圆柱形工件端面视觉检测流水线及其工件支撑架的制作方法

本发明涉及一种圆柱形工件端面视觉检测流水线及其工件支撑架。

背景技术：

机器视觉在线检测系统是将视觉检测系统直接安装在生产线上，通过工业相机和图像处理单元等实时检测生产线上的产品，对生产过程进行实时反馈，以此来更好地指导生产，减少不必要的浪费，提高产品的合格率。

对于圆柱形电池来说，表面检测需要对圆柱形电池的两端部和外周面进行视觉在线检测，主要涉及到圆柱形电池的外表面的凹坑、凸起、划伤、污渍、变形和斑点等问题。在对圆柱形电池检测的流水线上，电池呈一列排开形式在流水线上进行逐个表面要素的检测，一般是采用先对圆柱形电池的两端面进行检测，然后在对圆柱形电池的外周面进行检测。在进行端面检测时，需要将圆柱形电池横置在支撑架上，两个端面暴露在视觉检测机构下，因此在对圆柱形电池检测过程中，支撑架需要对圆柱形电池的周面进行支撑固定。传统的固定方式是在传送带上设置用于支撑电池的支撑架，支撑架包括架体，架体上沿垂直于传送带的传送方向设置有与圆柱形电池的外径尺寸一致的弧形凹槽，且为了便于加工，凹槽的两个槽壁高度一致，然后将圆柱形电池卡在其中，由此实现电池在每个支撑结构中的定位，实现端面的检测。传统的向支撑架上送料的方式是通过人工下料而将电池逐一的放置在支撑架上，效率较低，而且在放置过程中由于人为因素可能会出现圆柱形电池堆积、掉落的问题。

目前存在的下料方式是通过自由落料的方式进行，将支撑架设置在传送带上跟随传送带一起移动，在移动的过程中圆柱形电池在自重的作用下从上料机构中落入到支撑架上的弧形凹槽内，实现圆柱形电池的周面定位，由于凹槽较浅，在落料的过程中由于圆柱形电池的落料速度不可控，或者是传送带上的支撑架与对应的圆柱形电池的落料位在跟随传送带移动的过程中较快或较慢，弧形等高的凹槽的设置容易出现圆柱形电池在一个凹槽内堆积或者是在两个相邻的凹槽内堆叠有多个的情况，这种情况在对圆柱形电池的端面进行检测过程中，可能会出现漏检或者重复检测的问题，影响了圆柱形电池的端面检测效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种圆柱形工件端面视觉检测流水线，以解决现有技术中的支撑架在自由落料的过程中容易出现工件堆积的情况；本发明的目的还在于提供一种该流水线中的工件支撑架。

为实现上述目的，本发明工件支撑架的第一种技术方案是：工件支撑架，包括用于设置在向前移动的传送带上的架体，所述架体上设置有用于对圆柱形工件的周面进行定位的定位凹槽，所述定位凹槽具有在传送带的传送方向上处于前侧的前槽壁以及处于后侧的后槽壁，其特征在于：所述前槽壁的高度小于后槽壁的高度。

本发明工件支撑架的第二种技术方案是：在本发明工件支撑架的第一种技术方案的基础上，后槽壁上相背于前槽壁的一侧立面上设置有倒角。

本发明工件支撑架的第三种技术方案是：在本发明工件支撑架的第一种技术方案的基础上，架体为u形板结构，所述定位凹槽贯通设置于u形板结构的两个支臂的上端部。

本发明工件支撑架的第四种技术方案是：在本发明工件支撑架的第一、第二或第三种技术方案的基础上，定位凹槽包括截面呈v形的底部定位支撑槽，所述定位支撑槽的两侧壁的上侧分别设置有竖向延伸的用于防止圆柱形工件滚出定位凹槽的挡止臂。

