轴类工件智能检测系统的制作方法

1.本实用新型属于机械技术领域，涉及一种轴类工件智能检测系统。


背景技术：

2.轴类零件被广泛应用于工程机械、液压气动、汽车制造等领域，为了保证相关设备具有良好的工作效率、安全、可靠，通常会对轴类零件进行机械加工、镀铬、抛光等工艺，保证轴类零件符合要求。然而，由于原材料、杂质和电镀等方面的影响，经过上述工艺处理的轴类零件表面会出现划伤、磕碰伤、真空等缺陷，影响产品质量。
3.阶梯轴是轴类零件中的一种，往往包含多个台阶，即由多段不同直径的部分组成，常用来支撑传动零件，传递扭矩或运动。在加工阶梯轴零件时，不仅要保证图样上标注的尺寸、表面粗糙度以及确定是否具有表面缺陷等，还应该注意零件的同轴度要求，以保证作为回转体的阶梯轴质量分布的均匀性，这关系着阶梯轴零件能否提供良好的回转精度，往往是众多检测要素中的重中之重。
4.目前对于阶梯轴表面缺陷和同轴度的检测方法，大多数是使用人工配合多种装置来逐一进行检测，即需要人工先用装置检测阶梯轴的表面缺陷情况，确认结果后，再将经过检测的阶梯轴送到检测同轴度的装置处，再由人工配合相应的装置对阶梯轴的同轴度进行检测，并最终给出检测结果。整个检测装置体积大，输送不便，且均需要人工参与输送和检测，自动化程度低，检测效率低，人工成本较高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种轴类工件智能检测系统，解决了现有阶梯轴检测自动化程度低的问题。
6.本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：
7.轴类工件智能检测系统，其特征在于，检测系统包括转盘、围绕所述转盘设置的能检测阶梯轴表面缺陷情况的轴类表面缺陷视觉检测装置和能检测阶梯轴的同轴度情况的阶梯轴同轴度检测装置、连接在转盘上侧偏心位置处的机械手以及旋转电机，所述旋转电机能驱动所述转盘周向转动。
8.本轴类工件智能检测系统在使用时，可将上料架、下料架和轴类表面缺陷视觉检测装置、阶梯轴同轴度检测装置根据先后顺序依次围绕转盘设置，通过旋转电机带动转盘周向转动来带动转盘上的机械手移动至相应的位置抓取工件并带动至下一工位，实现工件的自动输送和检测，提高自动化程度，提高检测效率。
9.在上述的轴类工件智能检测系统中，所述轴类表面缺陷视觉检测装置包括光源以及设置在工作台上的放置架，所述放置架顶部具有用于供轴类工件水平放置的放置口，检测装置还包括两个直线导轨、顶部用于连接光源的光源框架、相机框架以及连接在相机框架顶部的相机，两个直线导轨平行地固定在工作台上，所述光源框架和相机框架均可滑动地连接在两个直线导轨上，所述光源框架和相机框架分别位于所述放置架的两侧且光源和
相机分别固定在光源框架和相机框架朝向放置架的一侧，检测装置还包括能接收所述相机拍摄的图片并进行缺陷分析的图像处理单元以及能将图像处理单元的分析结果进行显示的显示器。
10.本轴类表面缺陷视觉检测装置在使用时，将轴类工件水平放置到放置架的放置口中，由光源框架顶部的光源对工件进行照明，由相机框架上的相机拍摄轴类工件表面的图片并发送给图像处理单元进行缺陷分析，判断工件表面是否存在缺陷，并通过显示器对结果进行显示。相较于人工识别来说，劳动强度降低，识别效率大大提高。这里，图像处理单元对图片进行缺陷的分析为现有技术。根据环境以及工件的不同，还可沿着直线导轨移动光源框架和相机框架，从而获得更合适的拍摄和照明效果，保证检测效果的有效性。而将光源框架和相机框架均连接在两个直线导轨上，使得调整时仅会改变两者之间的相对距离，不会改变相机和光源在垂直于直线导轨方向上的位置，调整更便捷。
11.在上述的轴类工件智能检测系统中，所述光源为同轴光源且呈长条状，光源的长度方向与工件的轴向相一致，所述相机朝向所述放置口上侧设置。同轴光源能提供比传统光源更均匀的照明，进而提供更好的拍摄效果。
