一种高精度弯管成型检测一体机的制作方法

本发明涉及弯管加工，具体涉及一种高精度弯管成型检测一体机。

背景技术：

1、弯管加工是指在金属材料作用下，通过弯曲的形式，使其在三维空间内变换形状的一种加工工艺。弯管加工方法主要包括冷弯、热弯、挤压弯等多种工艺。

2、弯管机是常见的弯管加工设备，加工成型后的弯管还需要通过检测装置进行检测。弯管加工设备和检测设备有分体式设计和一体式设计两类设计思路。分体式设计，是将弯管机及检测装置分开设置，采用两套独立的设备。此情况下通常需要人工或转用机器人将加工后的弯管搬运至检测装置进行检测，转运路线较长，效率较低。因人工转运，存在弯曲后导管姿态丢失的问题，因而检测装置一般对导管外形先进行一次再识别后再与理论要求值进行对比分析。常见检测装置有两种：一种是对导管重心位置进行夹持，采用矢量测量装置沿导管扫描，之后在软件中提取导管中心线并进行二次拟合。对于长导管来说，该方案存在因导管远端自重产生的角度偏差；第二种是在测量箱中采用工业相机多角度拍摄导管外形，在软件中对点云数据进行处理和去噪，之后进行拟合。由于存在视觉误差，对于弯曲角度<10°的零件存在较大的测量误差。在数字化制造的大背景下，如果将弯曲后导管姿态传递给检测装置，则可在软件中通过定位导管坐标和轴的方法，实现导管的姿态的匹配，简化测量过程，提高测量精度和测量效率。基于此考虑，应运而生了一体式设计。

3、一体式设计，是将弯管机及检测装置集成化设置，采用一套设备，例如：专利（申请）号为202310315276.8的中国发明专利公开的一种无缝钢管弯管机的角度实时检测装置，在弯折盘21的直形槽212上安装两个设置在特定位置的位移传感器，通过位移传感器实时检测管材弯折过程中管材弯折段的恢复角度，为弯管机的控制系统提供校正依据。该技术方案虽然能够实现管材的弯折与检测同时进行，避免了此过程中的零件转运，但是由于金属导管存在回弹，特别是对于回弹系数大的材料，如钛合金存在滞后回弹，在弯管机上的夹持力没有完全卸载的情况下检测设备测量的数据与最终应力释放完毕后的导管数据存在差异，容易产生在机测量合格，下机后不满足装配要求的情况。

4、目前主流的解决思路为：通过一体式设计提高识别精度，但检测装置中导管应为自由状态。因工业相机视觉检测过程中不对弯管固持，成为检测装置的首选方案。但是工业相机检测时不能阻挡视线，需要将弯管移到工业相机的视场中。

5、基于上述现有技术现状，一体式设计方式中除了软件分析对比提取数据方面的考虑，在物理上如何将弯管机上折弯完成的弯管移动到检测装置下方的传送带输送装置上，既不影响到弯管的移动又不阻挡检测装置的检测，成为待攻克的技术难点。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术现状，提供了一种高精度弯管成型检测一体机，基于弯检一体机的机架设置了一个转运组件，通过该转运组件将弯管机上折弯完成的弯管移动到检测装置下方的传送带输送装置上，而且该转运组件既不影响到弯管的移动又不阻挡检测装置的检测。

2、本发明提供了一种高精度弯管成型检测一体机，包括机架和设置在机架上的弯管机、视觉检测仪、传送带输送装置；所述弯管机设置在机架前段的操作台上；所述视觉检测仪设置在机架中段的龙门架上；所述传送带输送装置位于机架中后段，能够带动弯管从弯管机的输出端经过视觉检测仪的视场并继续向后输送；所述机架的龙门架处设置有转运组件；

3、所述转运组件包括直线导轨、滑块、活动臂、机械手指、直线驱动、旋转驱动和控制器；所述控制器分别与直线驱动、旋转驱动、机械手指电信号连接；所述直线导轨沿传送带输送装置的输送方向设置在龙门架上；所述直线驱动与设置有叉耳的所述滑块传动连接，驱使所述滑块沿所述直线导轨直线移动；所述活动臂的连接端转动安装在所述叉耳处；所述旋转驱动与转动安装在叉耳处的所述活动臂的连接端传动连接，驱使所述活动臂绕其连接端旋转移动；所述机械手指安装在所述活动臂的夹持端，机械手指自身能够开合而用于抓放弯管，同时机械手指能够随活动臂的直线移动和/或旋转移动而改变位置。

4、本发明所述的转运组件主要通过机械手指抓放弯管、通过活动臂带动弯管改变位置而最终完全转运至所述传送带输送装置的传送面上。所述转运组件有两种典型的工作模式：第一种是“一抓、一转、一放、续转”；第二种是“一抓、一退、一放、一转”。

5、第一种工作模式具体是指，当机械手指接触到弯管时，通过关闭机械手指抓紧弯管，机械手指抓管，即一抓；然后旋转驱动驱使活动臂从上游向下游转动，即一转；待弯管的质心完全落入传送带输送装置传送面对应区域后，机械手指打开，在传送带输送装置提供的摩擦力、弯管自身重力等力的作用下，弯管脱离机械手指，机械手指放管，即一放；放管后，转运组件与弯管完全脱离，旋转驱动驱使活动臂从上游向下游转动，即一转，机械手指放管即一放；放管后，转运组件与弯管完全脱离，活动臂带动机械手臂继续向下游转动至让出传送带输送装置输送弯管的通道，即续转。