本发明圆柱形工件端面视觉检测流水线的第一种技术方案是：圆柱形工件端面视觉检测流水线包括机座，机座上设置向前移动的传送带，所述传送带上设置有工件支撑架，所述工件支撑架包括架体，所述架体上设置有用于对圆柱形工件的周面进行定位的定位凹槽，所述定位凹槽具有在传送带的传送方向上处于前侧的前槽壁以及处于后侧的后槽壁，其特征在于：所述前槽壁的高度小于后槽壁的高度。

本发明圆柱形工件端面视觉检测流水线的第二种技术方案是：在本发明圆柱形工件端面视觉检测流水线的第一种技术方案的基础上，后槽壁上向背于前槽壁的一侧立面上设置有倒角。

本发明圆柱形工件端面视觉检测流水线的第三种技术方案是：在本发明圆柱形工件端面视觉检测流水线的第一种技术方案的基础上，所述架体为u形板结构，所述定位凹槽贯通设置于u形板结构的两个支臂的上端部。

本发明圆柱形工件端面视觉检测流水线的第四种技术方案是：在本发明圆柱形工件端面视觉检测流水线的第一、第二或第三种技术方案的基础上，定位凹槽包括截面呈v形的底部定位支撑槽，所述定位支撑槽的两侧壁的上侧分别设置有竖向延伸的用于防止圆柱形工件滚出定位凹槽的挡止臂。

本发明圆柱形工件端面视觉检测流水线的第五种技术方案是：在本发明圆柱形工件端面视觉检测流水线的第一、第二或第三种技术方案的基础上，工件支撑架沿传送带的传送方向并排设置有多个，在后的工件支撑架的前槽壁与相邻的在前的工件支撑架的后槽壁之间的距离小于圆柱形工件的半径。

本发明圆柱形工件端面视觉检测流水线的第六种技术方案是：在本发明圆柱形工件端面视觉检测流水线的第一、第二或第三种技术方案的基础上，机座上还设置有用于向工件支撑架上送料的上料机构，所述上料机构包括设置在传送带上方的上料架，所述上料架上设置有供圆柱形工件沿垂直于轴线方向垂直于前后方向下落至定位凹槽中的落料腔，所述落料腔的下端面设置有挡止臂，所述挡止臂卡设在工件支撑架上垂直于传送方向的两侧面的外部。

本发明圆柱形工件端面视觉检测流水线的第七种技术方案是：在本发明圆柱形工件端面视觉检测流水线的第六种技术方案的基础上，落料腔的前后方向的两侧壁之间的距离小于圆柱形工件的直径的两倍。

本发明圆柱形工件端面视觉检测流水线的第八种技术方案是：在本发明圆柱形工件端面视觉检测流水线的第六种技术方案的基础上，落料腔的入口端倾斜设置有供圆柱形工件滚动落入至落料腔内的上料板。

本发明的有益效果是：相比于现有技术，本发明所涉及的圆柱形工件端面视觉检测流水线，将定位凹槽的前槽壁的高度设置为小于后槽壁的高度，由此可实现在向工件支撑架上落料的过程中，若圆柱形工件若在前槽壁上，由于传送带的移动会带着圆柱形工件向后滚动至定位凹槽中，若是圆柱形工件落在后槽壁上，传送带移动会带着圆柱形工件向后滚动至后方的工件支撑架的前槽壁上，然后滚动至对应的定位凹槽中，在保证每一个定位凹槽内都只落入一个圆柱形工件，在这种状态下可以适时的提高传送带的传送速度，提高检测的效率。