12.在上述的轴类工件智能检测系统中，所述光源和相机分别通过一三轴可调支架连接在光源框架和相机框架上。
13.在上述的轴类工件智能检测系统中，所述光源框架和相机框架均呈u型且开口朝下设置，所述光源框架和相机框架的两个下端分别连接在两个上述直线导轨上，所述光源框架和相机框架顶部朝向放置架的一侧均具有水平开设的滑槽，所述光源和相机能分别沿着两个滑槽来回移动。
14.在上述的轴类工件智能检测系统中，所述放置支架包括四个驱动支架，四个驱动支架两两一组相邻设置，两组驱动支架的分布方向与直线导轨的延伸方向相垂直，四个所述驱动支架上均可转动地连接有驱动轮，相邻两个驱动轮之间形成上述可供工件放置的放置口，至少一个所述驱动轮通过同步轮和同步带与一转动电机传动连接。
15.在上述的轴类工件智能检测系统中，所述驱动支架上还连接有张紧轮，所述同步带绕过所述张紧轮设置。
16.在上述的轴类工件智能检测系统中，所述工作台上固定有两个平行设置的轴向导轨，两个所述轴向导轨的延伸方向与直线导轨的延伸方向相垂直，两个轴向导轨上可滑动地连接有两个滑台，两组驱动支架分别连接在两个滑台上侧。
17.在上述的轴类工件智能检测系统中，两个所述滑台上均开设有长条状的调节槽，每组所述驱动支架中的一个驱动支架通过穿过调节槽的紧固件连接在滑台上，所述滑台上还连接有能驱动驱动支架沿着调节槽靠近或者远离另一相邻驱动支架的调整电机。
18.在上述的轴类工件智能检测系统中，所述阶梯轴同轴度检测装置包括架体、能采集阶梯轴数据的测微计、驱动结构以及竖直固定在所述架体上的两个支撑气缸，两个所述支撑气缸的活塞杆均向上伸出且活塞杆外端均连接有轴垫，两个所述轴垫的顶部具有可供阶梯轴水平放置的限位口，所述驱动结构能驱动所述测微计沿阶梯轴的轴向以及竖直方向移动，检测装置还包括能接收所述测微计采集的数据并进行计算比对的计算单元以及能将计算单元的比对结果进行显示的显示单元。
19.本阶梯轴同轴度检测装置在使用时，将待检测的阶梯轴水平放置在两个轴垫的限
位口内，由驱动结构驱动测微计移动至阶梯轴处，通过驱动测微计沿竖直方向和沿阶梯轴的轴向移动的方式，使测微计能通过连续扫描来采集阶梯轴各个位置的横截面数据，这里，测微计为现有检测产品，可检测阶梯轴的外径、高度差等参数。采集到的阶梯轴数据发送至计算单元，由计算单元计算出阶梯轴每一段的轴心位置，并对不同段的轴心位置进行比对，进而判断不同轴段之间的同轴度误差，并发送至显示单元处进行显示。整个检测过程自动化程度高，劳动强度低，提高了检测效率。
20.在上述的轴类工件智能检测系统中，所述限位口为v型口。
21.在上述的轴类工件智能检测系统中，所述轴垫采用橡胶材料制成。橡胶材料用以防止阶梯轴表面被磨损刮花。
22.在上述的轴类工件智能检测系统中，所述驱动结构包括水平固定在所述架体上的水平滑轨、连接在水平滑轨上的水平滑台、能驱动水平滑台沿着水平滑轨来回移动的水平驱动件、竖直固定在水平滑台上的竖直驱动件以及连接在竖直驱动件的输出端的固定板，所述测微计连接在所述固定板上。
23.在上述的轴类工件智能检测系统中，所述轴垫可拆卸地连接在支撑气缸的活塞杆外端。针对不同的阶梯轴，可更换不同的轴垫以更好地保证阶梯轴的水平程度，提高检测精度。
24.在上述的轴类工件智能检测系统中，所述轴垫包括固连在活塞杆外端的基座以及设置于基座上侧的调节垫，所述基座顶部具有凸出呈长条状的凸条，所述调节垫的下侧具有凹入呈长条状的凹槽，所述凸条卡入所述凹槽内，所述限位口位于所述调节垫的顶部，所述调节垫上沿竖直方向贯穿开设有连接孔，所述调节垫通过穿过连接孔的紧固件与基座可拆卸连接，所述紧固件的上端位于所述连接孔内。
25.与现有技术相比，本轴类工件智能检测系统能实现阶梯轴表面缺陷的自动检测以及同轴度的自动检测，且配合机械手和转盘可实现自动上下料，自动化程度高，无需人工参与，提高了检测效率。
附图说明
26.图1是本轴类工件智能检测系统的工作流程框图。
