专利名称：流水线嵌入式笔芯自动画检装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种笔芯自动画检装置，尤其涉及一种流水线嵌入式笔芯自动画检装置。
背景技术：
书写用笔芯生产流水线大多采用轨道传送的方式，轨道由两条平行链条组成，两条上固定有间隔均一的卡槽，笔芯(油管)水平置于轨道上，随轨道按一定速度间隙性运动， 运动过程中完成由笔芯组件直至笔芯成品加工过程。现在，工厂生产的油性、中油及中性笔芯在出厂前进行初写性能全部检测，主要检测笔芯划线线迹是否呈现单边、断线与空心等异常状况，而检测工作目前全部采用人工手工检测方法，该方法人工消耗大。此外，人工画检随意性大；画检过程中笔芯笔头长时间裸露对笔芯质量控制带来附加风险。本发明提供在流水线对生产笔芯实施画检并对不合格产品进行识别并剔除的装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种尽量满足现有标准对检测差别之要求，尽可能操作人性化的流水线嵌入式笔芯自动画检装置。本发明的工作原理是将以往检测之人工划线装换成机器划线；将肉眼对线迹识别以判别产品性能装换成机器识别并判定与挑选。装置选用固定笔芯，划线介质相对笔芯做圆周运动方式完成划线操作；采用CCD或CMOS镜头摄像及配套工作软件取像识别来完成对线迹外观状况的判别，同时将判别异常信号传递给剔除装置完成异常产品挑选。本发明提出的流水线嵌入式笔芯自动画检装置，由检测笔芯定位装置、划线装置和识别剔除装置组成，其中
检测笔芯定位装置由压板2、挡板3、支架1及定位板4组成，支架1呈L型结构，由横板和竖板连接组成，压板2位于支架1横板一侧下方，压板2通过第一弹簧5和螺母6连接于支架1下方，第一弹簧5可自动调节压板2的水平高度，保证笔芯受到足够压力，在画圆时笔头位置的固定，同时保证笔芯在水平面的运动；位于挡板3上的金属片通过第二弹簧7 固定于支架1竖板一侧，通过弹簧的压缩变形，提供笔芯划线所需压力；定位板4固定于流水线机台，对笔芯笔头起定位作用；
划线装置由基座8、固定板9、画圆部件10、纸张传送器11、纸张收卷器12、不锈钢垫板 13、缓冲软片14、偏心盘15、第一电机16、第二电机17、第三电机18、第四电机19和平动部件20组成，固定板9通过平动部件20连接于基座9上，第一电机16固定于基座9上，且连接平动部件20，带动固定板9产生水平运动；偏心盘15为3个，呈三角排列，画圆部件10通过3个偏心盘15连接固定板9，位于最下方的偏心盘15连接电机17，使画圆部件完成圆周运动；缓冲软片14与不锈钢垫板13固定于画圆部件10上；控制箱21内的PLC分别连接偏心盘15上第二电机17、纸张传送器12上的第四电机19、纸张收卷器11上的第三电机18和基座8上的第一电机16 ；划线装置位于检测笔芯定位装置一侧；纸张传送器11位于纸张收卷器12的下方。识别剔除装置由摄像仪22、位于控制盒21内的图像处理设备和笔芯剔除装置23 组成，图像处理设备通过USB接口连接摄像仪22，与PLC通过串口相连，图像处理设备通过串口或USB接口连接笔芯剔除装置23。本发明中，平动部件20为凸轮或直线导轨组合，配合PLC控制第一电机满足检测所需特定水平运动要求。本发明中，划线检测完成过程中，笔芯平动、笔头固定及划线时所需压力通过采用弹簧装置设计达到要求。本发明中，划线检测所需特定圆周运动完成通过采用偏心盘设计达到要求。本发明中，划线检测所需特定水平运动通过采用凸轮或直线导轨设计达到要求。