多功能外观检测装置的制作方法

本发明涉及质检设备，具体涉及一种检测换向器铜壳的多功能外观检测装置。

背景技术：

换向器，又名整流子，是有刷电机的主要部件之一，被广泛地应用于电机马达中，其根据制造方法主要分为插片式换向器和铜卷式换向器。其中，铜卷式换向器一般采用由铜质板材冲切、折弯后形成铜壳，清洗后将之与绝缘基座注塑成型，接着车削、铣槽形成单个的换向片，最后经过弯钩制成。换向器在加工完成后，为了保证产品的良率，还需要对其进行外观检测。目前，换向器的各项质量检测均有人工通过各类工装及仪器进行，其中换向器的表面碰伤以及外径的圆度等一般时通过不良板比对以及人工用精密测量仪器进行判断，进而使得检测的精度低、效率低。

为了改善这一现象，中国专利文献cn205861569u公开了一种多功能侧面外观缺陷及其视觉检测装置，其包括机架，机架上设置有进料装置、检测装置和出料装置，检测装置包括连接进料装置和出料装置的输送带以及设置在输送带一侧的视觉检测系统，检测装置与进料装置垂直设置以方便设置在输送带一侧的视觉检测系统对其工件的顶端以及其上端面进行检测工作。

但是，上述装置由于视觉系统固定，产品的检测装置上沿着传送带直线移动，进而使得视觉系统由于光沿直线传播的特性，而产生拍摄盲区，即视觉系统只能对产品的顶端、上端面以及视觉系统的一侧进行检测，进而使得测量的精度无法得到有效的保证，因此如何有效的扩大对产品检测的范围以提高测量的精度成为了现如今亟待解决的问题。

技术实现要素：

为此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的成圆加工机构因铜片分步冲压后还需要在后续设备中整圆所造成的加工效率低、精度低的技术缺陷，从而提供一种效率高、精度高的成圆加工装置。

为此，本发明提供一种多功能外观检测装置，包括转盘、检测系统、驱动装置和安装架，其中，转盘可自由旋转，转盘上设置有多个放置工件的检测工位，每一检测工位上设置有可自由转动的用于套设工件的检测芯轴；检测系统包括检测工件外表面的拍摄装置，拍摄装置沿检测芯轴的径向设置在转盘的外围；驱动装置设置在转盘的下方，以驱动转盘步进式间歇转动；转盘、检测装置以及驱动装置安装在安装架上。

作为可选的，每一检测工位上设置有自转驱动机构，自转驱动机构包括第一齿轮、第二齿轮、分度步进电机和分度齿轮进位气缸，第一齿轮转动设置在检测工位下方，并与检测芯轴固定相连；分度步进电机的电机轴与检测芯轴平行设置，并且电机轴的末端固定连接有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮配合传动；分度齿轮进位气缸的外壳与分度步进电机的壳体固定连接，分度齿轮进位气缸的活塞杆与安装架固定连接，并且沿检测芯轴的径向方向设置。

作为可选的，拍摄装置包括径向拍摄相机，径向拍摄相机包括相机壳体和设置在相机壳体上的镜头，镜头的光轴位于检测芯轴的径向方向上；检测系统还包括第一光源安装座，第一光源安装座上安装有光源，并且第一光源安装座上开设有一沿所述镜头的光轴方向贯穿的连接孔。

作为可选的，检测系统还包括第一调节装置，第一调节装置包括安装在安装架上的第一调节导轨和调节电机，第一调节导轨上滑动设置有与第一调节导轨相适配的第一滑块，径向拍摄相机与第一滑块固定连接；第一光源安装座固定安装在第一调节导轨的一端；调节电机固定安装在第一调节导轨的另一端，第一滑块与调节电机的电机轴配合传动。

作为可选的，拍摄装置包括用于检测与工件外表面之间距离的激光传感器；检测系统还包括第二调节装置，第二调节装置包括安装在安装架上检测支架和第一气缸，激光传感器固定安装在检测支架上，第一气缸的外壳与检测支架固定连接，第一气缸的活塞杆与安装架固定连接，并且与检测芯轴轴向平行设置。

作为可选的，检测系统还包括第二光源安装座和轴向拍摄相机，第二光源安装座为具有一开口的u型座，检测芯轴从开口位置轴向穿过第二光源安装座，第二光源安装座上设置有背光源；轴向拍摄相机竖直设置在检测芯轴的正上方。

