金属件自动运送和检测装置及其作业方法与流程

本发明涉及自动运输和自动检测装备技术领域，具体涉及一种自动运送和检测金属件的装置及其作业方法。

背景技术：

现有技术中，铁耙机中设有将相同规格的金属件如铁条由起点自动运送至指定的铁条承载架上的自动传送装置，所述金属件需要与其它部件通过螺丝等进行连接，这对于金属件自身的尺寸以及其上开孔的位置和大小都有较严格的要求，如果偏差过大则金属件无法与对应的其它部件匹配连接。

目前的自动传送装置在运送的过程中需要对金属件的尺寸、开孔位置及孔位大小等进行检测，经检测，孔位偏差较大的金属件被取走，而偏差在允许范围的金属件则被允许运送至设定的位置，这个检测工作通常需要人工进行，这不仅降低了装置的自动化程度，作业效率低，而且检测不够精确，这就有可能在金属件与其它部件装配的环节中出现无法匹配连接的现象，影响装配的速度和准确度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种自动化程度高、检测精确的金属件自动运送和检测装置及其作业方法。

本发明第一方面，提供一种金属件自动运送和检测装置，包括：用于传输金属件的传送装置、用于对金属件进行检测的检测装置、可移动的用于取起和放下金属件的金属件取放装置、以及控制电箱；所述传送装置包括传送带和带动该传送带运转的传送带电机；

所述控制电箱内设plc，所述传送装置、检测装置、金属件取放装置分别与控制电箱连接并受所述plc控制；

所述检测装置包括安装在所述传送带上方、用于拍摄金属件影像的摄像机；

所述金属件取放装置包括：架设于所述传送带上方的平台、安装在该平台处的电磁铁、用于带动所述平台前后移动的平台移动装置、用于带动所述电磁铁左右移动的横向移动装置、用于带动所述电磁铁上下移动的竖向移动装置、以及用于带动所述电磁铁水平转动的方向纠正装置。

所述平台移动装置包括：沿前后方向延伸设置的第一滑轨和第一齿条、固定于所述平台的平台移动电机、由该平台移动电机的电机轴带动转动的上下两个同步轮、与下方同步轮同轴转动的第一齿轮；

所述平台与第一滑轨滑动连接，所述第一齿条与第一齿轮啮合，所述平台移动电机带动同步轮和第一齿轮转动从而通过第一齿条带动平台沿第一滑轨滑动。

所述横向移动装置包括：横向安装在所述平台上的第二滑轨、滑动连接于该第二滑轨上的滑动架、固定于所述平台一侧的横向移动电机、由该横向移动电机的电机轴带动转动的主动轮、固定于平台另一侧的从动轮、套接于所述主动轮和从动轮外且与两端与所述滑动架固定连接的同步带；所述电磁铁安装在滑动架处，所述横向移动电机通过主动轮和从动轮带动同步带移动，该同步带带动滑动架及电磁铁沿第二滑轨左右滑动；

所述竖向移动装置包括：固定于所述滑动架的竖向移动电机、由该竖向移动电机驱动转动的第二齿轮、竖向设置的第二齿条；所述第二齿轮与第二齿条啮合，所述电磁铁与所述第二齿条在垂直方向上同步移动，所述竖向移动电机带动第二齿轮转动从而带动所述第二齿条以及电磁铁垂直移动。

所述方向纠正装置包括：方向纠正电机、由该方向纠正电机驱动水平转动的主动齿轮、与该主动齿轮啮合的从动齿轮，所述电磁铁与该从动齿轮的转轴相连；所述方向纠正电机通过主动齿轮带动从动齿轮水平转动，该从动齿轮带动电磁铁水平转动。

所述检测装置还包括安装在所述传送带上方、用于所述摄像机照明的照明灯。

所述传送带的传送路径上设置有随着传送方向逐渐收窄的导向口。

所述检测装置还包括设置在所述导向口前方的活动感应片以及与plc信号连接的第一传感器；所述活动感应片与所述传送带之间的空隙正好可容标准的金属件通过，被碰触的活动感应片通过所述第一传感器发出信号到plc。

