图6为本发明的第一顶部相机的立体结构示意图；

图7为本发明的底部相机的立体结构示意图；

图8为本发明的第二顶部相机的立体结构示意图；

图9为本发明的旋转矫正装置的立体结构示意图；

图10为本发明的旋转矫正装置的部分结构的工作原理图；

图11为本发明的下料装置的立体结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种不规则圆柱零件的定位检测设备。

请参见图1至图11，包括振动盘15、旋转矫正装置1、导向槽111、分度盘16、视觉检测装置、用于分类下料的下料装置22及控制器，其中振动盘15用于上料，并使每个零件的出料方向一致，振动盘15通过送料轨道151而与导向槽111相连，旋转矫正装置1具有可旋转的导向轴6，导向轴6通过旋转与零件端面171贴合，使得导向槽111中的零件摆放方位正确，导向轴6推动定位后的零件至分度盘16的定位块161中，分度盘16通过旋转驱动机构旋转旋转，视觉检测装置采集分度盘16上的零件的图像信息，并发送至控制器中，控制器预设有合格的零件图像信息，控制器将视觉检测装置采集到的图像信息与合格零件的图像信息作对比，得出零件的外表质量情况，控制器将得到的零件的外表质量情况信息发送至下料装置22，下料装置22将零件按其质量情况分类输出。

具体地，在本发明实施例的不规则圆柱零件的定位检测设备还包括设置于底部的设备框架18，旋转驱动机构的旋转电机安装在设备框架18内，旋转电机的转轴与与分度盘16的中心轴163传动连接，旋转矫正装置1和振动盘15设置于设备框架18侧部，振动盘15通过送料轨道151与旋转矫正装置1相连。

视觉检测装置包括第一顶部相机19、第二顶部相机20以及底部相机21，第一顶部相机19和第二顶部相机20分别位于分度盘16上方且与分度盘16分离，底部相机21位于分度盘16下方。

本实施例的设备框架1的顶板上方还设有下料装置22；振动盘15将零件振动和筛选为一致的摆放方位，零件经送料轨道151从振动盘15转移至旋转矫正装置1内，旋转矫正装置1内设导向轴6旋转而与零件端面配合，导向轴6推动零件旋转定位并转移至分度盘16顶面的定位块161，旋转电机驱动分度盘16旋转，零件依次经第一顶部相机19、底部相机21以及第二顶部相机20检测同一不规则圆柱零件的不同外表质量，合格与不合格产品分别经下料装置分类输出。

本实施例的旋转矫正装置1包括设置于下方的固定底板101，固定底板101顶面固定安装有单轴机器人2，单轴机器人2顶面设有伸缩臂201，伸缩臂201通过安装支架3与电机安装架4相连，电机安装架4后端与伺服电机5的壳体相连，伺服电机5的转动轴伸入电机安装架4内并通过联轴器与导向轴6一端相连，固定底板101前部设有两个支撑固定块7关于单轴机器人2中心轴线对称设置，支撑固定块7与支撑轴8底端相连，支撑轴8顶端与高度调节轴9相连并可轴向移动，高度调节轴9顶端与进料固定板10相连，进料固定板10顶面设有导向板11，导向板11顶面中心设有导向槽111，导向板11上方设有送料导向通道体12，送料导向通道体12的内部通道121与导向槽111上下相通，导向轴6另一端可轴向移动和旋转并伸入导向槽111内，导向轴6端面与待检圆柱状零件17端面配合，其中本实施例导向轴6的定位面61为倾斜面，导向轴6旋转后可使导向轴6的定位面61与零件端面171相贴合。

为了实现及时地检测零件储存情况，本实施例的送料导向通道体12底面与导向板11顶面之间存在中间间隙13，进料固定板10顶面相连有传感器安装支架14，传感器安装支架14安装有传感器141，传感器141经中间间隙13检测导向槽111内的零件放置情况。

优选地，本实施例的送料导向通道体12顶端开口与振动盘15的送料轨道151底部开口通连，送料导向通道体12底端开口与导向槽111上下相对，分度盘16顶面外侧周向均匀设有若干个定位块161，定位块161表面设有定位槽162，定位槽可与导向槽111径向相对，因此放置于导向槽111内的零件能够经过导向轴6而被推动至定位槽162内。

