專利名稱：精磨球齒直徑及高度自動(dòng)檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及i業(yè)產(chǎn)品基本尺寸檢測(cè)裝置，特別是硬質(zhì)合金精磨球齒的直徑
及高度的自動(dòng)檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)合金精磨球齒是礦山、鐵路和公路施工中廣泛使用的鑿巖工具的主要
配件，且產(chǎn)品型號(hào)已系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，如GFQ1015型號(hào)精磨球齒。近年來(lái)對(duì)各 類精磨球齒的需求量出現(xiàn)了較大幅度的增長(zhǎng)，也給球齒出廠時(shí)的質(zhì)量檢測(cè)造成 了巨大壓力。目前精磨球齒高度和直徑檢測(cè)皆為人工使用千分尺逐個(gè)檢測(cè)，屬 于簡(jiǎn)單重復(fù)性工作。由于對(duì)產(chǎn)品技術(shù)要求越來(lái)越高，如產(chǎn)品直徑精度要求為士 0.003mm，加之產(chǎn)品單重小(小于幾十克)，檢測(cè)數(shù)量大，人工檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)， 易造成視力疲勞及手、頸部肌肉緊張， 一方面降低檢測(cè)效率，另一方面易造成 漏檢、錯(cuò)判現(xiàn)象。長(zhǎng)期檢測(cè)還易引起操作人員出現(xiàn)眼疾、手指麻木、頸椎病等。 因此迫切需要開發(fā)一種精磨球齒直徑及高度的自動(dòng)檢測(cè)裝置，提高檢測(cè)效率， 以確保大批量生產(chǎn)時(shí)的產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保護(hù)他們的 身體健康。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的就是為了克服上述人工檢測(cè)硬質(zhì)合金精磨球齒直徑及高度的弊 端，提供一種精磨球齒直徑及高度自動(dòng)檢測(cè)裝置，該裝置采用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技 術(shù)，能在單臺(tái)一體式檢測(cè)設(shè)備上進(jìn)行精磨球齒的直徑檢測(cè)、高度檢測(cè)，并能對(duì) 分檢出的不合格產(chǎn)品按不合格項(xiàng)分類，同時(shí)對(duì)合格品和各類不合格品分別統(tǒng)計(jì) 計(jì)數(shù)，適合大批量、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格尺寸硬質(zhì)合金精磨球齒的檢測(cè)。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案-
本發(fā)明的精磨球齒直徑及高度自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括固定安裝于支撐平臺(tái)上 的鏈掛式給料器，上端貼近鏈掛式給料器的出料調(diào)整口、下端與水平檢測(cè)導(dǎo)軌銜接的下傾式進(jìn)料導(dǎo)軌，在靠近進(jìn)料導(dǎo)軌下端安裝有按控制計(jì)算機(jī)的指令相互 配合動(dòng)作、確保它們之間只有一粒待檢球齒的氣動(dòng)閥門A和氣動(dòng)閥門B，在檢 測(cè)導(dǎo)軌上與進(jìn)料導(dǎo)軌相銜接部位依次安裝有能使每一粒待檢球齒都以同一方向
進(jìn)入檢測(cè)導(dǎo)軌檢測(cè)區(qū)的可作180°旋轉(zhuǎn)的反向機(jī)構(gòu)和球齒止位機(jī)構(gòu)，及把待檢
球齒頂?shù)街刮粰C(jī)構(gòu)處的推頂氣缸，沿待檢球齒推進(jìn)方向依次安裝在檢測(cè)導(dǎo)軌正 上方安裝導(dǎo)板上的方向檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)，高度檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)，直徑檢測(cè)數(shù)碼
