本發(fā)明涉及機器人領(lǐng)域，特別涉及一種小型回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)式高精度內(nèi)螺紋檢測自動分選裝置及采用該裝置的方法。

背景技術(shù)：

目前，在現(xiàn)有技術(shù)中，對回轉(zhuǎn)體工件的各項參數(shù)如外徑、高度、垂直度、同心度等的檢測，大多數(shù)利用人工手動對各項參數(shù)逐一檢測，這樣的檢測效率是極低的，同時使企業(yè)的用人成本大大增加。同時在工件加工內(nèi)螺紋時產(chǎn)生毛刺，也有可能出現(xiàn)螺紋深度不夠、內(nèi)螺紋孔與端面不垂直，或者由于設(shè)備長時間加工絲錐磨損導(dǎo)致加工螺紋不合格等問題，導(dǎo)致設(shè)備性能受到影響，甚至設(shè)備長時間運行出現(xiàn)人身安全問題。

有鑒于此，需要對現(xiàn)有技術(shù)進行改進，以滿足目前對回轉(zhuǎn)體工件的各項參數(shù)檢測的使用要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種小型回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)式高精度內(nèi)螺紋檢測自動分選裝置及采用該裝置的方法，所述設(shè)備簡單易維護，成本降低，可實現(xiàn)多工件多工位并行檢測，滿足了小型回轉(zhuǎn)體工件的檢測要求。

為實現(xiàn)上述目的，發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種小型回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)式高精度內(nèi)螺紋檢測自動分選裝置，包括上料通道、第一視覺檢測工位、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)、第二視覺檢測機構(gòu)、螺紋止規(guī)檢測機構(gòu)、高精度旋轉(zhuǎn)分度盤、下料機構(gòu)和基座。

進一步的，基座為框架型結(jié)構(gòu)，上料通道、第一視覺檢測工位、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)、第二視覺檢測機構(gòu)、螺紋止規(guī)檢測機構(gòu)、高精度旋轉(zhuǎn)分度盤設(shè)置在基座的大理石臺面上，下料機構(gòu)設(shè)置在基座的大理石臺面下方的下料位置處。

本發(fā)明還提供一種小型回轉(zhuǎn)體工件的自動分選方法，采用小型回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)式高精度內(nèi)螺紋檢測自動分選裝置，所述方法包括如下步驟：

步驟一：待檢測工件通過上料通道的傳送帶上料，上料通道前端的激光對射管探測到工件到達抓取位置；

步驟二：高精度旋轉(zhuǎn)分度盤下降，高精度旋轉(zhuǎn)分度盤上1#取料爪抓取工件提升至分度盤上升位，在旋轉(zhuǎn)至高精度旋轉(zhuǎn)分度盤工作位置，高精度旋轉(zhuǎn)分度盤下降至工作下降位置；

步驟三：第一視覺檢測裝置進行拍照檢測工件外徑和同心度，同時分度盤上2#和3#取料爪閉合夾持在本工位檢測完工件；

步驟四：檢測完成后高精度旋轉(zhuǎn)分度盤提升至分度盤上升并旋轉(zhuǎn)至下料位置，之后高精度旋轉(zhuǎn)分度盤下降至工作下降位置；

步驟五：高精度旋轉(zhuǎn)分度盤上1#、2#、3#取料爪松開，將在第一視覺檢測工位檢測完的工件放置在螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)上進行螺紋、高度和垂直度檢測；

步驟六：將螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)檢測完的工件放置在螺紋止規(guī)檢測機構(gòu)上進行螺紋檢測；

步驟七：將在螺紋止規(guī)檢測機構(gòu)檢測完的工件放置下料傳送帶上，下料傳送帶傳送到相應(yīng)理料盒位置，通過推料氣缸推進理料盒內(nèi)，完成全部檢測操作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的檢測自動分選裝置正視圖。

圖2為本發(fā)明的檢測自動分選裝置斜視圖。

圖3(1)為本發(fā)明的螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)正視圖。

圖3(2)為本發(fā)明的螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)斜視圖。

圖4(1)為本發(fā)明的高精度旋轉(zhuǎn)分度盤正視圖。

圖4(2)為本發(fā)明的高精度旋轉(zhuǎn)分度盤斜視圖。

圖5為本發(fā)明的螺紋止規(guī)檢測機構(gòu)斜視圖。

(注意：附圖中的所示結(jié)構(gòu)只是為了說明發(fā)明特征的示意，并非是要依據(jù)附圖所示結(jié)構(gòu)。)

具體實施方式

如圖1-2所示，根據(jù)本發(fā)明所述的小型回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)式高精度內(nèi)螺紋檢測自動分選裝置，包括：上料通道1、第一視覺檢測工位2、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)3、螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)4、第二視覺檢測機構(gòu)5、螺紋止規(guī)檢測機構(gòu)6、高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7、下料機構(gòu)8和基座9。

