特种螺栓自动检测入库装置的制作方法

本发明涉及一种非标自动化设备，特别是涉及一种特种螺栓自动检测入库装置。

背景技术：

当前机械加工工艺迅猛发展，大量小型化、精密化、智能化设备运用到工业生产中，在生产装配这些设备时螺栓广泛使用，而螺栓本身的生产过程也应高度自动化以满足现代生产节奏以及加工精度的需求。在目前的自动化潮流中，特种螺栓生产完成后应实现检测、入库的自动化、一体化。借助自动化流水线，减少人工参与，有效控制生产节奏，进一步提高生产效率，同时保证螺栓的入库合格率。

目前特种螺栓生产企业检测入库流程大多仍借助工人手工操作，或是只具备半自动化功能，不能形成完整的自动化流水线，且大多数设备占用空间较大，使用不够灵活。另外当前已投入使用的螺栓检测入库流水线中的检测机构功能简单，检测维度不足，精度不够，难以保证足够高的良品率，也影响整体检测效率。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种特种螺栓自动检测入库装置，其能够实现完整的自动化流水线，且大多数设备占用空间较小，使用灵活，检测机构功能强大，检修维度良好，精确度高，能够保证足够高的良品率。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种特种螺栓自动检测入库装置，其包括环形输送带、激光计数模块、视觉检测模块以及螺栓分装入库模块，激光计数模块、视觉检测模块以及螺栓分装入库模块都围绕环形输送带呈环形分布，环形输送带、激光计数模块、视觉检测模块以及螺栓分装入库模块都固定在同一个平面上；

环形输送带包括环形输送带、连接片、底座，环形输送带与底座间通过连接片连接；

激光计数模块包括平板、激光发射探头、激光接收探头、固定块、计数器、滑块、支杆，平板一端与激光发射探头相连，另一端与固定块相连；固定块一端与激光接收探头相连，另一端接有计数器，计数器又通过滑块位于支杆上；

视觉检测模块包括背光源组件、环形输送带、相机、托板、圆柱体、咬合板，带松紧豁口的咬合板与圆柱体相配合，通过螺栓紧固组成咬合结构，两组咬合结构组成四自由度支架，咬合结构与托板固连，照相机固定在托板上，背光源组件置于相机镜头正前方且同时位于环形输送带上方；

螺栓分装入库模块包括储料器、保险块、固定板、立柱、吹气铜管、支架，三根吹气铜管都置于环形输送带内侧与支架固连，与支架正对的输送带外侧布置储料器，保险块固定于支架上，支架由固定板和立柱构成，保险块末端与储料器相接，三根吹气铜管中靠边上的一根穿过保险块。

优选地，所述环形输送带的形状为圆形且采用透明玻璃材质。

优选地，所述咬合板带有松紧豁口。

本发明的积极进步效果在于：本发明实现了计数、检测、入库一体化、自动化，大大节省人工。引入激光计数装置，计数准确可靠，无需人工计数，方便后面直接入库。设置全方位视觉信息采集，可以实现特种螺栓的位姿、表面缺陷等多方面检测，实现检测多角度、高精度、功能多样化；放弃了传统的直线型流水线模式，采用环形输送带，大大节省了宝贵的生产作业空间，有助于减少不必要的输送距离，有效减少了非必要工作时间，提高作业效率；以最简单的机械结构实现了最可靠、最灵活的相机姿态、视角的调整；整个装置在入库环节充分利用吹气装置，相较于机械臂等，其操作、控制简单方便，使用成本较低，也有效避免硬面接触对螺栓螺纹、表面的破坏，对产品实现最大程度的保护；本装置各部件以机械结构为主，避免多余的外部控制，使整体结构紧凑，环境适应性强，工作稳定性高。本发明较好地解决了螺栓加工完成后自动检测、入库的问题，完全自动化流程，相比过去的人工分拣，提高检测精度的同时，大大提高了效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明环形输送带结构示意图。