附图说明

图1为本发明的圆柱形工件端面视觉检测流水线的一个实施例总装图；

图2为图1的正视图；

图3为图2的后视图；

图4为圆柱形工件端面视觉检测流水线中传送铰链的结构示意图；

图5为图4中的传送铰链与支撑架装配结构示意图；

图6为图5中支撑架的结构示意图；

图7为图6的右视图；

图8为图6的俯视图；

图9为图1中视觉检测单元的结构示意图；

图10为图1中的废品剔除机构的结构示意图；

图11为图1中下料机构与支撑架装配结构示意图；

图12为图11中下料机构的正视图；

图13为图12的俯视图；

图14为图12的右视图；

图15为图5中支撑架与电池壳的装配结构示意图；

图16为图5中电池壳落至前侧壁时的状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的圆柱形工件端面视觉检测流水线，主要应用于对圆柱形电池的电池壳4的两个相对端面进行检测，其中一个实施例如图1至图16所示，在该实施例中，视觉检测流水线包括机座1，机座1上设置有用于从后向前传送电池壳4的传送单元，机座1的底部设置有用于支撑机座1的立支撑11，传送单元包括沿前后方向设置的传送带，传送带上沿前后方向间隔设置有若干个用于定位支撑电池壳4的支撑架3，电池壳4在支撑架3上沿其轴向为左右方向延伸放置，在传送带的左右两侧设置有用于检测电池壳4端面的视觉检测单元6，同时还设置有用于将不合格的电池壳4剔除出传送带的废品剔除单元5，在支撑架3的上方设置有固定在机座1上的上料机构2，上料机构2设置在机座1的后端，检测单元和剔除单元5设置在机座1的中间位置。

传送带由若干个皮带铰链8铰接构成，每个皮带铰链8的前后两侧均具有与相邻的皮带铰链铰接的铰接孔81，同时在皮带铰链的上端面设置有所述的支撑架3，对应的在皮带铰链的上端面向下延伸设置有用于安装固定支撑架3的皮带铰链安装孔82。传动带绕设在前后两端的两个转轴7上，驱动装置驱动两个转轴7转动，进而带动传送带向前移动。机座1包括左右两个相对间隔设置的传动带隔板12，将传送带架设在二者之间，对传送带起一定的防护作用。

支撑架3沿前后方向间隔排布，方便后续的对电池壳4周面检测时电池壳4的转送和支撑架3跟随传送带的周期性回转，该支撑架3为u形板结构，u形板的底壁上设置有与皮带铰链固定安装的支撑架安装孔35，u形板的两个支臂沿左右方向相对间隔竖直布置，在两个支臂的上端部的对应位置开设有贯通两个支臂的用于放置电池壳4的定位凹槽33，定位凹槽33沿左右方向延伸，开口方向向上，用于接收上料机构2中落下的电池壳4。定位凹槽33包括截面呈v形的底部定位支撑槽，在底部定位支撑槽的底部设置有让刀面，v形结构的设置能够缩短圆柱形公件落入定位凹槽33中后的与槽壁的撞击反弹时间，在底部定位支撑槽的两个支臂上侧设置有竖直延伸的用于对定位支撑槽内的电池壳挡止配合的挡止臂。

定义该定位凹槽33上在传送带的传送方向上处于前侧的槽壁为前槽壁32，处于后侧的槽壁为后槽壁31，所述的后槽壁31的高度大于前槽壁32的高度，通过将定位凹槽33的槽壁设置为不同的高度，在上料机构2上料的过程中，若是电池壳4落在前槽壁32上，由于传送带的移动会带着电池壳4向后滚动至定位凹槽33中；若是电池壳4落在后槽壁31上，传送带的移动会带着电池壳4向后滚动至后方的支撑架3的前槽壁32上，然后滚动至该支撑架3的定位凹槽33中，而且在保证每个定位凹槽33内都只落入一个电池壳4，在这种状态下可以适时的提高传送带的传送速度，提高检测的效率；进一步的，电池壳4通过自重落在前槽壁32上，然后滚动至定位凹槽33内，其落料时间较短，而且通过前槽壁32的缓冲保证电池壳4落入定位凹槽33内时与定位凹槽33之间的撞击较小，对电池壳4的外表面起到一定的保护作用，进一步的提高落料速度。

本实施例中，对于相邻的两个支撑架3，在前的支撑架3上的定位凹槽33的后槽壁31与在后的支撑架3上的定位凹槽33的前槽壁32之间的距离小于电池壳4的半径，这样能够进一步避免电池壳4在两个支撑架3之间的缝隙中被卡滞。由此可保证无论电池壳落在前槽壁的任何一个位置处，总能保证电池壳的重心位于前槽壁的后方，电池壳总能在自重的作用下落入至对应的定位凹槽内。

