CN212482407U - 一种用于检测的自动检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于检测的自动检测设备，属于段差和缝隙自动化检测设备技术领域，特别是用于3C类电子产品整机和部件装配的段差和缝隙检测领域；包括机柜；限位载具，能够对待测产品进行固定和限位；识别扫描器，根据待测产品上设置的标签对该进行待测产品扫描识别；激光扫描仪能够识别待测产品各部件的轮廓；机械臂能够控制识别扫描器和激光扫描仪的移动；机械控制器；工业计算机，连接并向机械控制器发送控制指令，并接收识别扫描器和激光扫描仪发送的检测数据，并选取所需的段差面和缝隙位置计算段差或缝隙是否合格；能够检测出被测产品上的缝隙和段差，检测精度高，操控平稳、运行速度快，测量一致性好，提高了生产效率。

Description

一种用于检测的自动检测设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于检测的自动检测设备，属于段差和缝隙自动化检测设备技术领域，特别是用于3C类电子产品整机和部件装配间隙，包括段差和缝隙的自动化检测设备。

背景技术

3C类电子产品主要是指计算机类(computer)、通信类(communication)、消费类(consumer)电子产品。随着科学技术的发展，特别是微电子技术的高速迭代这一类产品体积越来越小，尺寸越来越薄。同时作为日常生活用品，产品必须具备一定的防尘和防水功能，甚至有些产品已经具备IP67甚至更高的防护等级。不同零件之间的装配关系变得越来越精密。零点几毫米的误差就可能导致整个产品无法正常装配，不能达到质量要求。

为控制产品品质，产品在各阶段的制造、组装完成后，都需要对产品进行检测来判断产品是否为合格品。目前的产品流水线生产中，大都是通过人工操作塞尺、高度规等手动仪器对产品进行质量检测的，这样不仅检测精度低、工作效率低，手人为因素影响严重，而且还需要消耗大量的人力，生产成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，解决上述问题，提供一种提高了检测效率和检测精度的自动化的缝隙和段差检测设备及检测方法。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型公开一种用于检测的自动检测设备，包括：

机柜，在所述机柜上设置有工作台；

限位载具，设置于所述工作台上且能够对待测产品进行固定和限位；

识别扫描器，设置于所述工作台上方并能够根据待测产品上设置的标签对该进行待测产品扫描识别；

激光扫描仪，设置于所述工作台上方并能够识别待测产品各部件的轮廓；

机械臂，设置于所述工作台上并与识别扫描器和激光扫描仪连接，能够控制识别扫描器和激光扫描仪的移动；

机械控制器，连接并控制机械臂对识别扫描器和激光扫描仪的移动和限位载具对待测产品的限位；

工业计算机，连接并向机械控制器发送控制指令，且该工业计算机连接并接收识别扫描器和激光扫描仪发送的检测数据，并选取所需的段差面和缝隙位置计算段差或缝隙是否合格。

优选的，所述识别扫描器为二维码识别器，所述标签为二维码。

优选的,机械控制器选用CPU控制器或PLC控制器。

优选的,识别扫描器成功识别待测产品后，机械臂控制激光扫描仪移动至设定的零点位置。

优选的,还设置有监控显示器和四色信号灯，监控显示器与工业计算机通信并显示检测数据和检测结果，四色信号灯由机械控制器控制显示设备的工作状态。

优选的，在工作台的上方设置有防护罩，该防护罩的前侧开口以用于待测产品的取放。

优选的,在机柜的底部设置有多个脚轮和多个脚杯；在防护罩的上部设置有用于启动激光扫描仪、识别扫描器、机械臂和限位载具的启动开关；在防护罩的开口侧下方设置有两个共同控制机械臂和限位载具启动和复位的控制开关；工业计算机和机械控制器分别设置在工作台下方的机柜内。

优选的，限位载具包括载台、设置在载台上的可拆卸底板、设置于所述载台上的纵向伸缩机构和横向伸缩机构，两伸缩机构分别包括有伸缩器和滑块，所述伸缩器连接并推动滑块移动并配合设置于载台上的纵向限位块或横向限位块从纵向或横向固定待测产品；在滑块内设置有阶梯孔，伸缩器的前端连接有拉杆，拉杆穿过限位块的阶梯孔与伸缩器的轴连接，在伸缩器与滑块之间设置有弹簧；伸缩器的轴伸出到最大行程时，弹簧被压缩且拉杆的法兰面与阶梯孔台阶面脱离。

