内孔自动检测机的制作方法

本实用新型涉及检测领域，尤其涉及一种内孔自动检测机。

背景技术：

随着科技的发展与人文的进步，人们对于内孔检测有着越来越高的要求。

传统的内孔检测方式是工人们手动使用各种检测内孔的工具如通止规、千分尺等进行检测，并且根据测量结果人工分类，这样的方式存在工人的劳动时间长，容易疲劳，劳动力成本高，工作效率低下，容易出现操作失误，以及主观性强的缺陷。

现有的内孔自动检测工具有CCD检测设备和激光直径检测仪，CCD检测设备是用CCD相机拍取图片，用图像对比软件作图像分析，以获得检测内孔的尺寸。而激光直径检测仪由两部分构成：发射器和接收器。激光发光二极管的光通过光学系统形成了光幕。被测物体的阴影图像通过望远镜系统最终形成在线性CCD阵列上。信号处理器计算出它的大小。激光直径检测仪通过线路与计算机连接，可通过与它对应的开发软件显示在电脑显示屏上，测试人员可以通过计算机软件反映的数据对激光扫描仪进行控制。CCD检测与激光检测虽然能够检测内孔的，但是成本较高，控制维护较之复杂。

因此，急需要一种工作效率高、自动化程度高的内孔自动检测机来克服上述缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种工作效率高、自动化程度高的内孔自动检测机。

为实现上述目的，本实用新型的内孔自动检测机适用与一控制器电性连接，包括上料机构、工装夹具、工位切换机构、正面检测机构、反面检测机构、下料机构及基台。所述工装夹具安装在所述工位切换机构上，所述工位切换机构设于所述基台上并绕一旋转中心线做步进的回转运动，所述上料机构、正面检测机构、反面检测机构及下料机构沿所述工位切换机构的回转方向依次设于所述基台上，所述上料机构、正面检测机构、反面检测机构及下料机构还围绕所述工位切换机构的外围，所述工位切换机构在做步进的回转运动过程中带动所述工装夹具依次停靠于上料机构的上料工位处、正面检测机构的正面检测工位处、反面检测机构的反面检测工位处及下料机构的下料工位处。

较佳地，本实用新型的内孔自动检测机还包括设于所述基台上的来料振动机构，所述来料振动机构与所述上料机构邻设，所述上料机构将所述来料振动机构所输送来的工件抓走并放置在位于所述上料工位处的工装夹具上。

较佳地，本实用新型的内孔自动检测机还包括设于所述基台上的出料储存机构，所述出料储存机构与所述下料机构邻设，所述下料机构将位于所述下料工位处的工装夹具上的工件抓走并放置于所述出料储存机构处。

较佳地，所述正面检测机构包含正面检测头，所述反面检测机构包含反面检测头，所述正面检测头在所述工装夹具处于所述正面检测工位时位于该工装夹具对应的上方，所述反面检测头在所述工装夹具处于所述反面检测工位时位于该工装夹具对应的下方。

较佳地，所述工位切换机构包括回转台及用于驱使所述回转台做步进的回转运动的回转驱动装置，所述回转台绕所述旋转中心线相对所述基台回转，所述旋转中心线沿所述基台的上下方向布置。

较佳地，所述上料机构、正面检测机构、反面检测机构及下料机构各对应一个所述工装夹具，所述工位切换机构在做步进的回转运动过程中带动同一个所述工装夹具依次停靠于所述上料机构的上料工位处、正面检测机构的正面检测工位处、反面检测机构的反面检测工位处及下料机构的下料工位处。

较佳地，所述上料机构包括取料机械手及夹取装置，所述夹取装置安装于所述取料机械手上；所述取料机械手带动所述夹取装置于上料工位与来料振动机构之间移动。

较佳地，所述下料机构包括平移装置、升降装置及抓取装置，所述升降装置安装于所述平移装置上，所述抓取装置安装于所述升降装置上，所述抓取装置在所述平移装置及升降装置的配合下将位于所述下料工位处的工装夹具上的工件抓走。

较佳地，所述正面检测机构还包含正面电缸及旋转电机，所述正面电缸带动所述旋转电机及正面检测头在所述正面检测工位处上下滑移，所述旋转电机带动所述正面检测头自转。

较佳地，所述反面检测机构还包含定位气缸、夹紧块、反面电缸及转动电机，所述夹紧块安装于所述定位气缸上，所述反面电缸带动所述转动电机及反面检测头于所述反面检测工位处上下滑移，所述定位气缸带动所述夹紧块上下滑移以使所述夹紧块夹紧或放松位于所述反面检测工位处的工装夹具上的工件，所述夹紧块位于所述反面检测头对应的上方工件。