作为可选的，检测系统还包括第三调节装置，第三调节装置包括安装在安装架上的光源进位气缸以及第二调节导轨，光源进位气缸的外壳与第二光源安装座固定连接，光源进位气缸的活塞杆活塞杆与所述安装架固定连接，并且沿开口方向设置；第二调节导轨上滑动设置有与第二调节导轨相适配第二滑块，轴向拍摄相机与第二滑块固定连接。

作为可选的，检测系统还包括耐压检测装置，耐压检测装置包括安装支架和第二气缸，安装支架上固定安装有耐压模安装板，耐压模安装板上设置有导电柱；耐压模安装板和安装支架上分别开设有相连通的通孔，耐压模安装板和安装支架之间位于通孔位置设置有耐压模，耐压模的外径大于通孔的孔径，并与导电柱电性连接，与耐压检测装置对应的检测芯轴轴向穿过耐压模；第二气缸的外壳与安装支架固定连接，第二气缸的活塞杆与所述安装架固定连接，并与检测芯轴轴向平行设置。

作为可选的，驱动装置包括分割器、驱动电机和同步带，转盘安装在分割器上，并与分割器的输出轴固定连接；转盘位于检测工位的另一侧固定有一电机安装板，电机安装板的一侧安装有间隔设置的主动轮和从动轮，主动轮和从动轮之间通过同步带传动，电机安装板的另一侧安装有驱动电机，主动轮与驱动电机的电机轴固定连接，从动轮与分割器的输入轴固定连接。

本发明提供的多功能外观检测装置具有如下优点：

1.本发明提供的多功能外观检测装置，通过驱动装置驱动转盘步进式间歇转动，转盘上设置有多个放置工件的检测工位，每一检测工位上设置有可自由转动的用于套设工件的检测芯轴，进而使得每一工件依次到达预定的检测工位后有短暂的停留时间可以进行相应的检测工作，保证了工件检测的节拍，提高了检测的效率；同时，又由于检测系统包括检测工件外表面的拍摄装置，拍摄装置沿检测芯轴的径向设置在转盘的外围，进而拍摄装置对工件的外周表面进行检测，配合检测芯轴的自由转动，进而避免了拍摄装置由于光沿直线传播所导致的拍摄盲区的产生，使得拍摄装置能够全方位的对工件外周表面进行检测，从而大大提高了检测的精度，保证了检测的效果。

2.本发明提供的多功能外观检测装置，每一检测工位上设置有自转驱动机构，自转驱动机构包括第一齿轮、第二齿轮、分度步进电机和分度齿轮进位气缸，第一齿轮转动设置在检测工位下方，并与检测芯轴固定相连；分度步进电机的电机轴与检测芯轴平行设置，并且电机轴的末端固定连接有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮配合传动；分度齿轮进位气缸的活塞杆与分度步进电机的壳体固定连接，并且活塞杆沿检测芯轴的径向方向设置，进而通过控制分度齿轮进位气缸的活塞杆，使得分度步进电机的电机轴末端连接的第二齿轮与第一齿轮逐步接触或者远离，保证了第一齿轮和第二齿轮之间啮合的稳定性；然后通过控制分度步进电机的电机轴转动，来控制与第一齿轮配合传动的第二齿轮的转动，即达到了控制检测芯轴自转的目的。

3.本发明提供的多功能外观检测装置，由于拍摄装置包括径向拍摄相机，镜头的光轴位于检测芯轴的径向方向上，进而实现了径向拍摄相机对工件外周表面的检测；同时，由于检测系统还包括第一光源安装座，第一光源安装座上安装有光源，并且第一光源安装座上开设有一沿所述镜头的光轴方向贯穿的连接孔，当光源对工件的外周表面提供合适的亮度后，径向拍摄相机的镜头可以通过连接孔对工件进行检测，进而可以通过径向拍摄相机对工件上的弯钩和开槽进行检测，以得到钩歪钩薄和槽缺陷等参数。

4.本发明提供的多功能外观检测装置，由于拍摄装置包括用于检测与工件外表面之间距离的激光传感器；检测系统还包括第二调节装置，第二调节装置包括安装在安装架上检测支架和第一气缸，激光传感器固定安装在检测支架上，第一气缸的活塞杆与检测支架固定连接，并且第一气缸的活塞杆与检测芯轴轴向平行设置，进而通过将激光传感器检测某一径向平面上工件与激光传感器之间的距离，并配合检测芯轴的自转，使得检测芯轴上的工件同样绕着检测芯轴的轴向旋转，即可得到该径向平面上工件外径变化情况；然后通过第一气缸改变激光传感器在轴向上的位置，即可对工件轴向上的任一径向平面位置处进行检测，从而全方位的对工件外周表面的进行检测，以得到工件外径的圆度等参数。