优选的，所述底板上设置有若干通气孔，通气孔通过管道连接有真空发生器，真空发生器启动时，通气孔处产生负压以吸附待测产品。

优选的，所述纵向伸缩机构包括纵向伸缩器、纵向弹簧、纵向滑轨和纵向滑块；纵向滑轨设置在载台上，纵向滑块设置于纵向滑轨上并与其滑动配合，纵向伸缩器设置于载台上并连接纵向滑块，纵向弹簧抵于纵向滑块与纵向伸缩器之间，纵向纵向限位块位于纵向滑块的对侧且两者配合从纵向待测产品；所述横向伸缩机构包括横向伸缩器、横向弹簧、横向滑轨和横向滑块；横向滑轨设置在载台上，横向滑块设置于横向滑轨上并与其滑动配合，横向伸缩器设置于载台上并连接横向滑块，横向弹簧抵于横向滑块与横向伸缩器之间，横向横向限位块位于横向滑块的对侧且两者配合从横向待测产品，纵向伸缩器和横向伸缩器均属于伸缩器。

优选的,本自动检测设备的其检测方法，包括以下步骤：

S1：将待测产品放置到限位载具上固定并由真空发生器所产生的负压吸附；

S2：机械臂控制标签扫描器移动并识别待测产品的信息，标签扫描器扫描器识别成功后移动激光扫描仪至设定的零点位置；

S3：机械臂根据待测产品的信息移动激光扫描仪至设定的扫描位置，由激光扫描器对待测产品上的各个部件的轮廓和位置进行检测，检测数据由工业计算机对所需的段差和缝隙数据进行计算；计算结果与内置的数据库内的设定参数进行比较从而判定是否合格并通过监控显示器和四色信号灯显示；

S4：检测完成后，真空发生器、限位载具、机械臂复位，并由操作人员分拣待测产品；上述步骤S3中，工业计算机先对激光扫描仪发送的扫描数据的进行滤波处理，并提取出待测产品所在扫描位置的高度信息z，然后以扫描截面坐标x建立关系函数:

x＝f(z)；

根据检测需要选取所需关注的段差面和缝隙位置，计算段差和缝隙数据；其中，段差＝Z2-Z1，缝隙＝f(Z2-0.2)-f(Z1-0.2)。

本实用新型的有益效果为：

1、相较于现有的测量方式，本方案所测量到的缝隙数据为具体的数值，而不是通过塞尺测量到的范围值，测量的精度更高；同时本方案采用非接触式的测量方式，该方式所测量到的段差数据可以避免在手动操作高度规时压迫零件带来变形而引起的测量误差；本方案能够精确检测出被测产品上的缝隙和段差，检测精度高，操控平稳、运行速度快，测量一致性好，提高了生产效率；

2、本方案中，利用二维码扫描器和设置在各测试产品上的二维码标签进行定位识别，能够对待测产品的型号进行确认，并且能够对待测产品的位置进行定位，有利于本方案设备对不同型号或不同类产品的快速识别匹配；

3、机械臂结构的主要作用是带动二维码扫描器和激光扫描仪移动，能够自由调节二者的高度和水平位置；能够快速定位和扫描，提高检测的效率。

附图说明

图1为本方案设备的控制逻辑图；

图2为本方案设备整体结构图；

图3为限位载具的俯视结构图；

图4为工业计算机和机械控制器位置结构图。

附图标记：1-机柜，101-脚轮，102-脚杯，103-柜门，104-工作区，105-感应光栅，106-防护罩，2-工业计算机，3-监控显示器，4-机械控制器，5-限位载具，501-载台，502-横向滑轨，503-横向弹簧，504-横向伸缩器，505-横向滑块，506-纵向限位块，507-通气孔，508-横向限位块，509-纵向弹簧，510-纵向伸缩器，511-纵向滑块，512-纵向滑轨，6-真空发生器，7-机械臂，8-四色信号灯，9-二维码扫描器，10-激光扫描仪，11-启动开关，12-控制开关。

具体实施方式

如附图所示，本实用新型公开一种用于检测的自动检测设备，包括机柜1、限位载具5、机械臂7、识别扫描器、机械控制器4、工业计算机2和真空发生器6。

机柜1上设置有工作台，在机柜1的底部设置有短距离推动运输的脚轮101和用于承重的脚杯102，可以实现机柜1的定位和移动；机械控制器4、工业计算机2和真空发生器6均设置在工作台下方的机柜1内，其中，机械控制器4可以选用CPU控制器或PLC控制器；工业计算机2可以选用一台X86架构的工业计算机，在实际使用时工业计算机的参考配置为：CPUIntel Core i7-2600；内存16GB；硬盘容量512G；主板AIMB-701；此外，可以根据被检测零件的检测位置的多少、精度要求选用其它配置的工业计算机；在机柜1下部的正面和右侧设置有正面检修门和侧面检修门，便于对工业计算机2和机械控制器4的检修和调试。