与现有技术相比，本实用新型的内孔自动检测机藉由所述工位切换机构在做步进的回转运动过程中带动工装夹具依次停靠于上料机构的上料工位处、正面检测机构的正面检测工位处、反面检测机构的反面检测工位处及下料机构的下料工位处，故当本实用新型的内孔自动检测机工作时，上料机构将工件放置于上料工位处的工装夹具上后，工位切换机构带动工装夹具由上料工位依次旋转至正面检测工位、反面检测工位及下料工位，由正面检测机构进行正面检测，反面检测机构进行反面检测，最后由下料机构将由正反面检测机构检测后的工件从工装夹具取走，故本实用新型的内孔自动检测机工作效率高的同时结构紧凑且自动化程度高。

附图说明

图1是本实用新型的内孔自动检测机的立体结构示意图。

图2是本实用新型的内孔自动检测机的另一角度的立体结构示意图。

图3是本实用新型的内孔自动检测机的俯视结构示意图。

图4是工件的朝正面看的立体结构示意图。

图5是工件的朝反面看的立体结构示意图。

图6是将工件固定于本实用新型的内孔自动检测机中的工装夹具上的立体结构示意图。

图7是本实用新型的内孔自动检测机中的上料机构的立体结构示意图。

图8是图7所示的上料机构的侧视结构示意图。

图9是本实用新型的内孔自动检测机中的下料机构及部分出料储存机构的立体结构示意图。

图10是本实用新型的内孔自动检测机中的正面检测机构的立体结构示意图。

图11是图10所示的正面检测机构的侧视结构示意图。

图12是本实用新型的内孔自动检测机中的反面检测机构的立体结构示意图。

图13是图12所示的反面检测机构的侧视结构示意图。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。

请参阅图1至图5，本实用新型的内孔自动检测机100适用与一控制器(图中未示)电性连接，包括上料机构1、工装夹具6、工位切换机构5、正面检测机构2、反面检测机构3、下料机构4、来料振动机构7、出料储存机构8及基台9。工装夹具6安装在工位切换机构5上，工位切换机构5设于基台9上并绕一旋转中心线L做步进的回转运动；上料机构1、正面检测机构2、反面检测机构3及下料机构4沿工位切换机构5的回转方向依次设于基台9上，上料机构1、正面检测机构2、反面检测机构3及下料机构4还围绕工位切换机构5的外围；工位切换机构5在做步进的回转运动过程中带动工装夹具6依次停靠于上料机构1的上料工位处、正面检测机构2的正面检测工位处、反面检测机构3的反面检测工位处及下料机构4的下料工位处，以满足上料机构1将工件200放置于处于上料工位处的工装夹具6上，对处于正面检测工位处的工装夹具6上的工件200进行正面检测，对处于反面检测工位处的工装夹具60上的工件200进行反面检测，以及对处于下料工位处的工装夹具60上的工件200进行下料，以实现工件200内孔自动检测的作业要求。来料振动机构7设于基台9上，来料振动机构7与上料机构1邻设，藉由来料振动机构7以使得工件200通过振动而排列整齐，以便于上料机构1将来料振动机构7所输送来的工件200抓走并放置在位于上料工位处的工装夹具6上，从而提高本实用新型的内孔自动检测机100的效率，并降低错误率。出料储存机构8设于基台9上，出料储存机构8与下料机构4邻设，由下料机构4将位于下料工位处的工装夹具6上的工件200抓走并放置于出料储存机构8处，以使得工件200检测完后实现分类放置，从而方便后序操作。举例而言，于本实施例中，工件200为电机换向器(如图4及图5所示)，电机换向器的正面及反面均需检测，但不以此为限。可理解的是，于其它实施例中，根据实际需要而省去来料振动机构7及出料储存机构8中至少一者，故不以上述的举例为限。更具体地，如下：

请参阅图1至图3，工位切换机构5包括回转台51及用于驱使回转台51做步进的回转运动的回转驱动装置(图中未示)。回转台51绕旋转中心线L相对基台9回转，且旋转中心线L沿基台9的上下方向布置，使得回转台51做水平的回转运动。具体地，于本实施例中，回转台51为圆盘结构，藉由无棱角的圆盘结构，使得回转台51做回转运动的过程中不会轻易刮碰其他零件，从而提高本实用新型的内孔自动检测机100的安全可靠性；较优的是，于本实施例中，回转台51呈垫高设置，即回转台51下方还有收容空间，有利于反面检测机构3从工件200的下方进行检测，但不限于此。值得注意者，由于回转驱动装置为本领域技术人员所熟知，故不在此赘述。