本装置使用时嵌入轨道式笔芯生产流水线，用于流水线生产笔芯之书写性能检测。本装置匹配之笔芯生产流水线，包括笔芯装配线，笔芯封蜡线，笔芯脱护套线及笔芯戴护套线及其组合流水线，加装于笔芯组装线使用时，需对装置安装的流水线前一工位(加装笔头工序)装置进行改装，增加对油管尾部加压或笔头部位减压装置，以使新装笔头内充满墨水。使用本装置之笔芯生产流水线，可以对笔芯实施自动画检并能识别书写异常产品同时进行剔除。本发明的工作过程如下将本装置的检测笔芯定位装置嵌入轨道式笔芯生产流水线，检测笔芯定位装置的一侧为流水线上的定位挡板，调整其角度使流水线笔芯经过定位挡板后沿笔头方向平移。流水线启动时，笔芯随轨道运动进入固定区域，笔芯被压板2及轨道夹紧固定。PLC发布指令，划线装置(包括画圆部件10、纸张传送器11、纸张收卷器12、 偏心盘15、固定板9、缓冲软片14和不锈钢垫板13、第二电机17、第三电机18、第四电机19) 连同摄像头做靠近笔芯运动，笔芯紧压后移，画圆部件10在垂直面做圆周运动，完成笔芯在纸面划线，划线完成后，划线装置做离开笔芯运动，完成一个运动周期。另外，PLC向纸带传送器11上的第三电机18发送运动指令，纸带上行一定距离后静止。PLC向识别装置(包括摄像仪22，图像处理设备)传送工作指令，完成摄像、取像识别及判定工作，当判定有异常产品时向笔芯剔除装置33发出工作指令。需要时，拍摄照片可以自动存盘。本发明能够取代目前普遍采用的人工手工检测的方法，克服该方法人工消耗大， 画检随意性大，以及笔头长时间裸露对笔芯质量控制带来附加风险。
图1为本发明的结构图示。图2为偏心盘示意图。图3为凸轮A装置示意图。图4为凸轮B装置示意图。图中标号1为固定支架，2为压板，3为挡板，4为定位板，5为第一弹簧，6为螺母， 7为第二弹簧，8为基座，9为固定板，10为画圆部件，11为纸张传送器，12为纸张收卷器，13 为不锈钢垫板，14为缓冲软片，15为偏心盘，16、17、18、19分别为第一电机、第二电机、第三电机和第四电机，20为平动部件，21为控制箱，22为摄像仪，23为笔芯剔除装置。
具体实施例方式下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。根据图给出本发明一个实施例，以说明本发明的结构特征与功能特点，但不是限定本发明的范围。实施例1
本发明装置包括检测笔芯定位装置、划线装置和识别剔除装置。流水线检测笔芯定位装置包含对笔芯笔头定位的定位挡板，调整角度使流水线笔芯经过挡板后沿笔头方向平移4.0 8.0 mm;笔芯固定的组件组合，包含压板2，压板2 包含自动调节挡板水平高度的第一弹簧5与用于固定的螺母6 ；压板2使用第一弹簧5与螺母6与支架1的横板下方连接，这种方式能保证笔芯受到足够压力，在画圆时笔头位置的固定，同时能保证笔芯在水平面的运动需要；芯划线压力给予组件以及尾挡板，挡板3位于笔芯尾端，由一金属片通过第二弹簧7或弹片与支架1的竖板连接，通过压缩变形，提供笔芯划线所需压力；
对待测笔芯完成的划线装置包含画圆部件10、纸张传送器11、纸张收卷器12及成三角排列的三个偏心盘15与固定板9连接，纸张划线衬板为精密抛光不锈钢薄片，薄片下铺缓冲垫软片(如毛毡)；第二电机17传动位于下部的偏心盘15，带动装置按照设计中所需压力及时间要求精确运动；固定板9通过平动部件与基座8连接，第一电机16带动平动部件凸轮组件按照设计要求距离与时间要求精确运动；