为了方便地对零件的下表面进行表面质量检测，本实施例的定位槽162中部向下设有贯通孔沿分度盘16厚度方向向下贯通，底部相机21经贯通孔而向上检测零件表面质量。

另外，本实施例的下料装置22包括相互分离且周向设置的合格产品通道221和不合格产品通道222，合格产品通道221和不合格产品通道222的进料口可与定位槽162外端径向相对；分度盘16上方设有不同的吹气管路将不同类型的零件吹送至不同的产品通道向外输出。

另外本实施例的送料导向通道体12包括设置于一侧的通道主体122和另一侧的通道侧盖板123，通道侧盖板123和通道主体122之间通过紧固螺栓可拆卸相连，实现方便的连接和拆卸维护。

本实施例的固定底板101底面与固定侧板102相连，通过固定侧板102与设备框架18固定相连实现固定安装，而固定底板101与固定侧板102之间设有加强筋板103，提高结构强度。

请参见图1至图11，本发明还公开了一种关于不规则圆柱零件的定位检测设备的控制方法。首先将待检测不规则圆柱零件预先放置于振动盘15内，振动盘15通过振动而将散乱的零件经振动筛选为具有相同方位的摆放状态，经送料轨道151进入至送料导向通道体12内部并且上下依次储藏。

然后零件从送料导向通道体12进入导向槽111内后，传感器141经过中间间隙13检测到送料导向通道体12底面与导向板11顶面之间是否存在零件，若存在零件则向伺服电机5和单轴机器人2发出控制信号；单轴机器人2的伸缩臂推动安装支架3向前移动；与此同时，伺服电机5驱动导向轴6旋转一圈，导向轴6前端面通过旋转而与零件端面配合，并使零件旋转摆动至既定摆放姿态。

当旋转电机驱动分度盘16按一定的周期角度同向旋转一定角度，而使其中的一个定位块161的定位槽162与导向槽111径向相对，推动导向轴6经单轴机器人2继续向前移动，进而将导向槽111内的零件推送转移至定位槽162内。

送料导向通道体12内上下叠放的零件依次向下移动，而分度盘16继续依次间隔进行旋转而使周向不同位置的定位槽162与导向槽111相对，零件依次进入不同的定位槽162内，再经过第一顶部相机19、底部相机21和第二顶部相机20对零件的不同位置外表面进行质量检测。

分度盘16通过旋转驱动机构驱动旋转，视觉检测装置采集分度盘16上的零件的图像信息，并发送至控制器，控制器预设有合格零件的图像信息，控制器将视觉检测装置采集到的图像信息与合格零件的图像信息作对比，得出零件的外表质量情况；控制器将得到的零件的外表质量情况信息发送至下料装置22，下料装置22根据检测后结果，而对不同位置定位槽162内的不同零件进行气动推送，使合格产品和不合格产品分别经不同的产品通道而向外推动输出和分类。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种不规则圆柱零件的定位检测设备，其特征在于，包括振动盘、旋转矫正装置、导向槽、分度盘、视觉检测装置、用于分类下料的下料装置以及控制器；所述振动盘用于上料，并使每个零件的出料方向一致，所述振动盘通过送料轨道与导向槽相连；所述旋转矫正装置具有可旋转的导向轴，所述导向轴通过旋转与零件的端面贴合，使得导向槽中的零件摆放方位正确；所述导向轴推动定位后的零件至所述分度盘的定位块中；所述分度盘通过旋转驱动机构驱动旋转，所述视觉检测装置采集所述分度盘上的零件的图像信息，并发送至所述控制器中，所述控制器预设有合格零件的图像信息，所述控制器将所述视觉检测装置采集到的图像信息与合格零件的图像信息作对比，得出零件的外表质量情况；所述控制器将得到的零件的外表质量情况信息发送至所述下料装置，所述下料装置将零件按其质量情况分类输出。