所述传送带下游一侧下方安装有用于感应金属件的工件传感器，该工件传感器与plc信号连接。

本发明的装置还包括安装于所述传送带上游端上方的金属件推出装置，该金属件推出装置包括：用于放置金属件装载盒的底座框，用于将金属件装载盒内的金属件推出的推件气缸，用于调整所述底座框前后边框之间距离的锁紧气缸，用于带动所述底座框左右移动的横向移动气缸，分别用于感应所述推件气缸、锁紧气缸和横向移动气缸运动状态的多个气缸传感器；所述推件气缸、锁紧气缸和横向移动气缸与所述控制电箱连接，所述气缸传感器与plc信号连接。

本发明第二方面提供一种如上文所述的金属件自动运送和检测装置的作业方法，包括：

传送带根据所述plc的指令将金属件向前传送；

所述plc控制传送带停止运送，所述检测装置的摄像机开始工作，通过影像运用视觉系统来判断金属件上的孔位及大小是否有偏差、是否合格、金属件是否有偏向；如果不合格，plc控制传送带将金属件运送至下游端设置的废料盒处；如果孔位及大小合格，则启动金属件取放装置使所述平台从原点位置运动至金属件上方；

所述plc控制金属件取放装置的竖向移动装置带动电磁铁下移并同时对该电磁铁通电，当该电磁铁接触并吸附金属件后带动该电磁铁上移；

拿起金属件后，所述plc根据摄像机所判断的信号提示是否需要启动方向纠正装置以调整金属件的方向；

金属件取放装置的平台移动装置启动，载着金属件移动至金属件承载架上方设定位置后停止；

所述plc接收到平台移动装置停止的信号和金属件承载架上的判断有无金属件的信号，发出指令启动横向移动装置，使带有金属件的电磁铁向左或向右移动到缺金属件的位置；

竖向移动装置带动电磁铁下降到位后发出信号，所述plc根据此信号使电磁铁断电，金属件被放到金属件承载架上后，竖向移动装置带动电磁铁上升。

与现有技术相比较，本发明的金属件自动运送和检测装置具有以下优点：检测装置包含了摄像机，运用视觉系统进行检测，自动化程度更高、检测更精准，能快速去掉孔位偏差较大的不合格金属件，使金属件与其它部件的后继连接更加顺利和准确，而且易于操作、维修保养方便。

附图说明

图1是本发明金属件自动运送和检测装置的总装立体图；

图2是本发明金属件自动运送和检测装置的总装侧视图；

图3是本发明金属件自动运送和检测装置在摄像机下方部分的示意图；

图4是本发明金属件自动运送和检测装置在摄像机下方部分另一角度的示意图；

图5是本发明中的摄像机和照明灯部分处的结构示意图；

图6是所述平台处连接的部件的分解图；

图7是所述平台处连接的部件从其后部看的组装图；

图8是所述平台处连接的部件从其前部看的组装图；

图9是所述平台移动装置处的放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细说明。

请参考图1至图4，本发明的金属件自动运送和检测装置主要包括：用于传输金属件10的传送装置、用于对金属件10进行检测的检测装置、可移动的用于取起和放下金属件10的金属件取放装置、用于将金属件10推出至所述传送装置上游端的金属件推出装置、以及内设有plc（programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器）的控制电箱。其中，所述传送装置、检测装置、金属件取放装置、金属件推出装置安装在安装架30上并分别与控制电箱连接并受所述plc控制。

如图2所示，所述传送装置包括传送带11和带动该传送带11运转的传送带电机12，优选地，还包括可调节滚轮13，该调节滚轮13的位置可上下调节从而可调节传送带11的松紧度。

优选地，所述传送带11的传送路径上还设置有随着传送方向逐渐收窄的喇叭状的导向口4，这个导向口4可用于将运输中的金属件10导入至设定的位置和方向。

如图2、图4和图5所示，本实施例中，所述检测装置包括：用于拍摄金属件10影像的两台摄像机21、用于所述摄像机21照明的两个照明灯22、设置在所述导向口4前方的活动感应片23、与plc信号连接的第一传感器24。其中，该摄像机21和照明灯22通过安装架30安装在所述传送带11中部的上方位置，摄像机21拍摄到的影像信息通过plc运用视觉系统处理可以判断金属件10上的孔位及大小是否有偏差、是否合格、金属件是否有偏向等。所述活动感应片23可活动地安装在传送带11上方，距离传送带11之间的空隙正好可容标准的金属件10通过，如果通过该活动感应片23的金属件10过厚或者严重变形，该金属件10会碰到活动感应片23，而该活动感应片23则会通过所述第一传感器24发出信号到plc。