在工作台上设置有可拆卸的限位载具5和机械臂7，该限位载具5能够对待测产品进行固定和限位；

在机械臂7的上端设置有识别扫描器和激光扫描仪10，识别扫描器可以使用二维码扫描器9能够根据待测产品上的粘贴的二维码标签对该进行待测产品的型号和类型进行扫描识别，该二维码扫描器9的参考型号为：康耐视DataMan150；激光扫描仪10能够对待测产品各部件的轮廓及其位置进行识别，激光扫描仪10的参考型号为：康耐视DS925B；激光扫描仪10和二维码扫描器9也可以根据具体的扫描精度和扫描速度进行选择，采用其它品牌或者型号的组件也属于本方案所公开的相似技术方案；机械臂7由机械控制器4控制识别扫描器和激光扫描仪10水平位置移动和高度位置调节。

限位载具5设置于工作台上，该限位载具5包括载台501、设置在载台501上的可拆卸底板、设置于所述载台501上的纵向伸缩机构和横向伸缩机构，纵向伸缩机构包括纵向伸缩器、纵向弹簧509、纵向滑轨512和纵向滑块511；纵向滑轨512设置在载台501上，纵向滑块511设置于纵向滑轨512上并与其滑动配合，纵向伸缩器设置于载台501上并连接纵向滑块511，纵向弹簧509抵于纵向滑块511与纵向伸缩器之间，纵向纵向限位块位于纵向滑块511的对侧且两者配合从纵向待测产品；所述横向伸缩机构包括横向伸缩器、横向弹簧503、横向滑轨502和横向滑块505；横向滑轨502设置在载台501上，横向滑块505设置于横向滑轨502上并与其滑动配合，横向伸缩器设置于载台501上并连接横向滑块505，横向弹簧503抵于横向滑块505与横向伸缩器之间，横向横向限位块位于横向滑块505的对侧且两者配合从横向待测产品，纵向伸缩器和横向伸缩器均属于气动式的气缸；伸缩器的前端连接有拉杆，拉杆穿过限位块的阶梯孔与伸缩器的轴连接，在伸缩器与滑块之间设置有弹簧；伸缩器的轴伸出到最大行程时，弹簧被压缩且拉杆的法兰面与阶梯孔台阶面脱离。

在底板上设置有若干通气孔507，通气孔507通过管道连接有真空发生器6，真空发生器6启动时，通气孔507处能够产生负压以吸附待测产品；真空发生器6由继电器模组控制启闭；继电器模组由机械控制器4控制。

在机柜1的工作台上方设置有防护罩106，该防护罩106的前侧开口以用于待测产品的取放，在防护罩106的上部设置有监控显示器3和四色信号灯8，监控显示器3与工业计算机2通信并显示检测数据和检测结果，四色信号灯8由机械控制器4控制显示设备的工作状态；在防护罩106的上部设置有用于启动激光扫描仪10、识别扫描器、机械臂7和限位载具5的启动开关；在防护罩106的开口侧下方设置有两个共同控制机械臂7和限位载具5启动和复位的控制开关12；工业计算机2和机械控制器4分别设置在工作台下方的机柜1内，在防护罩106内侧的左右两侧设置有感应光栅105，该感应光栅105用于检测工作区内是否有人员处于操作状态。

本设备的工作原理如下：

设备启动后，操作人员将待测产品放置到限位载具5上，限位载具5上的横向伸缩器504和纵向伸缩器510动作将待测产品推动至限位块处并固定，然后真空发生器6被启动，在底板处产生负压将待测产品吸附，从而减小伸缩器挤压所发生的变形；机械臂7将二维码扫描器9和激光扫描仪10移动至待测产品的上方，由二维码扫描器9对待测产品的型号等信息进行识别，识别扫描器成功识别待测产品后，机械臂7控制激光扫描仪10移动至设定的零点位置；然后，机械臂7根据待测产品的型号等信息控制激光扫描仪10到达设定的扫描位置，由激光扫描器对待测产品上的各个部件进行轮廓检测和位置检测，检测数据由工业计算机2对各个部件和待测产品的段差和缝隙进行计算，计算结果与内置的数据库内的设定参数进行比较从而判定是否合格，并通过监控显示器进行显示以及四色信号灯8进行展示。

激光扫描仪10的扫描数据的发送到工业计算机后，首先进行滤波处理，提取出待测产品在扫描位置的高度信息z，然后以扫描截面坐标x建立关系函数:

x＝f(z)

根据检测需要，在设定所需检测的位置，选取所需关注的段差面和缝隙位置，计算段差和缝隙数据；

其中，段差＝Z2-Z1；

缝隙＝f(Z2-0.2)-f(Z1-0.2)，上述数值中的0.2为零件表面与扫描截面之间的距离。

扫描完成后，通过与内置数据库中的设定参数进行对比，然后在监控显示器3显示出检测结果是否合格；同时，若检测结果合格四色指示灯显示为绿色，若检测结果不合格四色指示灯显示为黄色，若检测结果连续不合格四色指示灯显示为红色；检测完成后，真空发生器6停止工作，底板和待测产品之间的负压消失，纵向伸缩器510和横向伸缩器504复位，松开待测产品；操作人员可将待测产品取出进行分拣，结束检测作业。