2.如权利要求1所述的不规则圆柱零件的定位检测设备，其特征在于，所述定位检测设备还包括设置于底部的设备框架，所述旋转驱动机构的旋转电机安装在所述设备框架内，所述旋转电机的转轴与所述分度盘的中心轴传动连接，所述旋转矫正装置和振动盘设置于所述设备框架侧部，所述振动盘通过送料轨道与旋转矫正装置相连。

3.如权利要求1所述的不规则圆柱零件的定位检测设备，其特征在于，所述视觉检测装置包括第一顶部相机、第二顶部相机以及底部相机；所述第一顶部相机和第二顶部相机分别位于所述分度盘上方且与分度盘分离，所述底部相机位于所述分度盘下方。

4.如权利要求1所述的不规则圆柱零件的定位检测设备，其特征在于，所述旋转矫正装置包括设置于下方的固定底板，固定底板顶面固定安装有单轴机器人，单轴机器人顶面设有伸缩臂，伸缩臂通过安装支架与电机安装架相连，电机安装架后端与伺服电机的壳体相连，伺服电机的转动轴伸入电机安装架内并通过联轴器与导向轴一端相连，固定底板前部设有两个支撑固定块关于单轴机器人中心轴线对称设置，支撑固定块与支撑轴底端相连，支撑轴顶端与高度调节轴相连并可轴向移动，高度调节轴顶端与进料固定板相连，进料固定板顶面设有导向板，导向板顶面中心设有导向槽，导向板上方设有送料导向通道体，送料导向通道体内部通道与导向槽上下相通，导向轴另一端可轴向移动和旋转并伸入导向槽内，导向轴端面与待检圆柱状零件端面配合。

5.如权利要求4所述的不规则圆柱零件的定位检测设备，其特征在于，所述送料导向通道体底面与所述导向板顶面之间存在中间间隙，所述进料固定板顶面相连有传感器安装支架，传感器安装支架安装有传感器，传感器经中间间隙检测导向槽内的零件放置情况。

6.如权利要求4所述的不规则圆柱零件的定位检测设备，其特征在于，所述送料导向通道体顶端开口与所述振动盘的送料轨道底部开口通连，送料导向通道体底端开口与所述导向槽上下相对，所述分度盘顶面外侧周向均匀设有若干个定位块，定位块表面设有定位槽，定位槽可与导向槽径向相对。

7.如权利要求6所述的不规则圆柱零件的定位检测设备，其特征在于，所述定位槽中部向下设有贯通孔沿所述分度盘厚度方向向下贯通，所述底部相机经贯通孔而向上检测零件表面质量。

8.如权利要求7所述的不规则圆柱零件的定位检测设备，其特征在于，所述下料装置包括相互分离且周向设置的合格产品通道和不合格产品通道，合格产品通道和不合格产品通道的进料口可与所述定位槽外端径向相对；所述分度盘上方设有不同的吹气管路将不同类型的零件吹送至不同的产品通道向外输出。

9.如权利要求1所述的不规则圆柱零件的定位检测设备，其特征在于，所述导向轴的定位面为倾斜面，所述导向轴旋转后可使所述倾斜面与零件的端面相贴合。

10.一种应用如权利要求1至9中任一项所述的定位检测设备实现不规则圆柱零件定位与检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：待检测零件预先放置于所述振动盘内，振动盘通过振动而将散乱的零件经振动筛选为具有相同方位的摆放状态，经所述送料轨道进入至所述导向槽；

步骤S2：导向轴旋转一圈，使导向轴前端面通过旋转而与零件的不规则端面贴合，并使零件摆动至既定摆放姿态；

步骤S3：所述旋转驱动机构驱动所述分度盘按一定的周期角度同向旋转一定角度，而使其中的一个定位块的定位槽与导向槽径向相对，推动导向轴向前移动，进而将导向槽内的零件推送至定位槽内；

步骤S4：所述分度盘继续旋转，视觉检测装置对零件不同位置外表面进行质量检测；

步骤S5：所述下料装置根据检测结果，而对不同位置定位槽内的不同零件进行气动推送，使合格产品和不合格产品分别经不同的产品通道而向外推动输出和分类。

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