一种检测结构控制系统及其工作方法与流程

本发明涉及一种轴类检测设备，具体涉及一种检测结构控制系统及其工作方法。

背景技术：

原有轴类部件输出轴力矩检测采用人工单工位手工上下料，通过手动摇动力矩检测工装，观察轴类部件力力矩，以便于根据不同力矩范围对轴类部件进行分选。由于过程操作全为手工作业，在中、大批量生产时此种操作方式不仅效率低下，且耗费大量人力资源，另外人工进行检测精度无法得到保证，易造成分选错误。采用自动化检测控制系统可以解决以上生产加工问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种检测结构控制系统及其工作方法，以实现轴类部件的供料、上料、检测和分类工序的自动。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种检测结构控制系统，包括：自动送料子系统、自动上料子系统、自动检测子系统和自动分类子系统；其中自动送料子系统适于将轴类部件输送至自动上料子系统；所述自动上料子系统适于将轴类部件输送至自动检测子系统进行检测分类，并再将检测完毕后的轴类部件输送至自动分类子系统；以及所述自动分类子系统适于根据分类结果对轴类部件进行分类放置。

进一步，所述检测结构控制系统包括：用于控制自动送料子系统、自动上料子系统、自动检测子系统和自动分类子系统的控制模块。

进一步，所述自动送料子系统包括：圆形振动盘，与该圆形振动盘出料口相连的直线振动体，且通过直线振动体将轴类部件输送至自动上料子系统。

进一步，所述直线振动体设有与控制模块相连的料满检测机构和到料检测机构；所述料满检测机构适于检测直线振动体上的轴类部件是否排满；所述到料检测机构适于逐一检测向自动上料子系统供料的轴类部件；当直线振动体排满后，所述控制模块控制圆形振动盘停止供料，由直线振动体向自动上料子系统供料；且当直线振动体供料结束后，启动圆形振动盘向直线振动体供料。

进一步，所述自动上料子系统包括：由四个机械臂组成的转动机构，四个机械臂分别具有相应机械手以对应四个方向；所述转动机构的下方设有用于驱动转动机构升降的上料升降气缸；所述控制模块控制机械手从直线振动体的输出端抓取一轴类部件后，控制转动机构在升起、转动后下降，并将机械手所抓取的轴类部件放置于自动检测子系统进行检测；待检测完毕后，机械手抓取检测后的轴类部件，所述转动机构升起、转动后下降，即将机械手所抓取的轴类部件放置于自动分类子系统的分选位上。

进一步，所述自动检测子系统包括位于自动上料子系统左、右侧的第一、第二自动检测机构。

进一步，所述第一、第二自动检测机构的结构相同，且包括：用于放置轴类部件的检测工位；

所述检测工位的下方设有力矩检测传感器，上方设有旋转测试头；所述控制模块适于通过检测升降气缸驱动旋转测试头下降，以与轴类部件的齿轮端相啮合后，并控制旋转测试头带动轴类部件的齿轮转动；所述力矩检测传感器适于检测轴类部件的起始力矩和/或摩擦力矩数据，并将检测数据发送至控制模块。

进一步，所述控制模块适于对获得的各轴类部件的起始力矩和/或摩擦力矩对轴类部件进行分类，并把分类结果发送至自动分类子系统。

进一步，所述自动分类子系统包括：分选夹持气爪、分选容器盒组件、左右平移机构，以及用于控制分选夹持气爪前后移动的前后平移气缸；所述控制模块在分选夹持气爪从分选位夹持机械手送至的轴类部件后，控制前后平移气缸将轴类部件移动至分选容器盒组件的上方，并通过左右平移机构将分选夹持气爪移动至分选容器盒组件中相应分选容器盒上方，松开分选夹持气爪，即卸料。

又一方面，本发明还提供了一种检测结构控制系统的工作方法。

所述工作方法包括如下步骤：

步骤S1，送料；

步骤S2，上料；

步骤S3，检测；以及

步骤S4，分选。

进一步，所述检测结构控制系统包括：自动送料子系统、自动上料子系统、自动检测子系统和自动分类子系统。

进一步，所述步骤S1中送料的方法包括：

通过自动送料子系统将轴类部件输送至自动上料子系统。

进一步，步骤S2中上料的方法包括：

通过自动上料子系统将轴类部件输送至自动检测子系统进行检测分类，并再将检测完毕后的轴类部件输送至自动分类子系统。

进一步，所述步骤S3中检测的方法包括：

步骤S31，通过自动检测子系统检测轴类部件的起始力矩和/或摩擦力矩数据；

步骤S32，并根据起始力矩和/或摩擦力矩数据对轴类部件进行分类；以及

步骤S33，将分类结果发送至自动分类子系统。

进一步，所述步骤S4中分选的步骤包括：

自动分类子系统适于根据分类结果对轴类部件进行分类放置。

进一步，所述检测结构控制系统包括：用于控制自动送料子系统、自动上料子系统、自动检测子系统和自动分类子系统的控制模块。

进一步，所述自动送料子系统包括：圆形振动盘，与该圆形振动盘出料口相连的直线振动体，且通过直线振动体将轴类部件输送至自动上料子系统。

进一步，所述直线振动体设有与控制模块相连的料满检测机构和到料检测机构；所述料满检测机构适于检测直线振动体上的轴类部件是否排满；所述到料检测机构适于逐一检测向自动上料子系统供料的轴类部件；当直线振动体排满后，所述控制模块控制圆形振动盘停止供料，由直线振动体向自动上料子系统供料；且当直线振动体供料结束后，启动圆形振动盘向直线振动体供料。