上述实施例仅仅是为了清楚的说明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于检测的自动检测设备，其特征在于,包括：机柜(1)，在所述机柜(1)上设置有工作台；限位载具(5)，设置于所述工作台上且能够对待测产品进行固定和限位；识别扫描器，设置于所述工作台上方并能够根据待测产品上设置的标签对该进行待测产品扫描识别；激光扫描仪(10)，设置于所述工作台上方并能够识别待测产品各部件的轮廓；机械臂(7)，设置于所述工作台上并与识别扫描器和激光扫描仪(10)连接，能够控制识别扫描器和激光扫描仪(10)的移动；机械控制器(4)，连接并控制机械臂(7)对识别扫描器和激光扫描仪(10)的移动和限位载具(5)对待测产品的限位；工业计算机(2)，连接并向机械控制器(4)发送控制指令，且该工业计算机(2)连接并接收识别扫描器和激光扫描仪(10)发送的检测数据，并选取所需的段差面和缝隙位置计算段差或缝隙是否合格；还设置有监控显示器(3)和四色信号灯(8)，监控显示器(3)与工业计算机(2)通信并显示检测数据和检测结果，四色信号灯(8)由机械控制器(4)控制显示设备的工作状态。

2.如权利要求1所述的用于检测的自动检测设备，其特征在于，所述识别扫描器为二维码识别器，所述标签为二维码。

3.如权利要求2所述的用于检测的自动检测设备，其特征在于, 机械控制器(4)选用CPU控制器或PLC控制器。

4.如权利要求3所述的用于检测的自动检测设备，其特征在于, 识别扫描器成功识别待测产品后，机械臂(7)控制激光扫描仪(10)移动至设定的零点位置。

5.如权利要求1-4之一所述的用于检测的自动检测设备，其特征在于,在工作台的上方设置有防护罩(106)，该防护罩(106)的前侧开口以用于待测产品的取放。

6.如权利要求1所述的用于检测的自动检测设备，其特征在于,在机柜(1)的底部设置有多个脚轮(101)和多个脚杯(102)；在防护罩(106)的上部设置有用于启动激光扫描仪(10)、识别扫描器、机械臂(7)和限位载具(5)的启动开关；在防护罩(106)的开口侧下方设置有两个共同控制机械臂(7)和限位载具(5)启动和复位的控制开关(12)；工业计算机(2)和机械控制器(4)分别设置在工作台下方的机柜(1)内。

7.如权利要求6所述的用于检测的自动检测设备，其特征在于,限位载具(5)包括载台(501)、设置在载台(501)上的可拆卸底板、设置于所述载台(501)上的纵向伸缩机构和横向伸缩机构，两伸缩机构分别包括有伸缩器和滑块，所述伸缩器连接并推动滑块移动并配合设置于载台(501)上的纵向限位块或横向限位块从纵向或横向固定待测产品；在滑块内设置有阶梯孔，伸缩器的前端连接有拉杆，拉杆穿过限位块的阶梯孔与伸缩器的轴连接，在伸缩器与滑块之间设置有弹簧；伸缩器的轴伸出到最大行程时，弹簧被压缩且拉杆的法兰面与阶梯孔台阶面脱离；所述底板上设置有若干通气孔(507)，通气孔(507)通过管道连接有真空发生器(6)，真空发生器(6)启动时，通气孔(507)处产生负压以吸附待测产品。

8.如权利要求7所述的用于检测的自动检测设备，其特征在于, 所述纵向伸缩机构包括纵向伸缩器、纵向弹簧(509)、纵向滑轨(512)和纵向滑块(511)；纵向滑轨(512)设置在载台(501)上，纵向滑块(511)设置于纵向滑轨(512)上并与其滑动配合，纵向伸缩器设置于载台(501)上并连接纵向滑块(511)，纵向弹簧(509)抵于纵向滑块(511)与纵向伸缩器之间，纵向纵向限位块位于纵向滑块(511)的对侧且两者配合从纵向待测产品；所述横向伸缩机构包括横向伸缩器、横向弹簧(503)、横向滑轨(502)和横向滑块(505)；横向滑轨(502)设置在载台(501)上，横向滑块(505)设置于横向滑轨(502)上并与其滑动配合，横向伸缩器设置于载台(501)上并连接横向滑块(505)，横向弹簧(503)抵于横向滑块(505)与横向伸缩器之间，横向横向限位块位于横向滑块(505)的对侧且两者配合从横向待测产品，纵向伸缩器和横向伸缩器均属于伸缩器。

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