一种用于视觉检测设备的物料传送机构的制作方法

本实用新型涉及精密零件视觉检测技术领域，尤其是一种用于视觉检测设备的物料传送机构。

背景技术：

基于视觉的微小零件检测技术，已经逐步发展成熟，但是在检测设备的机械结构上需要改进之处还有不少，例如零件的上下料等，这里的微小零件包括但不限于芯片。在对微小零件的下料上，现有技术采用吹气式，为了提供足够的冲击力，用于吹气的喷头往往很小，而零件本身也很小，稍微一点偏差可能导致漏检或错检。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种用于视觉检测设备的物料传送机构。

一种用于视觉检测设备的物料传送机构，包括上料装置、输料装置和下料装置，所述上料装置采用振动盘，所述输料装置采用由电机驱动的玻璃圆盘，所述下料装置包括合格品下料装置和不合格品下料装置，所述合格品下料装置和所述不合格品下料装置均包括毛刷、驱动所述毛刷转动的步进电机和罩在所述毛刷外围的集料罩，所述毛刷固定于所述输料装置上方，所述毛刷由内芯和等间隔固定于所述内芯上的多组刷毛构成，所述刷毛转动至所述输料装置上方时，与所述输料装置略微接触；

所述振动盘采用压电振动盘且内设有振动盘控制器，所述振动盘控制器主要由主控模块、可调电源模块和反馈模块构成，所述可调电源模块为振动盘供电，所述反馈模块将振动盘工作信号反馈至所述主控模块，所述主控模块根据振动盘工作信号控制所述可调电源模块的输出频率，从而控制振动盘的振动频率；所述振动盘工作信号包括电压信号和电流信号。

进一步的，所述可调电源模块由整流桥堆、准谐振开关电源和双极性spwm逆变电路构成；所述准谐振开关电源采用反激拓扑电路，开关电源采用多路反激式开关电源top265；所述主控模块采用16位单片机dspic33fj64gs608。

进一步的，所述反馈模块连接所述主控模块一端设有峰值检波电路。

进一步的，所述玻璃圆盘通过上、下法兰盘固定于转动轴上，所述下法兰盘上设有等间隔设有多个调平螺栓。

本实用新型的有益效果：零件在透明输料装置上等间隔分布，且分布间隔大于每组刷毛的宽度，每组刷毛具有一定密度和宽度，保证了分拣的准确性和有效性；振动盘的振动频率通过振动盘控制器来控制，与毛刷式下料装置相配合。

附图说明

图1为视觉检测设备的整体结构示意图；

图2为实施例1中的下料装置结构示意图；

图3为实施例1中的输料装置结构示意图；

图4为实施例1中的压电振动盘控制器的结构框图；

图5为实施例1中的可调电压模块的结构框图；

图6为实施例1中的准谐振开关电源的电路图；

图7为现有技术中的双极性spwm逆变电路图；

图8为现有技术中的模糊控制结构图；

图9为实施例1中的峰值检波电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

实施例1

一种用于视觉检测设备的物料传送机构，如图1-2所示，包括上料装置1、输料装置2和下料装置3，所述上料装置1采用振动盘，所述输料装置2采用由电机驱动的玻璃圆盘，所述下料装置3包括合格品下料装置和不合格品下料装置。

所述合格品下料装置主要由第一毛刷301、驱动所述第一毛刷转动的第一步进电机302和罩在所述第一毛刷外围的第一集料罩303构成；所述不合格品下料装置均包括第二毛刷304、驱动所述第二毛刷转动的第二步进电机305和罩在所述第二毛刷外围的第二集料罩306。

所述第一、第二毛刷301、304固定于所述输料装置2上方，由内芯和等间隔固定于所述内芯上的多组刷毛构成，所述刷毛转动至所述输料装置2上方时，与所述输料装置2略微接触。此处的略微接触是指能够扫落输料装置上的零件，但是不至于阻力太大，影响毛刷的正常运转。

微小零件的检测，对于输料装置的水平度有较高的要求，在本实施例中，所述玻璃圆盘通过上、下法兰盘固定于转动轴上，所述下法兰盘上设有等间隔设有多个调平螺栓4，如图3所示，通过旋入或旋出调平螺栓对玻璃圆盘水平度进行微调。

零件在输料装置上等间隔分布，且分布间隔大于每组刷毛的宽度。步进电机控制毛刷转动，转动前相邻刷毛之间的空隙对准输料装置上方的零件；转动过程中毛刷扫过输料装置，将零件扫落，在集料罩的作用下，落入分拣槽内；转动后仍然是相邻刷毛之间的空隙对准输料装置上方的零件。每组刷毛具有一定密度和宽度，保证了分拣的准确性和有效性。

为了配合毛刷式下料装置，振动盘上料也要保证零件之间有一定间隔，这需要通过调节振动盘振动频率来控制。因此，所述振动盘采用压电振动盘且内设有振动盘控制器，所述振动盘控制器主要由主控模块、可调电源模块和反馈模块构成，如图4所示，所述可调电源模块为振动盘供电，所述反馈模块将振动盘工作信号反馈至所述主控模块，所述主控模块根据振动盘工作信号控制所述可调电源模块的输出频率，从而控制振动盘的振动频率；所述振动盘工作信号包括电压信号和电流信号。