6、第二种工作模式具体是指，当机械手指接触到弯管时，通过关闭机械手指抓紧弯管，机械手指抓管，即一抓；然后直线驱动通过直线导轨、滑块驱使活动臂从上游向下游整体直线移动，此时活动臂通过机械手指带动抓取的弯管加速向后退，即一退；待弯管的质心完全落入传送带输送装置传送面对应区域后，机械手指打开，在传送带输送装置提供的摩擦力、弯管自身重力等力的作用下，弯管脱离机械手指，机械手指放管，即一放；放管后，转运组件与弯管完全脱离，旋转驱动驱使活动臂从上游向下游转动，即一转。

7、一方面，两种工作模式下，只要在弯管移动到视觉检测仪的视场之前保证转运组件与弯管完全脱离，即可不阻挡视觉检测仪的检测。

8、另一方面，两种工作模式下，只要在机械手指将弯管释放到传送带输送装置以后，通过控制活动臂和传送带输送装置二者工作速度的关系或者二者工作节拍的关系，即可在弯管完全移除转运组件工作区域之前不与转运组件干涉。

9、通常来说，上述两种典型的工作模式相比，第一种比较适用于尺寸较小的弯管，第二种比较适用于尺寸较大的弯管。

10、进一步地，为了更好地实现本发明，所述活动臂的中段设置有滚轮安装槽；所述滚轮安装槽中转动安装有能够在所述传送带输送装置的传送面上导向支撑的移动轮。

11、进一步地，为了更好地实现本发明，所述机械手指采用气动手指或电动手指。

12、进一步地，为了更好地实现本发明，所述机械手指包括转动板、上夹板、下夹板、夹板电推杆；所述转动板的一端转动安装在所述活动臂的夹持端、所述转动板的另一端同时与所述上夹板、所述下夹板连接；所述上夹板、所述下夹板中间构成用于夹持弯管的夹管空间，且夹管空间朝向机械手指前端的部分为开口；所述夹板电推杆安装在夹管空间的开口处，通过夹板电推杆其推杆伸缩实现夹管空间的开闭：夹板电推杆的推杆收缩而使得夹管空间的开口敞口时，夹管空间打开，机械手指能够夹持弯管；夹板电推杆的推杆伸长而完全横向阻挡夹管空间的开口时，夹管空间关闭，若已经夹持弯管则弯管无法脱离机械手指，若未夹持弯管则弯管无法被机械手指夹持。

13、进一步地，为了更好地实现本发明，所述夹板电推杆的筒体安装在所述上夹板，所述夹板电推杆的推杆伸长方向朝向所述下夹板；或者所述夹板电推杆的筒体安装在所述下夹板，所述夹板电推杆的推杆伸长方向朝向所述上夹板。

14、进一步地，为了更好地实现本发明，当所述夹板电推杆的筒体安装在所述上夹板时，所述下夹板上设置有用于供所述夹板电推杆的推杆伸入而加强连接稳定性的卡槽；当所述夹板电推杆的筒体安装在所述下夹板时，所述上夹板上设置有用于供所述夹板电推杆的推杆伸入而加强连接稳定性的卡槽。

15、进一步地，为了更好地实现本发明，所述上夹板、下夹板朝向夹管空间的一侧设置有用于更好贴合弯管型面的弧形槽。

16、进一步地，为了更好地实现本发明，所述直线驱动由旋转伺服电机和与旋转伺服电机的输出轴固定连接的螺纹杆，限位安装在所述直线导轨中的所述滑块与所述螺纹杆螺纹连接，此时所述旋转伺服电机的转动输出转化为所述滑块的直线移动。

17、进一步地，为了更好地实现本发明，所述直线驱动采用直线电推缸或直线液压缸。

18、进一步地，为了更好地实现本发明，在位于所述传送带输送装置输送方向的左右两侧分别设置一套转运组件，两套转运组件中的活动臂能够在所述传送带输送装置的输送中线搭接。

19、进一步地，为了更好地实现本发明，两套所述转运组件分别记为a转运组件、b转运组件，a转运组件中活动臂记为a活动臂，b转运组件中活动臂记为b活动臂；

20、所述机械手指包括上短轴、下短轴、上夹板、下夹板、夹板电推杆；所述上夹板通过所述上短轴转动安装在a活动臂的夹持端，同时所述下夹板通过所述下短轴转动安装在b活动臂的夹持端；

21、当a活动臂与b活动臂二者的夹持端搭接时，所述上夹板、所述下夹板中间构成用于夹持弯管的夹管空间，且夹管空间朝向机械手指前端的部分为开口；所述夹板电推杆安装在夹管空间的开口处，通过夹板电推杆其推杆伸缩实现夹管空间的开闭：夹板电推杆的推杆收缩而使得夹管空间的开口敞口时，夹管空间打开，机械手指能够夹持弯管；夹板电推杆的推杆伸长而完全横向阻挡夹管空间的开口时，夹管空间关闭，若已经夹持弯管则弯管无法脱离机械手指，若未夹持弯管则弯管无法被机械手指夹持。

22、本发明具有以下有益效果。

23、（1）本发明所述的一种高精度弯管成型检测一体机，在弯管机、视觉检测仪集成设置的弯检一体机上增设了与现有技术结构不同的转运组件；通过转运组件将弯管机上折弯完成的弯管移动到检测装置下方的传送带输送装置上，而且该转运组件既不影响到弯管的移动又不阻挡检测装置的检测。

24、（2）本发明中转运组件直接安装在弯检一体机自带的机架上，不需要增加额外的安装结构，降低了成本，还能够被应用于现有弯检一体机的改造。

25、（3）本发明中转运组件的自身结构比较简单，既降低了生产成本，又便于维护。