27.图2是轴类表面缺陷视觉检测装置的结构示意图。
28.图3是放置架的结构示意图。
29.图4是三轴可调支架的结构示意图。
30.图5是阶梯轴同轴度检测装置的结构示意图。
31.图中，1、光源；2、放置架；3、直线导轨；4、光源框架；5、相机框架；6、相机；7、工作台；8、图像处理单元；9、显示器；10、三轴可调支架；11、驱动支架；12、驱动轮；13、转动电机；14、同步轮；15、同步带；16、张紧轮；17、轴向导轨；18、滑台；19、调节槽；20、调整电机；101、架体；102、测微计；103、支撑气缸；104、轴垫；105、计算单元；106、显示单元；107、水平滑轨；108、水平滑台；109、水平驱动件；110、竖直驱动件；111、固定板。
具体实施方式
32.以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步
的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
33.实施例一
34.如图1所示，本轴类工件智能检测系统包括转盘、围绕转盘设置的能检测阶梯轴表面缺陷情况的轴类表面缺陷视觉检测装置和能检测阶梯轴的同轴度情况的阶梯轴同轴度检测装置、连接在转盘上侧偏心位置处的机械手以及旋转电机，旋转电机能驱动转盘周向转动。为了提高转盘转动后定位的准确性，可在转盘外侧、轴类表面缺陷视觉检测装置和阶梯轴同轴度检测装置的对应位置设置红外传感器，其中，转盘外侧为接收器，另两者为发射器，当转盘转动至红外传感器位置正对时，红外接收器发送信号给控制器，控制器控制旋转电机定位，并控制机械手作相应的上料动作。
35.本轴类工件智能检测系统在使用时，可将上料架、下料架和轴类表面缺陷视觉检测装置、阶梯轴同轴度检测装置根据先后顺序依次围绕转盘设置，通过旋转电机带动转盘周向转动来带动转盘上的机械手移动至相应的位置抓取工件并带动至下一工位，实现工件的自动输送和检测。
36.如图2和图3所示，轴类表面缺陷视觉检测装置设置于工作台7上，包括固定在工作台7上的两个平行设置的直线导轨3、顶部连接有光源1的光源框架4、顶部连接有相机6的相机框架5以及设置在工作台7上的顶部具有用于供轴类工件水平放置的放置口的放置架2。
37.其中，光源框架4和相机框架5均呈u型且开口朝下设置，光源框架4和相机框架5的两个下端分别连接在两个直线导轨3上且光源框架4和相机框架5能沿着直线导轨3来回移动。光源框架4和相机框架5分别位于放置架2的两侧，光源框架4和相机框架5顶部朝向放置架2的一侧均具有水平开设的滑槽，光源1和相机6分别通过一三轴可调支架10可滑动地连接在两个滑槽处且能分别沿着两个滑槽来回移动。在本实施例中，光源1为同轴光源且呈长条状，光源1的长度方向与工件的轴向相一致，相机6的镜头朝向放置口上侧设置。
38.检测装置还包括能接收相机6拍摄的图片并进行缺陷分析的图像处理单元8以及能将图像处理单元8的分析结果进行显示的显示器9。在本实施例中，图像处理单元8与相机6之间的图片传输可为有线传输方式或者无线传输方式，图像处理单元8和显示器9具体可为电脑主机以及与电脑主机相连接的显示屏。
39.工作台7上还固定有两个平行设置的轴向导轨17，两个轴向导轨17的延伸方向与直线导轨3的延伸方向相垂直，两个轴向导轨17上可滑动地连接有两个滑台18，即每个滑台18均连接在两个轴向导轨17上。
40.放置支架包括四个驱动支架11，四个驱动支架11两两一组相邻设置，两组驱动支架11分别连接在两个滑台18上侧且两组驱动支架11的分布方向与直线导轨3的延伸方向相垂直。四个驱动支架11上均可转动地连接有驱动轮12，相邻两个驱动轮12之间形成上述可供工件放置的放置口，其中一个驱动轮12通过同步轮14和同步带15与一转动电机13传动连接。在本实施例中，驱动支架11上还可转动地连接有张紧轮16，同步带15绕过该张紧轮16设置。