照相機(jī)A和直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)B，安裝在檢測(cè)導(dǎo)軌正下方的支撐平臺(tái)上、分 別為高度檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)以及直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)A和直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)B 提供合適的背景光的背光器A、背光器B和背光器C，按照控制計(jì)算機(jī)發(fā)出的指 令將待檢球齒沿檢測(cè)導(dǎo)軌間歇式向前推進(jìn)的撥叉機(jī)構(gòu)，貼近于檢測(cè)導(dǎo)軌軌端、 接受由撥叉機(jī)構(gòu)輸送來(lái)的已檢測(cè)完畢的球齒的分選機(jī)構(gòu)導(dǎo)板，支撐分選機(jī)構(gòu)導(dǎo) 板的分選機(jī)構(gòu)導(dǎo)軌，按照控制計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令驅(qū)動(dòng)分選機(jī)構(gòu)導(dǎo)板在分選機(jī)構(gòu) 導(dǎo)軌上做水平移動(dòng)的第二步進(jìn)電機(jī)，設(shè)有若干個(gè)相互獨(dú)立的分揀槽、接受由分 選機(jī)構(gòu)導(dǎo)板輸送來(lái)的己檢測(cè)完球齒的產(chǎn)品分揀盒，顯示檢測(cè)和控制信息的液晶 顯示器，接收和處理各臺(tái)檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)傳輸來(lái)的圖像信息數(shù)據(jù)、并發(fā)出相應(yīng) 控制動(dòng)作指令的控制計(jì)算機(jī)。所述鏈掛式給料器包括用于盛裝待檢球齒的料槽， 將料槽中球齒一粒一粒連續(xù)提升到鏈掛式給料器上端出料調(diào)整口的掛鏈提升機(jī) 構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在鏈掛式給料器的出料調(diào)整口與氣動(dòng)閥門A之間設(shè)置的用于 檢測(cè)進(jìn)料導(dǎo)軌上rf列的待檢球齒數(shù)量的檢測(cè)開關(guān)。所述安裝四臺(tái)數(shù)碼照相機(jī)的 安裝導(dǎo)板垂直安裝在固定于支撐平臺(tái)上的導(dǎo)軌上，并設(shè)有能使安裝導(dǎo)板沿導(dǎo)軌 在垂直方向作上下移動(dòng)以調(diào)整數(shù)碼照相機(jī)焦距的手動(dòng)調(diào)節(jié)器。所述撥叉機(jī)構(gòu)包 括設(shè)有能同時(shí)撥^j處于四個(gè)不同檢測(cè)工位上球齒的四個(gè)撥叉枝的撥叉件，推動(dòng) 撥叉件作水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)、并使四個(gè)撥叉枝叉住或脫離檢測(cè)工位上球齒的汽 缸，安裝汽缸的導(dǎo)板，支撐導(dǎo)板的導(dǎo)軌，推動(dòng)導(dǎo)板在與撥叉件運(yùn)動(dòng)方向垂直的 方向上沿導(dǎo)軌作水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)。
實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選方案是高度檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)為細(xì)分像素高分辨率黑白 型面陣式CCD數(shù)碼照相機(jī)，直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)A和直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)B皆 為細(xì)分像素超高分辨率黑白型線陣式CCD數(shù)碼照相機(jī)；高度檢測(cè)數(shù)碼照 機(jī)的背光器A，直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)A的背光器B和直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)B的背光 器C皆為L(zhǎng)ED高頻光源。本發(fā)明實(shí)施時(shí)，不論選用何種規(guī)格和精度的高度、直 徑數(shù)碼照相機(jī)及其對(duì)應(yīng)的背光器，控制計(jì)算機(jī)都優(yōu)先選用由安裝有亞象素級(jí)精 度的嵌入式機(jī)器視覺(jué)圖像處理器的計(jì)算機(jī)和根據(jù)計(jì)算機(jī)處理圖象信息后傳輸來(lái) 的數(shù)據(jù)發(fā)出控制指令的PLC組成。
本發(fā)明實(shí)施時(shí)，控制計(jì)算機(jī)還設(shè)有可自由切換的手動(dòng)模式和自動(dòng)模式控制 程序，以及參數(shù),看和報(bào)警程序。
本發(fā)明實(shí)施時(shí)，檢測(cè)開關(guān)優(yōu)先選用光電脈沖開關(guān)。
