一种轴类零件高精度全自动测量设备的制作方法

本实用新型涉及轴类零件检测技术领域，尤其涉及一种轴类零件高精度全自动测量设备。

背景技术：

随着全球工业4.0的到来，工业自动化生产是未来的发展趋势，机器换人、智能制造是每个工厂走向工业发展的必然之路。轴类零部件是很多机械产品或电子产品的重要组成部件，对其直径、圆度和同轴度等参数进行严格监控是非常有必要的。但是现有技术中，一般进行人工抽取检测，工作效率低且测试精度不够高，或者使用固定测试设备进行测试，不够灵活，检测的工作效率较低。同时，现有技术的检测也较单一，难以保证出厂产品的质量。

技术实现要素：

本实用新型提供一种轴类零件高精度全自动测量设备，具有全自动高精度的特点，为提供合格的轴类零件产品提供了保障。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：

一种轴类零件高精度全自动测量设备，包括工作台、PLC控制器和内置有视觉系统的工控机，所述PLC控制器连接所述工控机，所述工作台上设置有检测机器人、搬运机器人以及处于检测机器人与搬运机器人之间活动范围内的检测区；所述检测机器人最末端设置有视觉检测机构，所述搬运机器人的最末端设置有一连接块，所述连接块一端设置有夹持机构，另一端设置有视觉识别机构；所述PLC控制器分别连接检测机器人与搬运机器人，所述工控机分别连接所述视觉检测机构和视觉识别机构；所述检测区内设置有一测试固定座，视觉检测机构对夹持机构抓料至测试固定座上的轴类零件进行径向检测。

进一步地，所述视觉检测机构包括检测固定板，所述检测固定板上端设置有第一相机以及与其相适应的第一镜头，所述检测固定板下端设置有第一光源，第一相机、第一镜头和第一光源的中心轴线在同一直线上；所述视觉识别机构包括识别固定块，所述识别固定块的上端设置有第二相机以及与其相适应的第二镜头，其下端设置有第二光源。整个视觉检测机构组装在检测机器人上，自由灵活且不占用空间，为轴类产品的摆动和旋转提供了足够的空间，不会产生现有技术中轴类产品难以移动的情况。同时整个视觉识别机构组装在搬运机器人上，对初始位置要求就不会限制得太死，从而为产品的自由放置提供了方便。

更进一步地，所述第一相机采用工业相机Gige相机，所述第一镜头为双远心镜头，所述第一光源为LED光源；所述第二相机采用工业相机Gige相机，所述第二镜头采用理光F16，所述第二光源为LED光源。该设备通过优化并采用质量较高的产品品牌，精度大大提升。

进一步地，所述夹持机构与视觉识别机构之间设置有翻转机构，所述翻转机构包括固定在所述连接块上的平行开闭型气缸，所述平行开闭型气缸两端设置有夹臂，两夹臂底部相对设置有一翻转夹持块，需要对轴类零件进行翻转时，两翻转夹持块预先对其进行夹持，搬运机器人进行适应的180度旋转。该设备结构可以实现轴类零件两端都可以进行测试，更加精确保障了产品的质量。

进一步地，所述夹持机构包括固定在连接块上的夹爪气缸，所述夹爪气缸传动连接有用于夹持轴类零件的爪手，所述PLC控制器连接所述夹爪气缸。

进一步地，正对所述测试固定座的前后两侧分别设置有轴向测量支架和面光源，所述轴向测量支架上设置有第三相机以及与其相适应的第三镜头，所述工控机分别连接所述面光源和第三相机。该结构实现对轴类零件的轴向测量，满足了轴类产品各个参数的采集，实现有效的监控。

更进一步地，所述第三相机为方千相机，所述第三镜头为方千镜头，所述面光源为方千面光源。

进一步地，还包括触摸显示器、触摸屏和用于监控安全的激光扫描仪，所述工控机分别连接所述触摸显示器、触摸屏和激光扫描仪。激光扫描仪可以有效辅助监控周围的工作环境，保证了安全操作。

优选地，还包括与外部MES系统连接的通讯模块，所述通讯模块连接所述工控机。

优选地，在靠近所述搬运机器人的工作台一侧设置有料车，所述料车包括并排设置的来料待测料车、NG料车和合格料车。

本实用新型提供一种轴类零件高精度全自动测量设备，该设备通过搬运机器人的夹持机构抓料送至测试固定座内，检测机器人上的视觉检测机构进行采集图像检测分析，整个检测过程实现全自动，通过视觉检测精度非常高，可以保证出厂产品的质量。

附图说明

图1是本实用新型一种轴类零件高精度全自动测量设备的结构示意图；

图2是图1中A处的结构示意图；

图3是图1的局部结构示意图；

图4是图1中B处的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图，具体阐明本实用新型的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本实用新型专利保护范围的限制。