为了保证电池壳4能够在落至后槽壁31上时，能够平稳得从前槽壁32滚动至后侧的定位凹槽33中，在后槽壁31上的后侧面上端设置有倒角34。

上料机构2包括用于固定在机座1上供电池壳4自由滚动的倾斜段21和与倾斜段21连接的向下延伸而供电池壳4自重下落的竖直段22，且倾斜段21为u形板结构，该倾斜段21构成所述的上料板，上料板设置有沿倾斜方向延伸的上料槽，上料槽的两侧槽壁外侧面上设置有用于与机座1固定连接的安装耳23，竖直段22为截面为矩形的筒状机构，其竖直段22的内腔构成所述的落料腔，竖直段22的前后方向的两侧壁之间的距离不大于电池壳的直径的两倍，可以在落料时仅供一个电池壳通过，防止电池壳的堆积。电池壳4经过倾斜段21后靠自重从竖直段22下落至支撑架3上。竖直段22和倾斜段21的左右两侧壁外部上侧均设置有相互装配固定连接的装配台阶，竖直段22装配台阶上设置有上下延伸的导向槽25，倾斜段21的装配台阶上设置有可沿上下方向导向插入导向槽中的导向块24，导向槽25和导向块24之间沿左右方向旋拧有固定螺钉，由此实现倾斜段21与竖直段22之间的固定。竖直段22的下端面位于支撑架3的上方。在竖直段22的左右两侧向下延伸伸出于竖直段22的下端面而构成左右两侧的支臂26即挡止臂，两个支臂26卡设在支撑架3的左右两侧，支撑架3的定位凹槽33刚好从两个支臂26之间通过，对落入定位凹槽33中的电池壳4起到左右方向的挡止作用，防止电池壳4落入定位凹槽33内之后的左右方向的尺寸不一致，给后续的检测和下料造成影响。

上述的视觉检测单元6包括并排间隔设置在传送带的左右两侧共八个相机63对电池壳4进行端面拍摄，在传送带的正上方设置有前后延伸的放置梁13，该放置梁13上固定有悬置的相机光源固定座61，相机光源固定座61内设置有相机光源62，在传送带的上的电池壳4走到相机光源处时，相机传感器触发相机进行拍照，图像传入到检测程序处理完毕后把结果传给运动控制器，运动控制器根据检测结果作用相应判断，不合格就通过废品剔除机构剔除，合格就继续向前走。

上述的废品剔除机构5包括紧跟每一个相机的前侧设置的气动剔除机构，该气动剔除机构包括设置在放置梁13上的气嘴支架53和设置在气嘴支架53上的气嘴52，气嘴52沿左右方向延伸设置，其轴线所在位置与对应的电池壳4的轴线一致。在机座1上位于气嘴52的相对侧设置有废品收取箱51，气嘴52将对应的电池壳4吹出传送带，然后通过废品收取箱53将其收集起来。

在其他实施例中，该流水线壳应用于其他类似电池壳的圆柱形工件或滚动形工件的外端面检测。

在本实施例中，相邻的两个支撑架间隔设置，在其他实施例中，支撑架可以不相互贴设排布。

在本实施例中，定位凹槽为v形槽，在其他实施例中，定位凹槽可以为u形、弧形等其他可以定位圆弧形工件的周面的槽。

在本实施例中，上料机构上设置有防止电池壳左右方向窜动的挡止臂，在其他实施例中，挡止臂可直接设置在机座上的对应位置，或是直接由支撑架本身在应对的位置设置挡止结构。

在其他实施例中，可不再后侧壁上设置倒角；架体的结构可以由块状结构代替。

本发明所涉及的工件支撑架，其结构形式与上述的流水线中的支撑架的结构一致，不再详细展开。