在本实施例中，所述可调电源模块由整流桥堆、准谐振开关电源和双极性spwm逆变电路构成，如图5所示。整流桥堆用于将电网220v交流电整流为高压直流电源，准谐振开关电源用于将高压直流电源转换为25v直流电源，双极性spwm逆变电路用于将25v直流电源由两路经spwm驱动的mos管正弦逆变为振动盘的驱动电源。

可调电压模块的性能是影响控制器工作稳定性的主要因素之一，宜采用体积小、效率高的开关电源，但随着开关电源频率的提高，需要尽量减少开关损耗。在本实施例中，所述准谐振开关电源采用反激拓扑电路，如图6所示。开关电源采用多路反激式开关电源top265，不仅可以降低emi，并且自带过流、过载、短路和过压保护，简化了电路结构。整个准谐振开关电源输出最大可达40w，可将高压直流电源转换为25v直流电源，还提供双极性spwm逆变电路工作所需的12v电源和主控模块工作所需的5v电源。双极性spwm逆变电路采用图7所示的常规电路即可。

主控模块获得电压信号和电流信号后，在模糊pid算法控制下，对可调电源模块的输出频率进行调节，从而控制振动盘的振动频率。此处提及的模糊控制属于现有技术，如何运用也是本领域技术人员可以且应当知晓的，在这里做一个简要介绍，但这些内容并不在本申请保护范围内。

模糊控制，最简单的实现方法是将模糊控制规则离线转化为控制表，存储在单片机中供在线控制时查询使用；在本实施例中，是对可调电源模块的幅值进行模糊pid控制。

实际控制中，将pid控制器进行离散化处理，得到

u(k)＝u(k-1)+kp(e(k)-e(k-1))+kie(k)+kd(e(k)-2e(k-1)+e(k-2))，式中比例系数kp加速系统的响应速度，提高系统的调节精度；积分系数ki消除系统稳态误差；微分系数kd改善系统的动态特性。

振动盘控制器以误差e和误差变化ec作为输入，利用相应的模糊控制规则表分别对pid的三个参数进行在线自整定，其结构如图8所示。

实现过程如下：先将长期积累的控制经验转换为模糊控制规则表，存储在单片机中；再将系统误差e和误差变化ec的变化范围定位为模糊集上的论域e,ec＝{-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5}，其模糊子集为e,ec＝{nn,nm,ns,o,ps,pm,pb},设e,ec和kp,ki,kd均服从正态分布，可根据模糊控制规则表，查出修正参数代入下式计算kp＝k′p+{ei,eci}p，ki＝k′i+{ei,eci}i，kd＝k′d+{ei,eci}d；新参数值重新代入pid控制器，完成对pid参数的在线自校正，更改spwm参数，从而对可调电源模块的输出频率进行调节。

反馈模块采样振动盘工作时的电压信号和电流信号，并输入主控模块。在这里，为了使主控模块能够快速获取电压信号和电流信号的振动幅值，所述反馈模块连接所述主控模块一端设有峰值检波电路。最简单的峰值检波电路由检波二极管和电压跟随器构成。当输入电压为正时，检波二极管导通，对电容充电；当输入电压为负时，检波二极管截止，电容放电。选择适当的电容和电阻，使电容充电速度大于放电速度，这样电容两端的电压就可以保持在最大输入电压处，从而实现峰值检波。电压跟随器是为了匹配前级开关电路和后级输出的阻抗而设置。

在本实施例中，峰值检波电路采用图9所示电路。检波二极管采用肖特基势垒型，减小了正向电压降，从而增大了流过c1的初始充电电流；此外，肖特基二极管较快的恢复时间还加快了从跟踪状态至保持状态的转换速度，肖特基二极管较低的反向恢复电荷减少了c1上的消隐脉冲电平误差。虽然肖特二极管上的电压降较低，但是它直接转化为输出，因为没有外面的反馈环路对它实施补偿。此峰值检波电路通过利用u1的局部反馈环路中的一个匹配肖特基二极管对它进行平衡以补偿该二极管压降。如果对匹配的二极管施加了相似的偏置，则两个二极管的压降将大部分抵消。r2设定d1中的偏置电流，这将使得d1的压降能够抵消d2的压降，并最大限度地减小该误差。r5和r6形成了一个降低输入电压之电平的阻性分压器。d3把输入电压箝位在比0v低一个二极管压降，这就让出了负电源轨的u1和u2。ltc^r6244是一款双路高速、单位增益稳定的cmos运算放大器，具有50mhz的增益带宽、40v/μs的转换速率、1pa的输入偏置电流、低输入电容和轨至轨输出摆幅。0.1hz至10hz噪声仅为1.5μvp-p，而且，1khz噪声保证低于12nv/√hz。

所述主控模块采用16位单片机dspic33fj64gs608，此芯片具有较强的抗干扰能力，保证控制器工作的稳定性；其内部集成dsp核，具备高速运算能力，可以使信号得到更快的响应；内部集成的高度a/d转换器用于处理反馈信号；内置高速spwm模块用于实现可调电源模块的正弦逆变。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。