此外，所述传送带11下游一侧的下方安装有用于感应金属件10的工件传感器5，该工件传感器5与plc信号连接。当金属件10被传送至该工件传感器5位置时，该工件传感器5会向plc发出信号。

所述金属件取放装置包括：架设于所述传送带11上方的平台31、安装在该平台31处的电磁铁32、用于带动所述平台31前后移动的平台移动装置、用于带动所述电磁铁32左右移动的横向移动装置、用于带动所述电磁铁32上下移动的竖向移动装置、以及用于带动所述电磁铁32水平转动的方向纠正装置。

其中，如图3和图9所示，本实施例中，所述平台移动装置包括：第一滑轨331、第一齿条332、平台移动电机333、上下两个同步轮334、第一齿轮335和同步带336。所述第一滑轨331和第一齿条332沿前后方向也即平行于传送带10长度方向设置在传送带10的左右两侧，每侧均设有一条第一滑轨331和一条第一齿条332，所述平台31架设在左右两侧第一滑轨331上并与第一滑轨331滑动连接。所述平台移动电机333固定于平台31的左侧或右侧，上部的同步轮334安装在该平台移动电机333的电机轴上并通过同步带336带动下部的同步轮334转动，而下部的同步轮334与第一齿轮335同轴转动设置，且该第一齿轮335与第一齿条332啮合。因为第一齿条332的位置是固定的，当平台移动电机333启动带动上下两个同步轮334转动时，所述第一齿轮335也将转动从而通过与之啮合的第一齿条332带动平台31沿第一滑轨331向前或向后滑动。

如图8所示，本实施例中，所述方向纠正装置包括：方向纠正电机361、由该方向纠正电机361驱动水平转动的主动齿轮、与该主动齿轮啮合的从动齿轮，所述电磁铁32与该从动齿轮的转轴相连。当所述方向纠正电机361通过主动齿轮带动从动齿轮水平转动时，该从动齿轮将会带动电磁铁32水平转动。

如图6、图7和图8所示，本实施例中，所述横向移动装置包括：安装在所述平台31上的前后两条第二滑轨341、滑动架342、固定于所述平台31一侧的横向移动电机343、由该横向移动电机343的电机轴带动转动的主动轮344、固定于平台31另一侧的从动轮345、以及同步带346。两条第二滑轨341沿横向即垂直于传送带10传送方向设置，所述滑动架342滑动连接于该两条第二滑轨341上因而可向左或向右滑动。所述同步带346套接于所述主动轮344和从动轮345外，且同步带346两端通过角铁347固定连接于滑动架342。所述电磁铁32安装在滑动架342处，当所述横向移动电机343启动时，主动轮344转动并带动同步带346移动，该同步带346则带动滑动架342及电磁铁32沿第二滑轨341向左或向右滑动。

所述竖向移动装置包括：固定于所述滑动架342的竖向移动电机351、由该竖向移动电机351驱动转动的第二齿轮352、竖向设置的第二齿条353。上述方向纠正电机361固定安装在一块竖向板354上，该竖向板354与滑动架342垂直滑动连接，所述第二齿条353固定于竖向板354的后侧，由此所述电磁铁32与第二齿条353在垂直方向上将会同步移动，且第二齿轮352与该第二齿条353啮合。当所述竖向移动电机351启动带动第二齿轮352转动时，该第二齿轮352将会带动第二齿条353向上或向下垂直移动，相应地，所述竖向板354、方向纠正电机361以及电磁铁32也同步向上或向下垂直移动。

由此，通过上述平台移动装置可带动平台31以及电磁铁32前后移动，通过方向纠正装置可调节电磁铁32的水平角度，通过横向移动装置可带动电磁铁32左右移动，通过竖向移动装置可带动电磁铁32上下移动。当然，电磁铁32上安装有与plc信号连接的传感器用于感应该电磁铁32所在的位置，通过上述装置的配合可实现将金属件10取起、移动至设定的位置并放下的动作。