41.两个滑台18上均开设有长条状的调节槽19，两个调节槽19的长度方向与直线导轨3的长度方向相一致，每组驱动支架11中的一个驱动支架11通过两个穿过调节槽19的紧固件连接在滑台18上，滑台18上还连接有能驱动驱动支架11沿着调节槽19靠近或者远离另一相邻驱动支架11的调整电机20。
42.本轴类表面缺陷视觉检测装置在使用时，将轴类工件水平放置到放置架2的放置口中，与四个驱动轮12相抵靠，由光源框架4顶部的光源1对工件上侧面进行照明，由相机框架5上的相机6拍摄轴类工件表面的图片并发送给图像处理单元8进行缺陷分析，判断工件表面是否存在缺陷，并通过显示器9对结果进行显示。于此同时，转动电机13驱动驱动轮12转动，进而带动工件转动，使得相机6能拍摄工件各个角度的图片。
43.根据环境以及工件的不同，还可沿着直线导轨3移动光源框架4和相机框架5，从而获得更合适的拍摄和照明效果。通过三轴可调支架10和滑槽调节相机6相对于相机框架5的位置以及光源1的位置。通过手动推动滑台18沿着轴向导轨17移动来适应不同长度工件测试需求，通过调整电机20调节每组驱动支架11中两个驱动之间的距离以适应不同直径的工件测试需求。
44.这里，三轴可调支架10为现有的配件，具体可参见图4，其由四个配件组成，相邻两个配件之间通过两个紧固件进行连接，两个紧固件中的一个用于固定两者，另一个配合配件上圆弧槽来实现两个配件之间的相对转动。
45.如图5所示，阶梯轴同轴度检测装置包括架体101、连接在架体101上的驱动结构、能采集阶梯轴数据的测微计102、竖直固定在架体101上的两个支撑气缸103、计算单元105以及显示单元106。在本实施例中，计算单元105为电脑主机、显示单元106为显示屏。
46.其中，两个支撑气缸103的活塞杆均向上伸出且活塞杆外端均连接有橡胶材料制成的轴垫104，两个轴垫104的顶部具有可供阶梯轴水平放置为v型口的限位口。为了扩大适用的阶梯轴的范围，面对不同直径差的阶梯轴，可将可拆卸的轴垫104拆下并更换不同的轴垫104来对不同的阶梯轴进行支撑。
47.驱动结构包括水平固定在架体101上的水平滑轨107、连接在水平滑轨107上的水平滑台108、能驱动水平滑台108沿着水平滑轨107来回移动的水平驱动件109、竖直固定在水平滑台108上的竖直驱动件110以及连接在竖直驱动件110的输出端的固定板111，测微计102固定在固定板111上。在本实施例中，水平驱动件109为电机，其通过丝杆与水平滑台108相配合，以驱动水平滑台108水平移动；竖直驱动件110为电缸。
48.本阶梯轴同轴度检测装置在使用时，将待检测的阶梯轴水平放置在两个轴垫104的限位口内，由v型口的两侧面对阶梯轴进行支撑，由驱动结构驱动测微计102靠近阶梯轴，通过驱动测微计102沿竖直方向和沿阶梯轴的轴向移动的方式，使测微计102能通过连续扫描来采集阶梯轴各个位置的横截面数据。采集到的阶梯轴数据发送至计算单元105，由计算单元105计算出阶梯轴上不同直径的每一轴段的轴心位置，并对不同轴段的轴心位置进行比对，判断不同轴段之间的同轴度误差，并发送至显示单元106处进行显示。这里，通过测微计102采集的阶梯轴的直径等参数计算每一轴段的轴心位置并进行比对的处理过程为现有软件所能完成，不涉及软件创新。
49.实施例二
50.本实施例的技术方案与实施例一大致相同，不同之处在于：轴垫104包括固连在活塞杆外端的基座以及设置于基座上侧的调节垫，基座顶部具有凸出呈长条状的凸条，调节垫的下侧具有凹入呈长条状的凹槽，凸条对应卡入凹槽内，限位口位于调节垫的顶部，调节垫上沿竖直方向贯穿开设有连接孔，调节垫通过穿过连接孔的紧固件与基座可拆卸连接，紧固件的上端位于连接孔内。在本实施例中，基座上侧固定有螺母，紧固件为螺栓且与基座
的螺母螺纹连接。
51.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。