如图1至4所示，一种轴类零件高精度全自动测量设备，包括工作台1、PLC控制器和内置有视觉系统的工控机，所述PLC控制器连接所述工控机，所述工作台1上设置有检测机器人2、搬运机器人3以及处于检测机器人2与搬运机器人3之间活动范围内的检测区101；所述检测机器人2最末端设置有视觉检测机构4，所述搬运机器人3的最末端设置有一连接块5，所述连接块5一端设置有夹持机构6，另一端设置有视觉识别机构7；所述PLC控制器分别连接检测机器人2与搬运机器人3，所述工控机分别连接所述视觉检测机构4和视觉识别机构7；所述检测区内设置有一测试固定座8，视觉检测机构4对夹持机构6抓料至测试固定座8上的轴类零件进行径向检测(即对径向参数进行检测，直径、圆度、内角等)。具体地，搬运机器人和检测机器人都选择ABB品牌的产品，型号分别是：检测机器人为IRB1410，搬运机器人为IRB1600。工控机选择研华I7-2600，PLC控制器选择西门子1513-2PN。视觉系统采用美国VisionScape。

作为本实施例的进一步改进，所述视觉检测机构4包括检测固定板41，所述检测固定板41上端设置有第一相机42以及与其相适应的第一镜头43，所述检测固定板41下端设置有第一光源44，第一相机42、第一镜头43和第一光源44的中心轴线在同一直线上；所述视觉识别机构7包括识别固定块71，所述识别固定块71的上端设置有第二相机以及与其相适应的第二镜头(图中未显示)，其下端设置有第二光源(72)。具体地，所述第一镜头43为双远心镜头(品牌RICOH理光)，第一相机42为工业相机Gige：MicroScan visionscape 2448x2050 CCD Mono；第二镜头为理光F16，第二相机为工业相机Gige：MicroScan visionscape 1392x1040pixels CCD。第一光源44和第二光源72都为LED光源。

第二相机采集到轴类零件放置位置信息后，搬运机器人将零件搬运至测试固定座上，第二相机采集检测零件直径信息，内角信息。

轴类零件往往两端结构不同，上下具有不同的结构，所以需要对其另一端信息也进行采集检测。作为本实施例的进一步改进，所述夹持机构6与视觉识别机构7之间设置有翻转机构9，所述翻转机构9包括固定在所述连接块上的平行开闭型气缸91，所述平行开闭型气缸91两端设置有夹臂92，两夹臂底部相对设置有一翻转夹持块93，需要对轴类零件进行翻转时，两翻转夹持块预先对其进行夹持，搬运机器人进行适应的180度旋转。

作为本实施例的进一步改进，所述夹持机构6包括固定在连接块5上的夹爪气缸61，所述夹爪气缸61传动连接有用于夹持轴类零件的爪手62，所述PLC控制器连接所述夹爪气缸61。

作为本实施例的进一步改进，正对所述测试固定座8的前后两侧分别设置有轴向测量支架10和面光源13，所述轴向测量支架10上设置有第三相机11以及与其相适应的第三镜头12，所述工控机分别连接所述面光源13和第三相机11。具体地，第三相机为工业相机Gige：MicroScan visionscape 1624x1236 pixels CCD Mono，或为方千相机；第三镜头为F25(理光)，或为方千镜头，所述面光源为方千面光源，同样为LED光源。

作为本实施例的进一步改进，还包括触摸显示器21、触摸屏22和用于监控安全的激光扫描仪23，所述工控机分别连接所述触摸显示器21、触摸屏22和激光扫描仪23。具体地，触摸屏选择西门子TP1900，触摸显示器选择戴尔S2240T，激光扫描仪选择SICK(德国)S300。检测过程可以在显示器显示，触摸屏可以对机器人以及各类参数进行输入。本实施例中，激光扫描仪设置在工作台的第一机器人一侧，在工作台一侧还设置有控制柜，触摸显示器和触摸屏设置在控制柜的上表面。PLC控制器和工控机设置于控制柜的内部。

作为本实施例的进一步改进，还包括与外部MES系统连接的通讯模块，所述通讯模块连接所述工控机。在轴类零件产品的生产过程中，加工完成后，每一个产品信息录入至MES系统内，并对每个轴进行贴码，视觉检测机构识别轴上条码信息后，再与检测后的参数进行比较，判断是否合格，并进行分类下料。开始时，放置检测产品则需要贴条码一侧朝上。

作为本实施例的进一步改进，在靠近所述搬运机器人3的工作台1一侧设置有料车14，所述料车14包括并排设置的来料待测料车141、NG料车142和合格料车143。料车可拆卸设置在工作台一侧，以便更换不同的检测产品需要。每个料车的顶部都设置有料盘。产品检测后按照要求放置在不同的料盘内。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例，不能以此来限定本实用新型的权利保护范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。