图3为本发明激光计数结构示意图。

图4为本发明视觉检测结构示意图。

图5为本发明入库结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1至图5所示，本发明特种螺栓自动检测入库装置包括环形输送带1、激光计数模块2、视觉检测模块3以及螺栓分装入库模块4，激光计数模块2、视觉检测模块3以及螺栓分装入库模块4都围绕环形输送带1呈环形分布，环形输送带1、激光计数模块2、视觉检测模块3以及螺栓分装入库模块4都固定在同一个平面上；

环形输送带1包括环形输送带11、连接片12、底座13，环形输送带11与底座13间通过连接片12连接；

激光计数模块2包括平板21、激光发射探头22、激光接收探头23、固定块24、计数器25、滑块26、支杆27，平板21一端与激光发射探头22相连，另一端与固定块24相连；固定块24一端与激光接收探头23相连，另一端接有计数器25，计数器25又通过滑块26位于支杆27上；

视觉检测模块3包括背光源组件31、环形输送带32、相机33、托板34、圆柱体35、咬合板36，带松紧豁口的咬合板36与圆柱体35相配合，通过螺栓紧固组成咬合结构，两组咬合结构组成四自由度支架，咬合结构与托板34固连，照相机33固定在托板34上，背光源组件31置于相机镜头正前方且同时位于环形输送带32上方；

螺栓分装入库模块4包括储料器41、保险块42、固定板43、立柱44、吹气铜管45、支架46，三根吹气铜管45都置于环形输送带11内侧与支架46固连，与支架46正对的输送带11外侧布置储料器41，保险块42固定于支架上，支架由固定板43和立柱44构成，保险块42末端与储料器41相接，三根吹气铜管45中靠边上的一根穿过保险块42。

环形输送带1的形状为圆形且采用透明玻璃材质，这样方便其他模块的排列，降低成本。

咬合板36带有松紧豁口，这样方便结构调整。

本发明的工作原理如下：首先，对螺栓在整个流水线装置上进行精确定位以及状态保持，方便后续检测及入库工序的进行，减少人工参与，减少多余控制环节；利用激光计数装置进行螺栓精确计数，为最后分装入库做好准备；再经过视觉检测装置，确定螺栓是否合格；最后由输送带转至储料器，作为成品待发货。环形输送带采用透明玻璃材质，配合视觉检测部分的上下左右多角度布置，实现360度全方位拍摄。激光计数模块主要由激光照射及接收探头、光电转换组成。激光照射探头和激光接收探头分别置于输送带两侧，两者之间没有螺栓通过即无遮挡时，激光接收探头能正常接收发射探头发出的激光，此时计数器处于不工作状态，一旦有螺栓通过即有遮挡时，激光接收探头失去光信号，经由光电转换形成电压信号使计数器加一，这样每通过一个螺栓计数一次，实现入库螺栓精确计数功能。为了实现产品检测功能，采用视觉检测装置。照相机支架采用两组咬合结构，咬合结构中带有圆柱通孔以及松紧豁口的咬合板与圆柱体相咬合，同时咬合板可以沿圆柱体纵向滑动，也可以沿圆柱体周向转动，如此两组咬合结构形成了四自由度支架，使照相机可以根据实际使用情况灵活调节镜头高度和角度。背光源置于照相机镜头对面，使拍出的照片背景纯净，避免由于生产现场复杂混乱的环境对照片质量的负面影响。整个照相检测装置分别布置在输送带内侧、外侧、上方、下方，多角度成像检测，可以检测螺栓是否有缺陷，保证入库螺栓都是合格品。入库操作中采用吹气方法，设计吹气铜管对螺栓吹气，使螺栓自动落入储料器，该过程中避免与螺栓直接接触，有效保护了螺栓螺纹及表面，另外加设了保险块，确保螺栓准确落入储料器内。

激光计数模块主要包括激光照射及接收探头、光电转换等。激光照射探头和激光接收探头分别置于输送带两侧，两者之间没有螺栓通过即无遮挡时，激光接收探头能正常接收发射探头发出的激光，此时计数器处于不工作状态，一旦有螺栓通过即有遮挡时，激光接收探头失去光信号，经由光电转换形成电压信号使计数器加一，这样每通过一个螺栓计数一次，实现入库螺栓精确计数功能。