5.本发明提供的多功能外观检测装置，检测系统还包括第二光源安装座和轴向拍摄相机，第二光源安装座为具有一开口的u型座，检测芯轴从开口位置轴向穿过第二光源安装座，第二光源安装座上设置有背光源，背光源的光线方向与沿检测芯轴的轴向平行设置，并朝向轴向拍摄相机方向；轴向拍摄相机竖直设置在检测芯轴的正上方，进而通过轴向拍摄相机对工件轴向上的开槽进行检测，以得到槽内异物以及槽宽尺寸等参数。

6.本发明提供的多功能外观检测装置，由于检测系统还包括耐压检测装置，耐压检测装置包括安装支架和第二气缸，安装支架上固定安装有耐压模安装板，耐压模安装板上设置有导电柱；耐压模安装板和安装支架上分别开设有相连通的通孔，耐压模安装板和安装支架之间位于通孔位置设置有耐压模，耐压模的外径大于通孔的孔径，并与导电柱电性连接，与耐压检测装置对应的检测芯轴轴向穿过耐压模；第二气缸与安装支架固定连接，第二气缸的活塞杆与检测芯轴轴向平行设置，进而可以通过控制第二气缸运动活塞杆的伸缩，使得安装支架随着上下运动，从而使得检测芯轴上的工件沿轴向来回穿过耐压模，再结合与耐压模电性连接的导电柱，即可测得工件的耐压能力。

7.本发明提供的多功能外观检测装置，由于驱动装置包括分割器、驱动电机和同步带，转盘安装在分割器上，并与分割器的输出轴固定连接，进而通过分割器的输出轴的转动可以使得转盘进行间歇式转动；又由于转盘位于检测工位的另一侧固定有一电机安装板，电机安装板的一侧安装有间隔设置的主动轮和从动轮，主动轮和从动轮之间通过同步带传动，电机安装板的另一侧安装有驱动电机，主动轮与驱动电机的电机轴固定连接，从动轮与分割器的输入轴固定连接，进而通过同步带传动，使得驱动电机的扭力被传递给分割器的输入轴，即为分割器提供了相应的动力源，以使得分割器的输出轴转动，以带动转盘进行间歇式转动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式的技术方案，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对发明作进一步详细说明。

图1为本发明多功能外观检测装置的立体图；

图2为图1所示多功能外观检测装置的检测工位和径向检测系统的位置关系图；

图3为图1所示多功能外观检测装置的检测工位和外径检测系统的位置关系图；

图4为图1所示多功能外观检测装置的检测工位和轴向检测系统的位置关系图；

图5为图1所示多功能外观检测装置的检测工位和耐压检测系统的位置关系图。

图中各附图标记说明如下：

1-转盘；11-检测工位；12-检测芯轴；13-自转驱动机构；

131-第一齿轮；132-第二齿轮；133-分度步进电机；

134-分度齿轮进位气缸；21-径向拍摄相机；211-镜头

22-第一光源安装座；221-光源；222-连接孔；

23-第一调节装置；231-第一调节导轨；2311-第一滑块；

232-调节电机；24-激光传感器；25-第二调节装置；

251-检测支架；252-第一气缸；26-第二光源安装座；

261-开口；262-背光源；27-轴向拍摄相机；28-第三调节装置；

281-光源进位气缸；282-第二调节导轨；283-第二滑块；

29-耐压检测装置；291-安装支架；292-第二气缸；

293-耐压模安装板；294-导电柱；295-耐压模；31-分割器；

32-驱动电机；33-同步带；34-电机安装板；35-主动轮；

36-从动轮；200-工件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“外”、“竖直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示的多功能外观检测装置的实施方式，包括转盘1、检测系统(图中未标示)、驱动装置(图中未标示)和安装架(图未示)，其中，转盘1可自由旋转，转盘1上设置有多个放置工件200的检测工位11，每一检测工位11上设置有可自由转动的用于套设工件200的检测芯轴12；检测系统包括检测工件200外表面的拍摄装置，拍摄装置沿检测芯轴12的径向设置在转盘1的外围；驱动装置设置在转盘1的下方，以驱动转盘1步进式间歇转动；转盘1、检测装置以及驱动装置安装在安装架上。