请结合图6，工件200安装于工装夹具6上，且工件200的正面朝上反面朝下。具体地，于本实施例中，工装夹具6安装于回转台51上，以藉由回转台51带动工装夹具6做步进的回转运动，从而使得工装夹具6依次停靠于上料工位、正面检测工位、反面检测工位及下料工位处，实现工装夹具6单圈循环。较优的是，于本实施例中，工装夹具6的数量与工位数量一致，即，上料机构1、正面检测机构2、反面检测机构3及下料机构4各对应一个工装夹具6，此时，工装夹具6沿回转台51的周向呈间隔开的布置，故工位切换机构5在做步进的回转运动过程中，带动同一个工装夹具6依次停靠于上料机构1的上料工位处、正面检测机构2的正面检测工位处、反面检测机构3的反面检测工位处及下料机构4的下料工位处；较优的是，每个工装夹具6所占的圆心角相同，即圆心角等于360度除于工装夹具6的数量，这样设置的目的在于：当一个工装夹具6位于上料工位时，余下的工装夹具6分别处于相应的工位处，使得回转台51的步进角度等于每个工装夹具6，从而提高了工作效率，但不限于此。具体地，于本实施例中，工装夹具6包括定位板61、轴承62及夹具套63，定位板61用于与回转台51安装，较优的是，于本实施例中，定位板61还具有定位块611，定位块611形成于定位板61的外侧，定位块611为两个，所有定位块611沿定位板61的外侧呈间隔开的布置，以使得每个工位可以一次性地针对两个工件200；当然，于其他实施例中，定位块611可为一个、三个及四个不等，以匹配一次性针对的不同工件200数量的场合，故不以此为限。轴承62穿置于定位块611中央，夹具套63穿置于轴承62内，工件200套设于夹具套63内，藉由定位块611、轴承62与夹具套63的配合，使得工件200呈可自转地固定于夹具套63内并于检测的过程中降低对工件200的损伤，同时有利于提高检测的精度。举例而言，轴承62为活动角接触轴承，有利于同时承受径向负荷和轴向负荷，确保检测的精度，但不限于此；定位板61与回转台51为可拆卸连接，方便用户更换工装夹具6，但不限于此。当工位切换机构5工作时，工件200于工装夹具6上被夹紧，故回转台51便带动工装夹具6连同工件200一起做步进的回转运动，每个工装夹具6均依次经过上料工位、正面检测工位、反面检测工位及下料工位。

请参阅图2至图3，来料振动机构7包括振动输送台71及分料气缸72，振动输送台71的始端连接入料口，振动输送台71的终端紧邻分料气缸72，以藉由振动输送台71将工件200振整齐并输送至终端，再藉由分料气缸72使得工件200单独分开，方便上料机构1夹取。

请结合图7及图8，上料机构1包括取料机械手11及夹取装置12，夹取装置12安装于取料机械手11上；由取料机械手11带动夹取装置12于上料工位与来料振动机构7之间移动；具体地，上料机构1还包括固定座13、连接杆14及气缸连接板15。固定座13设于基台9上，连接杆14的一端竖直地固定连接于固定座13上，连接杆14的另一端连接取料机械手11的机壳，取料机械手11的作用部111连接气缸连接板15，气缸连接板15下方连接夹取装置12，以藉由固定座13及连接杆14支撑取料机械手11，保证取料机械手11的工作可靠性。更具体地，夹取装置12包括气缸121及气爪122，气缸121安装于气缸连接板15的下方，气爪122安装于气缸121上，较优的是，气缸121的下方设有两个相对的连接部1211，连接部1211用于与气爪122连接；气爪122在气缸121的长度方向上分别与连接部1211连接；可选择的是，两个相对的气爪122组合成Y型结构，使得气爪122更能够夹取或放松工件200，但不限于此。工作时，气缸121驱动连接部1211往相反的方向作用，使得两气爪122的相对间距变大而夹紧工件200；当气缸121驱动连接部1211往相对的方向作用时，两气爪122的相对间距变小从而放松工件200。值得注意者，于本实施例中，气爪122作用于工件200的内孔而夹紧或放松工件200。较优的是，夹取装置12的数量与定位块611的数量一致，于本实施例中，夹取装置12为两个，使得上料机构1一次性夹取两个工件200，加快了上料机构1的工作效率，从而提高了本实用新型的内孔自动检测机100的工作效率。当然，于其他实施例中，当定位块611的数量为三个时，夹取装置12为3个，故夹取装置12的数量不以此为限。其中，当上料机构1工作时，取料机械手11带动夹取装置12于上料工位与来料振动机构7之间移动，当取料机械手11及夹取装置12移至来料振动机构7的终端时，此时的工件200已整齐排列，气缸121驱动气爪122夹紧工件200后，取料机械手11快速移动至上料工位处的工装夹具6上，气缸121再驱动气爪122放松工件200，实现将来料振动机构7上的工件200转移至位于上料工位处的工装夹具6上。