基座9為框架型結(jié)構(gòu)，在基座9上設(shè)置上述料通道1、第一視覺檢測工位2、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)3、螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)4、第二視覺檢測機構(gòu)5、螺紋止規(guī)檢測機構(gòu)6、高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7、下料機構(gòu)8。

進一步的，上述上料通道1、第一視覺檢測工位2、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)3、螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)4、第二視覺檢測機構(gòu)5、螺紋止規(guī)檢測機構(gòu)6、高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7設(shè)置在基座9的大理石臺面上，下料機構(gòu)8設(shè)置在基座9的大理石臺面下方的下料位置處。

由于大理石具有結(jié)構(gòu)致密，抗壓強度好、線脹系數(shù)極小、剛性好、硬度高、耐磨性強、溫度變形小的特點，因此適用于本發(fā)明這樣的高精度檢測設(shè)備，防止其他材料臺面發(fā)生形變導(dǎo)致設(shè)備精度受到影響的可能。而且大理石臺面具有維護保養(yǎng)方便簡單、使用壽命長、不磁化、無滯澀感、不受潮濕影響、平面稱定好的優(yōu)點。

在基座9大理石臺面的中心位置設(shè)置高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7，上料通道1、第一視覺檢測裝置2、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)3、螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)4、第二視覺檢測裝置5、螺紋止規(guī)檢測機構(gòu)6、下料機構(gòu)8布置于高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7的周圍。

如圖4(1)、(2)所示，高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7包括至少1#、2#、3#三個取料爪和分度盤配重共四個分支，其中分度盤的配重，保證分度盤動作時的動平衡。

所有取料爪的旋轉(zhuǎn)和升降分別兩個高精度伺服電機驅(qū)動，其中升降電機7-1位于取料爪上部，升降電機7-1驅(qū)動滾珠絲杠7-5實現(xiàn)分度盤的升降；旋轉(zhuǎn)電機7-2位于取料爪下部，可以實現(xiàn)取料爪精準的旋轉(zhuǎn)和上升到相應(yīng)位置。

并且，在各個取料爪上配有氣動手指7-4，用于將工件夾持放置到各個工位檢測，通過高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7可實現(xiàn)多工件多工位并行檢測，同時高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7的旋轉(zhuǎn)電機7-2配有減速器7-3使分度盤7旋轉(zhuǎn)時保證了精度同時能夠增大旋轉(zhuǎn)力矩。

上料通道1和下料機構(gòu)8分別對稱的位于高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7兩側(cè)的上料位置和下料位置。其中，上料通道1包括步進電機和傳送帶，步進電機位于上料通道1的端部，用于驅(qū)動傳送帶，實現(xiàn)工件的自動上料。在上料通道1前端設(shè)置激光對射管，用于探測工件是否到達抓取位置。

下料機構(gòu)8包括下料傳帶8-1、下料推料氣缸8-2、下料理料通道8-3。

再如圖1所示，第一視覺檢測工位2、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)3、螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)4、第二視覺檢測機構(gòu)5、螺紋止規(guī)檢測機構(gòu)6分別位于高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7的取料爪對應(yīng)的各個工位位置處。

如圖3(1)、(2)所示，螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)4包括高精度伺服電機4-3、螺紋檢具4-4、位移傳感器4-1和三爪定位氣缸4-2。

其中，三爪定位氣缸4-2對工件進行定位和固定，高精度伺服電機4-3可調(diào)整電機轉(zhuǎn)速且可實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，電機帶動螺紋檢具實現(xiàn)螺紋檢測同時通過位移傳感器4-1來判斷工件螺紋深度，同時螺紋檢具4-4檢測時能夠?qū)⒐ぜ?nèi)部細小毛刺帶出，機構(gòu)內(nèi)部有吹氣裝置將遺留在檢具上的毛刺清除。

如圖5所示，螺紋止規(guī)檢測機構(gòu)6包括高精度伺服電機6-1、螺紋檢具6-3和三爪定位氣缸6-2，其工作方式與螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)4相同。

進一步的，第一視覺檢測裝置2和第二視覺檢測裝置5都采用高分辨率工業(yè)相機和高精度雙側(cè)遠心鏡頭，通過高分辨率相機對工件進行拍照檢測，相機通過高精度標定板標定后來檢測工件外徑、同心度、高度和垂直度。

操作時，視覺系統(tǒng)通過高精度標定以后，通過第一視覺檢測裝置2對工件外徑和內(nèi)孔檢測，基于最小二乘擬合算法，對其改進能夠精準的提取工件的亞像素輪廓得到工件外徑和同心度參數(shù)。通過第二視覺檢測裝置5對工件高度和垂直度檢測，也是基于改進最小二乘擬合算法分別在工件上邊緣和下邊緣擬合一條直線進行高度測量，通過擬合檢具中軸線與工件的下邊緣檢測螺紋孔與端面的垂直度。

并且，在視覺系統(tǒng)中可根據(jù)客戶需求自定義編寫分級腳本，對每個工件的各項檢測結(jié)果進行綜合評估得到相應(yīng)的工件分級序號，并與PLC通信將其工件輸送到相應(yīng)的理料盒內(nèi)。