如图3或图4所示，本实施例中，所述金属件推出装置安装于所述传送带11上游端上方的位置，其包括：底座框61、推件气缸62、锁紧气缸63、横向移动气缸64、以及分别用于感应所述推件气缸62、锁紧气缸63和横向移动气缸64运动状态的多个气缸传感器。其中，所述底座框61上可放置一个或多个金属件装载盒20，该金属件装载盒20内放置有金属件10，该底座框61的前后边框之间距离可通过所述锁紧气缸63来调整，当缩小前后边框之间的距离时，金属件装载盒20将会被锁紧，而当增大前后边框之间的距离时，金属件装载盒20将会被松开以方便更换金属件装载盒20。所述推件气缸62用于将金属件装载盒20内的金属件10推出从而落至传送带11的上游侧，所述横向移动气缸64用于带动所述底座框61向左或向右移动。所述推件气缸62、锁紧气缸63和横向移动气缸64与所述控制电箱连接，各气缸传感器与plc信号连接。

以下描述采用本发明的金属件自动运送和检测装置将金属件从起始位置经检测并传送至金属件承载架上的作业方法的运作流程：

1.当铁耙机发出信号需要金属件时，所述控制电箱接收到信号，启动传送带电机12和两台摄像机21；

2.传送带电机12启动同时，锁紧气缸63动作，缩小底座框61前后边框之间的距离从而锁紧金属件装载盒20；锁紧到位后，锁紧气缸63对应的气缸传感器传出信号到控制电箱内的plc，plc发出指令启动横向移动气缸64相对应的电磁阀，该横向移动气缸64向后拉回，当横向移动气缸64对应的气缸传感器感应到并传出信号后，plc发出指令启动推件气缸62相对应的电磁阀，使推件气缸62向前推出金属件装载盒20内的金属件10；

3.金属件10被推出后，会落在传送带11的上游一侧，由传送带11带动穿过导向口4；此时，如果金属件过厚或严重变形，金属件10会推动该位置的活动感应片23，第一传感器24则会发出信号到控制电箱内的plc，plc会屏蔽工件传感器5，使该不合格的金属件10继续被传送至传送带11下游端设置的废料盒7内；如果金属件10合格，则金属件10在被传送至工件传感器5感应到该金属件10的位置时由plc控制停止下来；

4.金属件10停止后，两台摄像机21同时工作，通过影像运用视觉系统来判断金属件10上的孔位及大小是否有偏差、是否合格、金属件10是否有偏向等；如果不合格，plc控制传送带11将金属件10运送至废料盒7处；如果孔位及大小合格，则启动平台移动电机333，使平台31从原点位置移动至金属件10上方指定位置；

5.当平台31准确到位并停稳后，发出信号到控制电箱，plc发出指令启动竖向移动电机351，该竖向移动电机351上的第二齿轮352转动带动与之啮合的第二齿条353向下运动，从而带动电磁铁32向下运动去取金属件10，同时电磁铁32通电，当接触到金属件10后吸取起该金属件10；

6.当金属件10被拿起并稳定后，plc会根据两台摄像机21所判断的信号提示是否需要启动方向纠正电机361以调整金属件10的角度偏差；

7.以上动作都完成后，平台移动电机333启动，平台31载着金属件10移动至金属件承载架上方设定位置后停止；

8.当平台移动电机333停稳后，发出信号，plc根据此信号和金属件承载架上的判断有无金属件的信号，发出指令启动横向移动电机343，使载有金属件10的电磁铁32向左或向右移动至缺金属件的位置；

9.当横向移动电机343停稳后，发出信号，plc根据此信号启动竖向移动电机351使电磁铁32向下运动到缺金属件的指定位置；

10.当电磁铁32下降到位后，发出信号，plc根据此信号使电磁铁32断电，金属件10被平稳放到金属件承载架上；

11.金属件放置完成后，竖向移动电机351启动，升起电磁铁32；

12.电磁铁32升起到位后，plc根据此信号和金属件承载架上判断有无金属件的信号来判断是否还需再次拿金属件。如果需要，会自动重复以上动作；如果不需要，则设置仍然会取一个金属件到平台31的原点位置等待。

应当理解，上述各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员，可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和保护范围。