请结合图9，下料储存装置8包括良品输送装置81及不良品收纳盒82，由于工件200为良品概率大于不良品，故良品输送装置81紧邻下料工位，不良品收纳盒82紧邻良品输送装置81，从而方便下料机构4将已检测的工件200从下料工位转移至良品输送装置81或不良品收纳盒82，从而根据检测结果实现分类存放，不但降低劳动力，也提高了工作效率，方便后序操作。具体地，良品输送装置81为输送带结构，藉由输送带结构的良品输送装置81，使得工件200能够快速被输送至下一工位。再者，不良品收纳盒82开设有两个收容腔，两收容腔分别形成正面不良收纳盒821及反面不良收纳盒822，藉由不良品收纳盒82分成两种收纳盒，故可根据检测结果，将不良的工件200分别储存，实现更便捷及清晰的分类储存。更具体地，不良品收纳盒82上滑设有防护盖823，以防止工件200染上灰尘且可防止工人们误拿不良品。其中，当检测结果为良品时，下料机构4将工件200夹取并转移至良品输送装置81；当检测结果为正面检测不良品时，下料机构4将工件200夹取并转移至正面不良收纳盒821；当检测结果为反面检测不良品时，下料机构4将工件200夹取并转移至反面不良收纳盒822。

请结合图1、图2及图9，下料机构4包括平移装置41、升降装置42、抓取装置43及固定架44。固定架44设于基台9上，平移装置41安装于固定架44上，升降装置42安装于平移装置41上，抓取装置43安装于升降装置42上；藉由下料机构4，将处于下料工位的工件200转移至下料储存机构8。具体地，平移装置41为伺服机械手，藉由伺服机械手，平移装置41根据检测结果带动升降装置42及第二夹取装置43二者一起于下料工位、良品输送装置81、不良品收纳盒82之间移动并停留。更具体地，升降装置42为升降气缸，以使得升降气缸驱动抓取装置43于下料工位、良品输送装置81或不良品收纳盒82的对应位置上下升降。值得注意者，抓取装置43的结构与夹取装置12结构一致，故不在此赘述。另，抓取装置43通过气缸连接板45连接升降装置42。当下料机构4工作时，平移装置41带动升降装置42及抓取装置43平移至下料工位，由升降装置42驱动抓取装置43向下夹紧位于工装夹具6上的工件200后，再接着向上升起，然后平移装置41带动升降装置42、抓取装置43及工件200三者一起平移至对应的储存位置，抓取装置43放松工件200使工件200落于对应的储存位置上。可理解的是，当下料机构4省略固定架44时，此时的平移装置41直接固定于基台9上，故不以上述的举例为限。

请参阅图1至图3，以及图10至图11，正面检测机构2包括正面电缸23、旋转电机26及正面检测头28，正面检测头28在工装夹具6处于正面检测工位时位于工装夹具6对应的上方，即正面检测头28与工件200的正面相面对。正面电缸23带动旋转电机26及正面检测头28在正面检测工位处上下滑移，旋转电机26带动正面检测头28自转，以满足正面检测的要求。具体地，于本实施例中，正面检测机构2还包括底座21、连接板22、压力传感器24、电机连接板25、筒夹27及回位感应器29，底座21设置于基台9上，连接板22呈竖直状地连接于底座21的一侧，正面电缸23呈竖直地连接于连接板22，正面电缸23的滑台始终位于工装夹具6的上方，以使得正面电缸23于工装夹具6的上方上下升降；正面电缸23的滑台与电机连接板25连接，电机连接板25的上方连接压力传感器24，电机连接板25的下方连接旋转电机26，旋转电机26下方连接筒夹27，筒夹27下方套设正面检测头28，连接板22在宽度方向的两侧上设有回位感应器29；较优的是，连接板22与正面电缸23相背的一侧上设有肋板221，藉由肋板221加强连接板22的稳固性；同时，底座21可方便调节连接板22及连接板22上的零件相对工位切换机构5的水平间距。当正面检测机构2工作时，正面电缸23驱动电机连接板25及与电机连接板25连接的零件一起向下运动，旋转电机26旋转驱动筒夹27及正面检测头28一起旋转，正面检测头28在向下移动的同时，正面检测头28还自转，实现正面检测头28从工件200的正面穿入工件200的内孔，待压力传感器24接收到信号后，正面电缸23驱动电机连接板25及电机连接板25上的零件一起向上运动，直到回位感应器29接受到回位信号后停止。