为了实现产品检测功能，采用视觉检测装置。视觉检测装置主要由四自由度支架、照相机、背光源组件组成。照相机支架采用两组咬合结构，咬合结构中带有圆柱通孔以及松紧豁口的咬合板与圆柱体相咬合，同时咬合板可以沿圆柱体纵向滑动，也可以沿圆柱体周向转动，如此两组咬合结构形成了四自由度支架，使照相机可以根据实际使用情况灵活调节镜头高度和角度。背光源置于照相机镜头对面，使拍出的照片背景纯净，避免由于生产现场复杂混乱的环境对照片质量的负面影响。整个照相检测装置分别布置在输送带内侧、外侧、上方、下方，多角度成像检测，可以检测螺栓是否有缺陷，保证入库螺栓都是合格品。螺栓入库部分主要是吹气铜管和储料器，吹气铜管正对储料器入口，螺栓经过前面工序之后，在输送带上输送至储料器时，由吹气铜管向螺栓吹气，使螺栓自动落入储料器。在此过程中重点是要保证螺栓对准吹气铜管管口，这一点可由视觉检测部分的位姿检测实现。对螺栓在整个流水线装置上进行精确定位以及状态保持，方便后续检测及入库工序的进行，减少人工参与，减少多余控制环节；利用激光计数装置进行螺栓精确计数，为最后分装入库做好准备；再经过视觉检测装置，确定螺栓是否合格；最后由输送带转至储料器，作为成品待发货。整个流水线装置尽量采用机械结构实现所需动作，减少电控设备，提高系统运行稳定性。

螺栓经环形输送带进入激光计数环节，一旦到达激光发射探头和激光接收探头之间，就会对光信号形成阻断，接收探头也就无法接收到光信号，这时计数器就自动加一，对经过的螺栓进行精确计数。计数完成后螺栓进入视觉检测阶段，检测螺栓是否合格。照相检测装置分上、下、左、右多角度布置，以实现360°全方位检测。视觉检测装置同样包括两组咬合结构组成的四自由度支架、相机以及背光源组件。咬合结构是由带松紧豁口的咬合板与圆柱体相配合，通过螺栓紧固。咬合结构与托板固连，照相机固定在托板上。根据需要，可让相机在垂直面内两个轴做平移及旋转运动，这样就可以实现单相机多视角灵活拍摄。背光源组件主要是一块矩形平板置于相机镜头正前方，其支架也是两组咬合结构，可随相机姿态灵活调整，矩形平板充当照相幕布，滤去复杂混乱的实际生产环境，以提供纯净的图像背景。最后入库是由吹气铜管实现，吹气铜管置于环形输送带内侧与支架固连，与其正对的输送带外侧布置储料器，当螺栓运动至与吹气铜管管口对齐时，向螺栓吹气使其自行落入环形输送带外侧的储料器内。为了保证螺栓一定顺利进入储料器，特设置一斜放保险块，保险块固定于由固定板、立柱构成的支架上，保险块末端与储料器相接，最后一根吹气铜管穿过保险块，这样可有效避免螺栓受吹动之后运动方向的不确定性，大大增强了系统的工作可靠性。

视觉检测装置上下左右多角度布置，实现360°全方位拍摄，相机支架采用包含咬合板和圆柱体的咬合结构，咬合板带有松紧豁口，可由螺栓紧固，两组咬合结构组合可提供垂直面内两个方向的平移和旋转四个自由度，另外设置了背光源组件，滤去杂乱的作业背景，提供良好的成像效果：入库操作中采用吹气方法，设计吹气铜管对螺栓吹气，使其移动，该过程中避免与螺栓直接接触，有效保护了螺栓螺纹及表面，另外加设了保险块，确保螺栓准确落入储料器内。

综上所述，本发明能够较好地解决了螺栓加工完成后自动检测、入库的问题，完全自动化流程，相比过去的人工分拣，提高检测精度的同时，大大提高了效率。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。