一种笔芯油管自动检测装置及笔芯油管生产设备的制作方法

本专利涉及笔芯油管检测及笔芯油管生产设备制造领域，特别涉及用于笔芯油管生产设备中的笔芯油管自动检测装置。

背景技术：

我国是世界制笔业大国，每年生产的圆珠笔以百亿计，而圆珠笔的笔芯作为笔的更替件，需求量更大。笔芯主要由笔头、连接件、油管、墨水和密封剂组成。其中油管的质量直接关系到笔芯能否顺利地装配、灌装，在此过程中需避免无法装配或漏墨现象，所以对油管的内外径、圆度尺寸、是否堵塞或有异物等都有一定的产品标准和要求。

目前笔芯油管主要靠人工实现品质检验，存在检测效率低、误检率和漏检率高、劳动力成本高等缺点。

因此，如何进行高效准确的对油管进行检测是一项有应用价值的技术。

技术实现要素：

本专利目的是为了提供一种笔芯油管自动检测装置及笔芯油管生产设备，使得笔芯油管的制造、检测和筛选都能够通过一套设备自动完成。

为解决上述技术问题，本专利采用下述技术方案：

一种笔芯油管自动检测装置，包括：笔芯油管传送系统、笔芯油管横截面检测系统和控制系统。其中，所述笔芯油管传送系统用于传送笔芯油管并使笔芯油管经过所述笔芯油管横截面检测系统，所述笔芯油管横截面检测系统用于采集笔芯油管横截面信息，所述控制系统用于控制所述笔芯油管传送系统和所述笔芯油管横截面检测系统，并处理所述笔芯油管横截面信息以获取包括笔芯油管是否达标和笔芯油管位置的信息处理结果。

进一步地，所述笔芯油管传送系统包括：传动链机构，用于承载并传输笔芯油管，更具体地，所述传动链机构包括用于承载笔芯油管的链牙；定位机构，用于控制经过所述笔芯油管横截面检测系统的笔芯油管在传动链机构上的位置，更具体地，所述定位机构为限位块。

进一步地，所述笔芯油管横截面检测系统所采集的笔芯油管横截面信息包括选自笔芯油管横截面形状、笔芯油管内径、笔芯油管外径、笔芯油管圆度、笔芯油管内部堵塞情况、笔芯油管内部异物情况中的一种或多种信息。

进一步地，所述笔芯油管横截面检测系统包括成像结构，其中，所述成像结构沿水平方向且垂直于所述笔芯油管传送系统的传送方向，所述成像结构包括：工业相机，用于采集笔芯油管图像；镜头，设置于所述工业相机与所述笔芯油管传送系统之间；光源，用于照射笔芯油管；定位支架，用于使所述工业相机、镜头和光源同轴设定；更具体地，所述定位支架包括调节螺栓，用于调整所述定位支架水平位置。

进一步地，所述控制系统包括传感器，用于检测所述笔芯油管传送系统上是否有笔芯油管，并触发所述笔芯油管横截面检测系统以采集所述笔芯油管横截面信息。

进一步地，所述控制系统包括显示装置，用于呈现所述笔芯油管横截面信息以及所述信息处理结果。

一种笔芯油管生产设备，包括上述任意一个所述笔芯油管自动检测装置，包括笔芯油管成型装置和笔芯油管筛选系统，所述控制系统控制并保持所述笔芯油管成型装置、所述笔芯油管自动检测装置和所述笔芯油管筛选系统同步运行；所述控制系统根据所述信息处理结果控制所述笔芯油管筛选系统以自动筛选笔芯油管。

进一步地，所述笔芯油管成型装置包括塑料挤出机、冷却装置、牵引装置和切断装置。

进一步地，所述笔芯油管成型装置的笔芯油管成型方向与所述笔芯油管传送系统的传送方向垂直，所述笔芯油管成型装置与所述笔芯油管横截面检测系统之间设有整理排序机构，所述整理排序机构将所述笔芯油管成型装置制造的笔芯油管整理排序后传送至所述笔芯油管传送系统。

进一步地，所述笔芯油管筛选系统包括剔除机构，所述剔除机构包括第一气缸与第二气缸，所述控制系统根据所述信息处理结果控制所述第二气缸以调整所述第一气缸的位置，并利用所述第一气缸剔除未达标笔芯油管。