请参阅图1和图3，以及图12至图13，反面检测机构3与正面检测机构2的结构大致相同，也包括底座31、连接板32、反面电缸33、压力传感器34、电机连接板35、转动电机36、筒夹37、反面检测头38及回位感应器39。其区别在于，反面检测头38在工装夹具6处于反面检测工位时位于工装夹具6对应的下方，即反面检测头38与工件200的反面相面对。另，反面检测机构3还包括定位气缸310，定位气缸310连接于连接板32的侧面上方，反面电缸33连接于连接板35的侧面下方；且定位气缸310始终于工装夹具6的上方上下升降，反面电缸33的滑台始终于工装夹具6的下方上下升降。再者，定位气缸310的下方连接夹紧块320，夹紧块320与工件200的正面相面对，藉由定位气缸310驱动夹紧块320夹紧工件200，方便反面检测头38从下往上穿入工件200的内孔进行反面检测。再者，反面电缸33的滑台始终位于工装夹具6的下方，以使得反面电缸33于工装夹具6的下方上下升降。反面电缸33的滑台与电机连接板35连接，电机连接板35的下方连接压力传感器34，电机连接板35的上方连接转动电机36，转动电机36上方连接筒夹37，筒夹37上方套设反面检测头38。当反面检测机构3工作时，定位气缸310驱动夹紧块320向下运动直至压紧工件200的正面，反面电缸33驱动电机连接板35及与电机连接板35连接的零件一起向上运动，转动电机36旋转驱动筒夹37及反面检测头38一起旋转，反面检测头38在向上移动的同时，反面检测头38自转，从而实现反面检测头38从工件200的反面穿入工件200的内孔，待压力传感器34接收到信号后，反面电缸33驱动电机连接板35及电机连接板35上的零件一起向下运动直到回位感应器39接受到回位信号后停止。检测完毕后，定位气缸310驱动夹紧块320向上运动以放松工件200。当然，于其它实施例中，反面检测机构3还包含定位气缸310、夹紧块320、反面电缸33及转动电机36，夹紧块320安装于定位气缸310上，反面电缸33带动转动电机36及反面检测头38于反面检测工位处上下滑移，定位气缸310带动夹紧块320上下滑移以使夹紧块320夹紧或放松位于反面检测工位处的工装夹具6上的工件200，夹紧块320位于反面检测头38对应的上方工件200。举例而言，于本实施例中，正面检测头28及反面检测头38均为通止规，故不以此为限。

结合附图，对本实用新型的内孔自动检测机100的工作原理进行说明：来料振动机构7一边将工件200振动整齐一边将工件200单颗分料，取料机械手11夹取工件200至位于上料工位处的工装夹具6后松手，工装夹具6随着回转台51旋转至正面检测工位进行正面检测，然后旋转至反面检测工位进行反面检测，最后旋转至下料工位，由下料机构4夹取已检测过的工件200至相应的储存位置。若检测结果合格，则工件200落于良品输送装置81；若正面检测不合格，则工件落于正面不良收纳盒821；若反面检测不合格，则工件落于反面不良收纳盒822。

与现有技术相比，本实用新型的内孔自动检测机100藉由工位切换机构5在做步进的回转运动过程中带动工装夹具6依次停靠于上料机构1的上料工位处、正面检测机构2的正面检测工位处、反面检测机构3的反面检测工位处及下料机构4的下料工位处，故当本实用新型的内孔自动检测机100工作时，上料机构1将工件200放置于上料工位处的工装夹具6上后，工位切换机构5带动工装夹具6由上料工位旋转至正面检测工位、反面检测工位检测，最后旋转至下料工位处并由下料机构4将工件200从工装夹具6取走，故本实用新型的内孔自动检测机100工作效率高的同时结构紧凑且自动化程度高。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，均属于本实用新型所涵盖的范围。