上述多功能外观检测装置，通过驱动装置驱动转盘1步进式间歇转动，转盘1上设置有多个放置工件200的检测工位11，每一检测工位11上设置有可自由转动的用于套设工件200的检测芯轴12，进而使得每一工件200依次到达预定的检测工位11后有短暂的停留时间可以进行相应的检测工作，保证了工件200检测的节拍，提高了检测的效率；同时，又由于检测系统包括检测工件200外表面的拍摄装置，拍摄装置沿检测芯轴12的径向设置在转盘1的外围，进而拍摄装置对工件200的外周表面进行检测，配合检测芯轴12的自由转动，进而避免了拍摄装置由于光沿直线传播所导致的拍摄盲区的产生，使得拍摄装置能够全方位的对工件200外周表面进行检测，从而大大提高了检测的精度，保证了检测的效果。

具体的，如图1所示，为了实现转盘11的间歇式转动，驱动装置包括分割器31、驱动电机32和同步带33，转盘1安装在分割器31上，并与分割器31的输出轴固定连接；转盘1位于检测工位11的另一侧固定有一电机安装板34，电机安装板34的一侧安装有间隔设置的主动轮35和从动轮36，主动轮35和从动轮36之间通过同步带33传动，电机安装板34的另一侧安装有驱动电机32，主动轮35与驱动电机32的电机轴(图未示)固定连接，从动轮36与分割器31的输入轴固定连接，进而通过同步带33传动，使得驱动电机32的扭力被传递给分割器31的输入轴，即为分割器31提供了相应的动力源，以使得分割器31的输出轴转动，以带动转盘1进行间歇式转动。

同时，如图1和图2所示，为了实现检测芯轴12的自由转动，每一检测工位11上设置有自转驱动机构13，自转驱动机构13包括第一齿轮131、第一齿轮132、分度步进电机133和分度齿轮进位气缸134，第一齿轮131转动设置在检测工位11下方，并与检测芯轴12固定相连；分度步进电机133的电机轴与检测芯轴12平行设置，并且电机轴的末端固定连接有第一齿轮132，第一齿轮132与第一齿轮131配合传动；分度齿轮进位气缸134的外壳与分度步进电机133的壳体固定连接，分度齿轮进位气缸134的活塞杆(图中未标示)与安装架固定连接，并且沿检测芯轴12的径向方向设置，进而通过控制分度齿轮进位气缸134的活塞杆的伸缩，使得分度步进电机133的电机轴末端连接的第一齿轮132与第一齿轮131逐步接触或者远离，保证了第一齿轮131和第一齿轮132之间啮合的稳定性；然后通过控制分度步进电机133的电机轴转动，来控制与第一齿轮131配合传动的第一齿轮132的转动，即达到了控制检测芯轴12自转的目的。

除此之外，在本实施方式中，检测系统与控制器电性连接，检测系统包括至少一个视觉系统和一个耐压检测系统，视觉系统包括径向检测系统、外径检测系统和轴向检测系统，每一视觉系统对应不同的检测工位11，以对对应检测工位11上的工件200进行检测。

作为可选的实施方式，如图1和图2所示，拍摄装置包括径向拍摄相机21，检测系统包括第一光源安装座22和第一调节装置23，径向检测系统由拍摄相机、第一光源安装座22以及第一调节装置23构成，其中，径向拍摄相机21包括相机壳体和设置在相机壳体上的镜头211，镜头211的光轴位于检测芯轴12的径向方向上；第一光源安装座22上安装有光源221，并且第一光源安装座22上开设有一沿镜头211的光轴方向贯穿的连接孔222；第一调节装置23包括安装在安装架上的第一调节导轨231和调节电机232，第一调节导轨231的延伸方向与镜头211的光轴方向平行，第一调节导轨231上滑动设置有与第一调节导轨231相适配的第一滑块2311，径向拍摄相机21与第一滑块2311固定连接；第一光源安装座22固定安装在第一调节导轨231的一端；调节电机232固定安装在第一调节导轨231的另一端，第一滑块2311与调节电机232的电机轴配合传动。