本专利笔芯油管自动检测装置及笔芯油管生产设备与现有技术相比，不需要人为的分析和判断笔芯油管是否达标，节约了人力成本，提升了检测效率；检测结果受人为不可控因素较小，提升了检测精度；可实现笔芯油管的大批量地在线检测，有助于提高产品质量和生产效率；可根据检测结果及时调试设备，避免出现大量不良品，进而降低生产成本；笔芯油管制造、检测和筛选过程一体化，更节省空间，自动化程度更高。

附图说明

本专利的以上实用新型内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的技术方案的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。

图1是本专利笔芯油管生产设备的整体示意图；

图2是本专利笔芯油管自动检测装置和笔芯油管筛选系统的细节图。

其中，附图标记说明如下：

1塑料挤出机

2冷却装置

3牵引装置

4切断装置

5整理排序机构

6笔芯油管自动检测装置

61传动链机构

62限位块

63传感器

64光源

65镜头

66工业相机

67定位支架

69显示装置

7剔除机构

71第一气缸

72第二气缸

73不良品收集装置

8合格品收集装置

具体实施方式

以下在具体实施方式中详细叙述本专利的详细特征以及优点，其内容足以使本领域技术人员了解本专利的技术内容并据以实施，且根据本说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本专利相关的目的及优点。

本专利所涉及的设备和方法将在以下详细描述中进行描述并在附图中由各种框、模块、组件、电路、控制系统、步骤、过程、算法等(统称为“元素”)来解说。这些元素可使用电子硬件、计算机软件或其任何组合来实现。此类元素是实现成硬件还是软件取决于具体应用和加之于整体系统上的设计约束。

作为示例，元素、或元素的任何部分、或者元素的任何组合可用包括一个或多个处理器的“处理系统”来实现。处理器的示例包括：微处理器、微控制器、数字信号处理器(dsp)、现场可编程门阵列(fpga)、可编程逻辑器件(pld)、状态机、门控逻辑、分立的硬件电路以及其他配置成执行本专利中通篇描述的各种功能性的合适硬件。处理系统中的一个或多个处理器可以执行软件。软件应当被宽泛地解释成意为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行件、执行的线程、规程、函数等，无论其是用软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、还是其他术语来述及皆是如此。

相应地，在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可被实现在硬件、软件、固件，或其任何组合中。如果被实现在软件中，那么这些功能可作为一条或多条指令或代码被存储或编码在计算机可读介质上。计算机可读介质包括计算机存储介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限制，此类计算机可读介质可包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的任何其他介质。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(cd)、激光碟、光碟、数字多用碟(dvd)、和软盘，其中盘常常磁性地再现数据，而碟用激光来光学地再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

如图1所示的笔芯油管生产设备，包括笔芯油管成型装置、笔芯油管自动检测装置6、笔芯油管筛选系统。

笔芯油管成型装置包括塑料挤出机1、冷却装置2、牵引装置3和切断装置4。

其中，塑料挤出机用于将原料通过挤出工艺经成型出中空长管；冷却装置用于将中空长管冷却定型，防止变形；牵引装置用于为已获初步形状和尺寸的管子提供一定的牵引力和速度，均匀地引出管材，并通过牵引速度的变化适当地调节管子壁厚；切断装置用于将已固定形状的长管按照需求裁剪成相应长度。

笔芯油管成型装置的笔芯油管成型方向与笔芯油管传送系统的传送方向垂直，笔芯油管成型装置与笔芯油管横截面检测系统之间设有整理排序机构5，整理排序机构5将笔芯油管成型装置制造的笔芯油管整理排序后按一定顺序传送至笔芯油管传送系统。

笔芯油管自动检测装置包括笔芯油管传送系统、笔芯油管横截面检测系统和控制系统。

如图2所示，笔芯油管传送系统包括传动链机构61和定位机构。传动链机构61用于承载并传输笔芯油管，包括用于承载笔芯油管的链牙，笔芯油管可以平稳地置于链牙v型口间。定位机构用于控制经过所述笔芯油管横截面检测系统的笔芯油管在传动链机构61上的位置，具体的可以是限位块62，设于传动链机构61侧方，在传输过程中用于约束笔芯油管端面位于同一水平面上，从而提高图像采集质量。控制系统控制所笔芯油管传送系统以自动传送笔芯油管并使笔芯油管经过所述笔芯油管横截面检测系统。