识别剔除装置，包含①不低于200万成像像素的摄像仪22、位于控制箱21内的图像处理设备和笔芯剔除装置23，控制箱21内的图像处理设备包括对摄像信息提取及分析判别、 异常信号发送组件，安装按检测要求特定设计的编程软件并将程序固化于其中的信息处理芯片及特设的人机对话面板，程序软件及面板操作按钮依据划线检测与现场操作要求设计；装置由PLC启动自动完成摄像、识别及异常笔芯剔除操作。1)本实施例之装置组件中，PLC、摄像镜头及配套工作软件定制。本实施例匹配运动周期1. 0秒，120pcs/min速率，笔芯间距2. 5cm的轨道式生产流水线；偏心盘15偏心距L 选定1.0cm，选用如图3所示A型凸轮。按照生产笔芯长度调整定位挡板角度、划线装置基座位置等，流水线启动，笔芯经定位挡板后笔头前移8. 0mm，划线装置不锈钢垫板13至笔头距离6. 0mm。按照表1所示时间要求，PLC给各组件发布动作命令，组件按要求完成各自规定动作。具体表现如下0秒，流水线启动，至0.4秒，流水线轨道前进50mm，笔芯随轨道运动进入固定挡板区域，笔芯被压板2与轨道夹紧固定，因弹簧压缩压板2给予笔芯约200gf 左右压力；然后流水线静止至1. 0秒。流水线启动后之0. 2秒，PLC发布指令，划线装置做靠近笔芯运动，至0. 4秒时接触笔头，至0. 5秒完成靠近动作，笔芯紧压水平后移3. Omm,弹性压力约IOOgf; 0.5秒至0.9秒，划线部件在垂直面做圆周运动，完成笔芯在纸面划线； 0. 9秒起，划线部件做离开笔芯运动，至1. 0秒脱离笔头接触(同时流水线开始第二周期运动)，1. 2秒完成离开运动，划线装置完成一个运动周期，此时，不锈钢垫板距笔头6. 0mm。另外，PLC在(Γ0. 4秒向纸带传送器11的第三电机18发送运动指令，纸带传送器带动纸带上行约24mm，0. Π. 0秒，纸带传送装置静止直至下一运工作周期；0. 6秒时，PLC向图像处理设备传送工作指令，摄像仪22在1. 0秒前完成摄像、取像识别及判定工作，需要时，拍摄照片自动存盘。当判定有异常产品时图像处理设备向笔芯剔除装置23发出工作指令，剔除异常笔芯。2)本实施例匹配导轨运动周期1. 2秒、200pCS/min速率，笔芯间距1. 25cm的生产流水线；偏心盘偏心距L选定0. 5cm,选用图示B型凸轮，如图4所示。按照生产笔芯长度调整定位挡板角度、划线装置基座位置等，流水线启动，笔芯经定位挡板后笔头前移8. Omm, 划线装置钢板至笔头距离6. 0mm。按照表2所示时间要求，PLC给各组件发布动作命令，组件按要求完成各自规定动作。具体表现如下0秒，流水线启动，至0.4秒，流水线轨道前进 50mm，笔芯随轨道运动进入固定挡板区域，笔芯被压板与轨道夹紧固定，因弹簧压缩压板给予笔芯约200gf左右压力；然后流水线静止至1.2秒。流水线启动后之0.2秒，PLC发布指令，划线装置做靠近笔芯运动，至0. 4秒时接触笔头，至0. 5秒完成靠近动作，笔芯紧压后移 3. Omm,弹性压力约IOOgf ； 0. 6秒至1. 0秒，画圆部件在垂直面做圆周运动，完成笔芯在纸面划线；1. 1秒起，划线装置做离开笔芯运动，至1.2秒脱离笔头接触(同时流水线开始第二周期运动)，1. 4秒完成离开运动，不锈钢垫板至笔头距离6. 0mm。另外，PLC在(Γθ. 4秒向纸带传送装置电机发送运动指令，纸带上行约13mm，0. Π. 2秒，纸带传送装置静止直至下一运工作周期；0. 6秒时，PLC向识别装置传送工作指令，摄像识别系统在0. 9秒前完成摄像、 取像识别及判定工作，需要时，拍摄照片自动存盘。当识别装置判定有异常产品时向剔除装置发出工作指令，剔除异常笔芯。表1