由于拍摄装置包括径向拍摄相机21，镜头211的光轴位于检测芯轴12的径向方向上，进而实现了径向拍摄相机21对工件200外周表面的检测；同时，由于第一光源安装座22上安装有光源221，光源221的光线方向由光源安装座朝向检测芯轴12并远离径向拍摄相机21，第一光源安装座22上开设有一沿镜头211的光轴方向贯穿的连接孔222，进而当光源221对工件200的外周表面提供合适的亮度后，径向拍摄相机21的镜头211可以通过连接孔222对工件200进行检测；再配合调节电机232工作，使得第一滑块2311沿第一调节导轨231滑动，以带动径向拍摄相机21沿第一调节导轨231滑动，使得径向拍摄相机21沿检测芯轴12的某一径向方向上与检测芯轴12靠近或者远离，即检测芯轴12在检测位置和非检测位置之间来回移动，从而可以通过径向拍摄相机21对工件200上的弯钩和开槽进行检测，以得到钩歪钩薄和槽缺陷等参数。

作为可选的实施方式，如图1和图3所示，拍摄装置包括用于检测与工件200外表面之间距离的激光传感器24；检测系统还包括第二调节装置25，外径检测系统由激光传感器24和第二调节装置25构成，其中，第二调节装置25包括安装在安装架上检测支架251和第一气缸252，激光传感器24固定安装在检测支架251上，第一气缸252的外壳与检测支架251固定连接，第一气缸252的活塞杆(图中未标示)与安装架固定连接，并且与检测芯轴12轴向平行设置，进而通过将激光传感器24检测某一径向平面上工件200与激光传感器24之间的距离，并配合检测芯轴12的自转，使得检测芯轴12上的工件200同样绕着检测芯轴12的轴向旋转，即可得到该径向平面上工件200外径变化情况；然后通过第一气缸252改变激光传感器24在轴向上的位置，即可对工件200轴向上的任一径向平面位置处进行检测，从而全方位的对工件200外周表面的进行检测，以得到工件200外径的圆度等参数。

作为可选的实施方式，如图1和图4所示，检测系统还包括第二光源安装座26、轴向拍摄相机27和第三调节装置28，轴向检测系统由第二光源安装座26、轴向拍摄相机27和第三调节装置28构成，其中，第二光源安装座26为具有一开口261的u型座，检测芯轴12从开口261位置轴向穿过第二光源安装座26，第二光源安装座26上设置有背光源262；轴向拍摄相机27竖直设置在检测芯轴12的正上方；第三调节装置28包括安装在安装架上的光源进位气缸281以及第二调节导轨282，光源进位气缸281的外壳与第二光源安装座26固定连接，光源进位气缸281的活塞杆(图中未标示)与安装架固定连接，并且沿开口261方向设置；第二调节导轨282上滑动设置有与第二调节导轨282相适配第二滑块283，轴向拍摄相机27与第二滑块283固定连接。

需要说明的是，背光源262的光线方向与沿检测芯轴12的轴向平行设置，并朝向轴向拍摄相机27方向，第三调节装置28的光源进位气缸281通过控制活塞杆来调节第二光源安装座26与检测芯轴12之间的相对位置，来为检测芯轴12上的工件200提供合适的背光亮度，然后通过控制第二滑块283在第二滑轨上滑动，以带动轴向拍摄相机27竖直设置在检测芯轴12的正上方后，可以对工件200轴向上的开槽进行检测，以得到槽内异物以及槽宽尺寸等参数。

作为可选的实施方式，如图1和图5所示，耐压检测系统具有耐压检测装置29，耐压检测装置29包括安装支架291和第二气缸292，安装支架291上固定安装有耐压模295安装板293，耐压模295安装板293上设置有导电柱294；耐压模295安装板293和安装支架291上分别开设有相连通的通孔，耐压模295安装板293和安装支架291之间位于通孔位置设置有耐压模295，耐压模295的外径大于通孔的孔径，并与导电柱294电性连接，与耐压检测装置29对应的检测芯轴12轴向穿过耐压模295；第二气缸292的外壳与安装支架291固定连接，第二气缸292的活塞杆(图中未标示)与安装架固定连接，并与检测芯轴12轴向平行设置，进而可以通过控制第二气缸292运动活塞杆的伸缩，使得安装支架291随着上下运动，从而使得检测芯轴12上的工件200沿轴向来回穿过耐压模295，再结合与耐压模295电性连接的导电柱294，即可测得工件200的耐压能力

作为可选的实施方式，该多功能改观检测装置还包括控制器，驱动装置、自转驱动机构13和检测装置与控制器电性连接，以控制驱动装置、自转驱动机构13和检测装置工作。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。