进一步，所述自动上料子系统包括：由四个机械臂组成的转动机构，四个机械臂分别具有相应机械手以对应四个方向；所述转动机构的下方设有用于驱动转动机构升降的上料升降气缸；所述控制模块控制机械手从直线振动体的输出端抓取一轴类部件后，控制转动机构在升起、转动后下降，并将机械手所抓取的轴类部件放置于自动检测子系统进行检测；待检测完毕后，机械手抓取检测后的轴类部件，所述转动机构升起、转动后下降，即将机械手所抓取的轴类部件放置于自动分类子系统的分选位上。

进一步，所述自动检测子系统包括位于自动上料子系统左、右侧的第一、第二自动检测机构。

进一步，所述第一、第二自动检测机构的结构相同，且包括：用于放置轴类部件的检测工位；所述检测工位的下方设有力矩检测传感器，上方设有旋转测试头；所述控制模块适于通过检测升降气缸驱动旋转测试头下降，以与轴类部件的齿轮端相啮合后，并控制旋转测试头带动轴类部件的齿轮转动；所述力矩检测传感器适于检测轴类部件的起始力矩和/或摩擦力矩数据，并将检测数据发送至控制模块。

进一步，所述控制模块适于对获得的各轴类部件的起始力矩和/或摩擦力矩对轴类部件进行分类，并把分类结果发送至自动分类子系统。

进一步，所述自动分类子系统包括：分选夹持气爪、分选容器盒组件、左右平移机构，以及用于控制分选夹持气爪前后移动的前后平移气缸；所述控制模块在分选夹持气爪从分选位夹持机械手送至的轴类部件后，控制前后平移气缸将轴类部件移动至分选容器盒组件的上方，并通过左右平移机构将分选夹持气爪移动至分选容器盒组件中相应分选容器盒上方，松开分选夹持气爪，即卸料。

本发明的有益效果是，本发明的检测结构控制系统及其工作方法以实现轴类部件的自动上料、检测和分类，提高生产效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的检测结构控制系统的总结构图；

图2是本发明的自动送料子系统的结构示意图；

图3是本发明的自动上料子系统的结构示意图；

图4是本发明的自动检测子系统的结构示意图一；

图5是本发明的自动检测子系统的结构示意图二；

图6是本发明的自动分类子系统的结构示意图。

图中：自动送料子系统1、圆形振动盘101、直线振动体102、料满检测机构103、到料检测机构104；

自动上料子系统2、转动机构210、机械臂211、机械手212；

自动检测子系统3、第一自动检测机构310、第二自动检测机构320、力矩检测传感器311、旋转测试头312、带动旋转测试头转动的马达313、检测升降气缸314、位移传感器315、光纤传感器316；

自动分类子系统4、分选夹持气爪401、分选容器盒组件402、分选容器盒402A、左右平移机构403，前后平移气缸404；

轴类部件5、齿轮501。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

如图1所示，本实施例1提供了一种检测结构控制系统，包括：自动送料子系统1、自动上料子系统2、自动检测子系统3和自动分类子系统4；其中自动送料子系统1适于将轴类部件5输送至自动上料子系统2；所述自动上料子系统2适于将轴类部件5输送至自动检测子系统3进行检测分类，并再将检测完毕后的轴类部件5输送至自动分类子系统4；以及所述自动分类子系统4适于根据分类结果对轴类部件5进行分类放置。

所述检测结构控制系统包括：用于控制自动送料子系统1、自动上料子系统2、自动检测子系统3和自动分类子系统4的控制模块。其中，控制模块例如但不限于采用三菱、西门子PLC模块，以及内设嵌入式系统的工控机。

如图2所示，作为自动送料子系统1的一种可选的实施方式，所述自动送料子系统1包括：圆形振动盘101，与该圆形振动盘101出料口相连的直线振动体102，且通过直线振动体102将轴类部件5输送至自动上料子系统2。

优选的，所述直线振动体102设有与控制模块相连的料满检测机构103和到料检测机构104；所述料满检测机构103适于检测直线振动体102上的轴类部件5是否排满；所述到料检测机构104适于逐一检测向自动上料子系统2供料的轴类部件5；当直线振动体102排满后，所述控制模块控制圆形振动盘101停止供料，由直线振动体102向自动上料子系统2供料；且当直线振动体102供料结束后，启动圆形振动盘101向直线振动体102供料，采用该方式保证了轴类部件5供料的连续性。