权利要求
1.一种流水线嵌入式笔芯自动画检装置，其特征在于由检测笔芯定位装置、划线装置和识别剔除装置组成，其中检测笔芯定位装置由压板(2)、挡板(3)、支架(1)及定位板(4)组成，支架(1)呈L型结构，由横板和竖板连接组成，压板⑵位于支架⑴横板一侧下方，压板⑵通过第一弹簧(5)和螺母(6)连接于支架(1)下方，第一弹簧(5)可自动调节压板(2)的水平高度，保证笔芯受到足够压力，在画圆时笔头位置的固定，同时保证笔芯在水平面的运动；位于挡板 (3)上的金属片通过第二弹簧(7)固定于支架(1)竖板一侧，通过第二弹簧的压缩变形，提供笔芯划线所需压力；定位板(4)固定于流水线机台上，对笔芯笔头起定位作用；划线装置由基座(8)、固定板(9)、画圆部件(10)、纸张传送器(11)、纸张收卷器(12)、 不锈钢垫板(13)、缓冲软片(14)、偏心盘(15)、第一电机(16)、第二电机(17)、第三电机 (18)、第四电机(19)与平动部件(20)组成，固定板(9)通过平动部件(20)连接于基座(9) 上，第一电机(16)固定于基座(9)上，且连接平动部件(20)，带动固定板(9)产生水平运动；偏心盘(15)为3个，呈三角排列，画圆部件(10)通过3个偏心盘(15)连接固定板(9)， 位于最下方的偏心盘(15)连接第二电机(17)，使画圆部件完成圆周运动；缓冲软片(14) 与不锈钢垫板(13)固定于画圆部件(10)上；控制箱(21)内的PLC分别连接偏心盘(15) 上的第一电机(17)、纸张传送器(12)上的第四电机(19)、纸张收卷器(11)上的第三电机 (18)和基座(9)上的第一电机(16)；划线装置位于检测笔芯定位装置一侧；纸张传送器 (11)位于纸张收卷器(12)的下方；识别剔除装置由摄像仪(22)、位于控制盒(21)内的图像处理设备和笔芯剔除装置 (23)组成，图像处理设备通过USB接口连接摄像仪(22)，与PLC通过串口相连，图像处理设备通过串口或USB接口连接笔芯剔除装置(23)。
2.根据权利要求1所述的流水线嵌入式笔芯自动画检装置，其特征在于所述平动部件(20)为凸轮或直线导轨组合，配合PLC控制第一电机(16)满足检测所需特定水平运动要求。
全文摘要
本发明涉及一种流水线嵌入式笔芯自动画检装置，由检测笔芯定位装置、划线装置和识别剔除装置组成，检测笔芯定位装置由压挡板及支架组成，压板位于支架横板一侧下方，压板通过弹簧和螺母连接于支架下方，挡板上设有金属片，金属片通过弹簧固定于支架竖板一侧；划线装置由画圆部件、纸张传送器、纸张收卷器、偏心盘、电机、平动部件、PLC控制部件、固定板、基座、缓冲软片和不锈钢垫板组成，PLC控制部件固定于控制盒中，控制盒安装在流水线机器上，偏心盘为3个，呈三角排列，画圆部件通过个偏心盘连接PLC机箱，位于最下方的偏心盘连接电机；识别易除装置由摄像仪、图像处理设备和笔芯剔除装置组成，图像处理设备固定于控制盒中。本装置能嵌入到轨道式笔芯生产流水线(包括笔芯装配、笔芯封蜡、笔芯戴帽或脱帽等装置)，对流水线上笔芯进行自动画检，对画检异常笔芯识别并从流水线剔除。
文档编号G01N21/89GK102445457SQ20111031543
公开日2012年5月9日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者周治国, 闵慧 申请人:上海桂莘实业有限公司