一种异形工件检测装置的制作方法

本发明涉及工件检测领域，具体是一种异形工件检测装置。

背景技术：

工件的形态各种各样，可以分为规则和不规则两种类型，规则工件的抓取很方便，但是不规则工件的抓取存在许多问题：1、工件数量不定：工件形状不规则导致每次转运箱中工件数量不确定；2、工件倒伏与遗留：工件形状不规则导致在转运箱中摆放不规则，抓取工件过程中可能导致其他工件倒伏甚至出现工件遗漏；3、人工问题：需要人工介入，查看是否有工件的剩余，人工成本高昂，而且效率低。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种异形工件检测装置。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种异形工件检测装置，其特征在于该装置包括机械臂、转运箱、超声波传感器、称重传感器、电机、丝杠、滑杆、蜂鸣器、显示屏、按键开关、单片机、电源模块和框架；

所述滑杆安装在框架上端，其一端通过轨道安装在框架上，另一端安装有与丝杠配合的螺母；若干个超声波传感器安装在滑杆上；每个超声波传感器均与单片机连接；所述电机固定在框架上，并且与单片机连接；所述丝杠通过轴承安装在框架上，其与滑杆一端的螺母配合连接，并通过皮带与电机的输出端连接，使得滑杆可以带动超声波传感器由框架的上端一侧移动到另一侧；所述称重传感器安装在框架的底端，其上放置转运箱，并且与单片机连接；所述蜂鸣器、显示屏、按键开关、单片机和电源模块安装在框架上；所述机械臂、蜂鸣器、显示屏、按键开关和电源模块均与单片机连接。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)该装置在已知单个工件和转运箱重量情况下，称重传感器对转运箱内的工件进行称重，得到工件的个数，装置抓取工件结束后，再次称量转运箱，如果称得重量为转运箱自重则工件无遗漏，否则报警有工件遗漏。

(2)该装置工件抓取路径规划方面，采用超声波传感器测量到工件的距离，确定转运箱中最高工件的位置以及工件的排布情况，从而按规划路径进行工件抓取。并在显示屏上显示时间、开始时的工件数目和抓取完毕后的零件数目，便于巡逻人员观察。

(3)该装置使得所需工人人数减少，节约时间，减少成本，并且能够更快的发现抓取过程中的倒伏现象和遗留现象。

附图说明

图1为本发明异形工件检测装置一种实施例的整体结构轴测示意图。

图2为本发明异形工件检测装置一种实施例的整体结构后视示意图。

图3为本发明异形工件检测装置一种实施例的模块连接示意框图。

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制

本技术：
权利要求的保护范围。

本发明提供了一种异形工件检测装置(参见图1-3，简称装置)，其特征在于该装置包括机械臂1、转运箱2、超声波传感器3、称重传感器4、电机5、丝杠6、滑杆7、蜂鸣器8、显示屏9、按键开关10、单片机11、电源模块12和框架13；

所述框架13为装置的主体外壳；所述滑杆7安装在框架13上端，其一端通过轨道安装在框架13上，另一端安装有与丝杠6配合的螺母；若干个超声波传感器3安装在滑杆7上，用来测量工件表面与超声波传感器3之间的距离；所述超声波传感器3沿滑杆7轴向布置，呈单行状态；每个超声波传感器3均与单片机11连接，将测得的数据传输给单片机11；每个超声波传感器3的发送端和接收端距离水平面的高度均相同；相邻两个超声波传感器3之间的发送端和接收端间隔布置，即此超声波传感器的接收端与下一个超声波传感器的发送端相邻；所述电机5固定在框架13上，并且与单片机11连接，受其控制；所述丝杠6通过轴承安装在框架13上，其与滑杆7一端的螺母配合连接，构成滚珠丝杠副，并通过皮带与电机5的输出端连接，使得滑杆7可以带动超声波传感器3由框架13的上端一侧移动到另一侧；所述称重传感器4安装在框架13的底端，其上放置转运箱2，用来测量转运箱2和工件的重量，并且与单片机11连接，将测得的数据传输给单片机11；所述蜂鸣器8、显示屏9、按键开关10、单片机11和电源模块12安装在框架13上；所述机械臂1、蜂鸣器8、显示屏9、按键开关10和电源模块12均与单片机11连接；

所述蜂鸣器8能够发出报警声；所述显示屏9能够显示时间、开始时工件数目和抓取结束时的工件数目；所述按键开关10控制整个装置的启动和关闭；所述机械臂1与单片机11连接，控制机械臂抓取路径。

本发明异形工件检测装置的工作原理和工作流程是：

(1)在工作开始时，整个装置初始化，将转运箱2运送到框架13中放在称重传感器4上，接通电源模块12，将整个装置通电，并且按下按键开关10，启动装置；

(2)首先称重传感器4测量转运箱2的总重量(g总重)，并且将测得的数据传输给单片机11，单片机11由设定的转运箱重量(g转运箱)和每个工件的重量(g工件)，计算出转运箱2中的工件个数(n)，计算公式为：n＝(g总重-g转运箱)/g工件，将工件个数n显示在显示屏9上，便于工人观察和记录数据；同时，单片机11发出信号给电机5，电机5开始工作，通过丝杠6带动滑杆7，使得滑杆7带动所有超声波传感器3由框架13的一侧移动到另一侧，在滑杆7移动的过程中，超声波传感器3会持续发出超声波到转运箱2的表面工件，并且由超声波传感器3接收返回的超声波，并将得到时间间隔(t)传输给单片机11，由公式s＝340t/2可得到超声波传感器3与表面工件之间的距离s，单片机11根据距离判断哪个点是转运箱2中最上端的工件；

(3)测量完成后，单片机11将会规划出最优抓取路径，最优抓取路径为：首先抓取最上端工件，再抓取次高点……直到将差距较大的点抓完；然后从转运箱2中的一角按由近及远的路径顺序抓取，直至抓取工件总数n次；单片机11将会控制机械臂1按照规划好的最优抓取路径进行抓取，这样可以减少倒伏现象；当机械臂1完成抓取任务后，称重传感器4将会再次进行称重测量，并将数据传输给单片机11，单片机11按公式n＝(g总重-g转运箱)/g工件计算出工件有没有剩余，如果转运箱2中没有工件剩余，显示屏9中会显示工件抓取完毕；如果有工件剩余，则会显示剩余工件数目，并且单片机11会控制蜂鸣器8发出警报声，提醒巡逻工人；

(4)在结束工作时，巡逻工人按下按键开关10，将装置关闭，并切断电源模块12的供电。

本发明未述及之处适用于现有技术。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种异形工件检测装置，包括机械臂、转运箱、超声波传感器、称重传感器、电机、丝杠、滑杆、蜂鸣器、显示屏、按键开关、单片机、电源模块和框架；所述滑杆安装在框架上端，其一端通过轨道安装在框架上，另一端安装有与丝杠配合的螺母；若干个超声波传感器安装在滑杆上，每个超声波传感器均与单片机连接；电机固定在框架上，并且与单片机连接；所述丝杠通过轴承安装在框架上，其与滑杆一端的螺母配合连接，并通过皮带与电机的输出端连接；称重传感器安装在框架的底端，其上放置转运箱，并且与单片机连接；蜂鸣器、显示屏、按键开关、单片机和电源模块安装在框架上；机械臂、蜂鸣器、显示屏、按键开关和电源模块均与单片机连接。

技术研发人员：张鹏;李静;冯浩;胡晓丹;王志杰
受保护的技术使用者：河北工业大学
技术研发日：2018.08.02
技术公布日：2018.10.26