所述自动检测子系统3包括位于自动上料子系统2左、右侧的第一、第二自动检测机构。

如图3所示，所述自动上料子系统2包括：由四个机械臂211组成的转动机构210，四个机械臂211分别具有相应机械手212以对应四个方向；所述转动机构210的下方设有用于驱动转动机构210升降的上料升降气缸；所述控制模块控制机械手212从直线振动体102的输出端抓取一轴类部件5后，控制转动机构210在升起、正向转动(如方向F1所示)后下降，并将机械手212所抓取的轴类部件5放置于自动检测子系统3(第一自动检测机构)进行检测；待检测完毕后，机械手212抓取检测后的轴类部件5，所述转动机构210升起、正向转动(如方向F2所示)后下降，即将机械手212所抓取的轴类部件5放置于自动分类子系统4的分选位上。此时，另一机械臂211位于直线振动体102的输出端，且抓取另一轴类部件5后，使其反向转动(如方向F3所示)至第二自动检测机构进行检测，带检测完毕后，该机械手212抓取检测后的轴类部件5，再次反向转动(如方向F4所示)，其中上料升降气缸的工作过程与正向旋转时相同，这里不再重复。转动机构210在正向或反向转动时总有两机械臂211对应的机械手212分别在取料或卸料，极大的提高了检测效果。

具体的，所述第一、第二自动检测机构的结构相同，且包括：用于放置轴类部件5的检测工位；所述检测工位的下方设有力矩检测传感器311，上方设有旋转测试头312；所述控制模块适于通过检测升降气缸314驱动旋转测试头312下降，以与轴类部件5的齿轮501端相啮合后，并控制旋转测试头312带动轴类部件5的齿轮501转动；所述力矩检测传感器311适于检测轴类部件5的起始力矩和/或摩擦力矩数据，并将检测数据发送至控制模块。具体的测试步骤包括：先缓慢转动一定角度(例如但不限于60°、120°等)，然后在快速旋转360°。

自动检测机构还包括：带动旋转测试头转动的马达313，以及检测升降气缸314通过位移传感器315限定旋转测试头312向下移动的高度，并且通过光纤传感器316判断轴类部件5是否已在检测工位。

第一、第二自动检测机构与自动上料子系统2相配合，可以通过相应机械臂211协同工作，提高上料、检测、卸料效率。

作为一种优选的实施方式，所述旋转测试头同轴设有光电编码器，所述控制模块适于根据光电编码器的码盘分辨率将360°分割成若干采样点，并对齿轮的转角进行标定；当齿轮在转动时，在某一转角异常，则通过光电编码器确定该异常位置对应的转角，并发送至控制模块进行记录。其中齿轮转动包括起始力矩或摩擦力矩对应的转动。

在确定异常位置对应的转角角度后，所述旋转测试头转动，进行复测；即

当转动至该转角角度附近时，减慢转动速度，缓慢经过该转角角度，此时所述力矩检测传感器采集与该转角位置相对应的起始力矩或摩擦力矩数据，并通过控制模块对复测的起始力矩或摩擦力矩数据再次进行检测。

采用该复测的方式，能够有效的避免由于精度或者轴类部件在初次转动过程中磨合不理想造成的数据波动，有效的解决的一般输出轴力矩检测过程中容易误判的技术问题。

所述控制模块适于对获得的各轴类部件5的起始力矩和/或摩擦力矩对轴类部件5进行分类，并把分类结果发送至自动分类子系统4。

所述自动分类子系统4包括：分选夹持气爪401、分选容器盒组件402、左右平移机构403，以及用于控制分选夹持气爪401前后移动的前后平移气缸404；所述控制模块在分选夹持气爪401从分选位夹持机械手212送至的轴类部件5后，控制前后平移气缸404将轴类部件5移动至分选容器盒组件402的上方，并通过左右平移机构403将分选夹持气爪401移动至分选容器盒组件402中相应分选容器盒上方，松开分选夹持气爪401，即卸料。

实施例2

实施例1基础上，本发明还提供了一种检测结构控制系统的工作方法，

本工作方法包括如下步骤：

步骤S1，送料；

步骤S2，上料；

步骤S3，检测；以及

步骤S4，分选。

进一步，所述检测结构控制系统包括：自动送料子系统1、自动上料子系统2、自动检测子系统3和自动分类子系统4，以及控制各子系统的控制模块。

所述步骤S1中送料的方法包括：通过自动送料子系统1将轴类部件5输送至自动上料子系统2。

步骤S2中上料的方法包括：通过自动上料子系统2将轴类部件5输送至自动检测子系统3进行检测分类，并再将检测完毕后的轴类部件5输送至自动分类子系统4。

所述步骤S3中检测的方法包括：步骤S31，通过自动检测子系统3检测轴类部件5的起始力矩和/或摩擦力矩数据；步骤S32，并根据起始力矩和/或摩擦力矩数据对轴类部件5进行分类；以及步骤S33，将分类结果发送至自动分类子系统4。

所述步骤S4中分选的步骤包括：自动分类子系统4适于根据分类结果对轴类部件5进行分类放置。

所述自动送料子系统1、自动上料子系统2、自动检测子系统3和自动分类子系统4的具体结构和工作过程详见实施例1的相关论述。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。