翻轉(zhuǎn)機構(gòu)3用于檢測雙面螺紋工件檢測時的翻轉(zhuǎn)操作，通過翻轉(zhuǎn)機構(gòu)3實現(xiàn)雙面螺紋檢測。

以上為根據(jù)本發(fā)明所述的小型回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)式高精度內(nèi)螺紋檢測自動分選裝置的詳細結(jié)構(gòu)，通過上述結(jié)構(gòu)可以將工件的各項技術(shù)參數(shù)逐一檢測，并且能夠?qū)崿F(xiàn)多工件多工位并行檢測，大大提高了檢測效率，下文將對其具體操作過程進行進一步的描述。

根據(jù)以上描述，操作時包括以下各個步驟：

步驟一：待檢測工件通過上料通道1的傳送帶上料，上料通道1前端的激光對射管探測到工件到達抓取位置；

步驟二：高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7下降，高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7上1#取料爪抓取工件提升至分度盤上升位，在旋轉(zhuǎn)至高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7工作位置，高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7下降至工作下降位置；

步驟三：第一視覺檢測裝置2進行拍照檢測工件外徑和同心度，同時分度盤上2#和3#取料爪閉合夾持在本工位檢測完工件。

步驟四：檢測完成后高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7提升至分度盤上升并旋轉(zhuǎn)至下料位置，之后高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7下降至工作下降位置；

步驟五：高精度旋轉(zhuǎn)分度盤7上1#、2#、3#取料爪松開，將在第一視覺檢測工位2檢測完的工件放置在螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)4上進行螺紋、高度和垂直度檢測；

步驟六：將螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)4檢測完的工件放置在螺紋止規(guī)檢測機構(gòu)6上進行螺紋檢測；

步驟七：將在螺紋止規(guī)檢測機構(gòu)6檢測完的工件放置下料傳送帶8-1上，下料傳送帶8-1傳送到相應(yīng)理料盒位置，通過推料氣缸推進理料盒內(nèi)，完成全部檢測操作。

上述步驟中，工件放置在螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)4上時，通過三爪定位氣缸4-2將工件定位固定，伺服電機4-3帶動螺紋檢具4-4，實施內(nèi)螺紋通規(guī)檢測，將其內(nèi)螺紋毛刺等缺陷旋出。如果電機旋轉(zhuǎn)扭距達到設(shè)定值，但是沒有達到設(shè)定螺紋深度，則伺服電機4-3自動反向退出，定工件螺紋不合格；如果達到設(shè)定螺紋深度且扭矩小于設(shè)定值，定工件螺紋合格，啟動第二視覺檢測機構(gòu)5對工件進行高度和垂直度檢測，檢測完成后電機自動反向退出。如果是雙面螺紋工件，通過翻轉(zhuǎn)機構(gòu)3進行翻轉(zhuǎn)進行同樣工序操作。

進一步的，在螺紋止規(guī)檢測機構(gòu)6中，通過三爪定位氣缸6-2對工件進行定位固定，伺服電機6-1帶動螺紋檢具進行旋轉(zhuǎn)，在伺服電機6-1旋轉(zhuǎn)2圈以內(nèi)，且扭矩大于設(shè)定值，定工件螺紋合格。如果伺服電機6-1旋轉(zhuǎn)2圈且扭矩小于設(shè)定值則工件螺紋不合格，伺服電機6-1自動反向退出。對每個工件各項檢測結(jié)果進行綜合判定結(jié)果，通過下料機構(gòu)分選至相應(yīng)理料盒內(nèi)。

檢測光孔工件時，只需在人機界面設(shè)備定為光孔工件，執(zhí)行操作以后在原有的工序不變，螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)4和螺紋止規(guī)檢測機構(gòu)6中伺服電機停止工作，只在螺紋通規(guī)檢測機構(gòu)4中三爪定位氣缸4-2對工件進行定位固定啟動第二視覺檢測機構(gòu)5對工件進行高度和垂直度檢測即可。

通過以上描述可知，根據(jù)本發(fā)明所述的小型回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)式高精度內(nèi)螺紋檢測自動分選裝置，與傳統(tǒng)的小型回轉(zhuǎn)體工件旋轉(zhuǎn)式高精度內(nèi)螺紋檢測自動分選裝置相比，具有以下特點：

(1)采用高精度伺服驅(qū)動高精度分度盤高頻往復(fù)運動，實現(xiàn)多工件多工位并行檢測，大大的提高了檢測效率，同時也大大降低了用人成本且設(shè)備維護簡單，操作員易操作的特點；

(2)設(shè)備適應(yīng)強，可對標準螺紋(M類)、鋼絲螺套底螺紋(ST類)和光孔工件進行檢測；

(3)下料機構(gòu)可以按需求自定義分級，將其工件的檢測結(jié)果自動分選；

(4)與國外能夠?qū)崿F(xiàn)類似性能的設(shè)備相比，成本是國外設(shè)備1/4左右。

以上所述，僅為發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定發(fā)明的保護范圍，凡在發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。