笔芯油管横截面检测系统包括成像结构，其沿水平方向且垂直于传动链机构61，包括用于采集笔芯油管图像的工业相机66、设置于工业相机66与笔芯油管传送系统之间的镜头65、用于照射笔芯油管的光源64和用于使工业相机66、镜头65和光源64同轴设定定位支架67，该定位支架67包括用于调整所述定位支架67空间位置的调节螺栓68，从而控制成像结构左右、上下、前后位移调整。

控制系统控制笔芯油管横截面检测系统获取笔芯油管轴向端面的图像以采集笔芯油管横截面信息，经过图像识别和处理可以获取包括笔芯油管横截面形状、笔芯油管内径、笔芯油管外径、笔芯油管圆度、笔芯油管内部堵塞情况、笔芯油管内部异物情况等信息，通过进一步信息处理可以获取包括笔芯油管是否达标和笔芯油管位置的信息处理结果。可以采用公知的技术手段对笔芯油管横截面检测系统的结构进行适当改造，从而使得笔芯油管横截面检测系统更适于获取笔芯油管横截面形状、笔芯油管内径、笔芯油管外径、笔芯油管圆度、笔芯油管内部堵塞情况、笔芯油管内部异物情况等信息，例如调整光源64的亮度和光照方向，调整镜头65的焦距和位置等等。

控制系统还可包括传感器63，用于检测所述笔芯油管传送系统上是否有笔芯油管，并触发所述笔芯油管横截面检测系统以采集所述笔芯油管横截面信息。

控制系统还可包括显示装置69，用于呈现所述笔芯油管横截面信息以及所述信息处理结果。控制系统可为工控机，也可以为plc控制器。

笔芯油管筛选系统包括剔除机构7，所述剔除机构7包括第一气缸71与第二气缸72，控制系统根据信息处理结果控制第二气缸72以调整第一气缸71的位置，并利用第一气缸71剔除未达标笔芯。笔芯油管筛选系统进一步包括收纳未达标笔芯油管的不良品收集装置73。

笔芯油管生产设备还进一步包括收纳达标笔芯油管的合格品收集装置8。

控制系统控制并保持笔芯油管成型装置、笔芯油管自动检测装置和笔芯油管筛选系统同步运行。其中，传动链机构能够相对平稳地间歇性传动，在停止的时间内作为控制系统可以进行图像处理。

该笔芯油管自动检测装置及生产设备工作流程如下：

人工将原料加入到塑料挤出机1的料斗中，通过挤出机料筒和螺杆间的作用，边受热塑化，边被螺杆向前推送，经过机头模具形成一定规格的中空的长管；长管在冷却装置2中完成定形；牵引装置3为已获初步形状和尺寸的管子提供一定的牵引力和速度，均匀地引出管材，并通过牵引速度的变化适当地调节管子壁厚；切断装置4将已固定形状的长管按照需求裁剪成相应长度；整理排序机构5将油管按一定顺序送入检测装置6的传动链机构61上。

在传输过程中通过限位块62约束笔芯油管一端面位于同一水平面，从而提高后续拍摄图像质量；传感器63在其下方经过有笔芯油管时被触发，并发送信号给工业相机66进行图像采集；工控机与工业相机66电连接，接收笔芯油管轴向端面的图像，并经过图像处理和识别，判断笔芯油管的内外直径及圆度误差是否符合标准、油管内部是否堵塞或有异物；显示装置69与工控机相连，显示采集到的图像和检测判断结果。

若是不合格，就发送控制信号到控制系统的控制柜中，经可编程控制器控制第一气缸71与第二气缸72配合，将相应位置上判定为不合格的笔芯油管剔除，送入到不良品回收装置73中。而其余合格品会顺着生产线依次落入合格品回收装置8中。

通过这种笔芯油管自动生产和检测设备，可实现笔芯油管的大批量地在线检测，有助于提高产品质量和生产效率；受人为不可控因素较小，提升了检测精度；可根据检测结果及时调试设备，避免出现大量不良品，进而降低生产成本；笔芯油管制造、检测和筛选过程一体化，更节省空间，自动化程度更高。

这里基于的术语和表述方式只是用于描述，本专利并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。

同样，需要指出的是，虽然本专利已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本专利，在没有脱离本专利精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本专利的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本专利的权利要求书的范围内。