本發(fā)明實(shí)施時(shí)，還可以安裝一個(gè)電子千分尺，用于監(jiān)控手動(dòng)調(diào)節(jié)器調(diào)整數(shù) 碼照相機(jī)焦距時(shí)的上下移動(dòng)距離。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能在一臺(tái)檢測(cè)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)精磨球齒的直徑檢測(cè)、高度檢測(cè)， 具有實(shí)時(shí)對(duì)合格品、各類不合格品進(jìn)行分選并分別計(jì)數(shù)等功能，并且檢測(cè)的數(shù) 據(jù)在電腦屏上實(shí)時(shí)直接顯示。能在檢測(cè)范圍內(nèi)自由設(shè)定不同規(guī)格產(chǎn)品的直徑、 高度標(biāo)準(zhǔn)值及允許偏差值，并按設(shè)定的直徑、高度標(biāo)準(zhǔn)值及允許偏差值進(jìn)行自 動(dòng)檢測(cè)和分選，能自動(dòng)分選出合格品及高度、直徑超上限、超下限的各種不合 格品，并分類分開。采用PC-PLC相結(jié)合的方式構(gòu)成控制系統(tǒng)，充分發(fā)揮了 PC (計(jì)算機(jī))和PLC (可編程控制器)各自的優(yōu)勢(shì)，升級(jí)方便，性價(jià)比高，符合 現(xiàn)代控制系統(tǒng)發(fā)展方向。本發(fā)明裝置的高度檢測(cè)精度為士0.01mm,直徑檢測(cè)精 度為士0.003mm，檢測(cè)速度大于等于30粒/分鐘，適合大批量、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格尺寸硬 質(zhì)合金精磨球齒質(zhì)量的自動(dòng)檢測(cè)。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)主視示意圖2是本發(fā)明的鏈掛式給料器(含其附近的其它零部件的局部)俯視示意
圖3是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)右側(cè)視示意圖； 圖4是本發(fā)明的撥叉機(jī)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的實(shí)施例是用于檢測(cè)直徑為8. 0 12. 0腿，高度為10. 0 18. 0腿的 硬質(zhì)合金精磨球齒直徑及高度的裝置。
本發(fā)明的精磨球齒直徑及高度自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括鏈掛式給料器1，掛鏈 機(jī)構(gòu)2及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)29，進(jìn)料導(dǎo)軌3，氣動(dòng)閥門A(4)，氣動(dòng)閥門B (5)，方向 檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)6，高度檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)7，直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)A (8)，直徑 檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)Bi(9)，背光器A (10)，背光器B (11)，背光器C (12)，撥叉 機(jī)構(gòu)13，止位機(jī)構(gòu)14，反向機(jī)構(gòu)15，推頂氣缸28，分選機(jī)構(gòu)導(dǎo)軌16，分選機(jī) 構(gòu)導(dǎo)板17，第二步進(jìn)電機(jī)30，產(chǎn)品分揀盒18，液晶顯示器19，控制計(jì)算機(jī)20， 支撐平臺(tái)25。
鏈掛式給料器1安裝于支撐平臺(tái)25上，鏈掛式給料器1的主體為用于盛裝 待檢球齒的料槽，掛鏈機(jī)構(gòu)2垂直安裝于料槽內(nèi)，它的下端靠近料槽槽底，"埋 在"待檢球齒中，當(dāng)它在驅(qū)動(dòng)電機(jī)29帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，間隔一定距離均勻地設(shè)置 于掛鏈上的"小斗"連續(xù)不斷地從料槽中將待檢球齒21 —粒一粒地向上提升到 掛鏈的頂端，當(dāng)掛鏈轉(zhuǎn)過(guò)頂端后，"小斗"中的待檢球齒滾落入設(shè)置在鏈掛式給 料器1料槽頂端側(cè)壁上的出料調(diào)整口中，該出料調(diào)整口使掛鏈機(jī)構(gòu)2提升上來(lái) 的球齒只能按球齒的軸向與進(jìn)料導(dǎo)軌3的軸向相同的方向進(jìn)入進(jìn)料導(dǎo)軌3。進(jìn) 料導(dǎo)軌3位于鏈掛式給料器1料槽頂端的側(cè)壁外，進(jìn)料導(dǎo)軌3的上端貼近鏈掛 式給料器1出料調(diào)整口的出口處，并有一定的向下傾斜度，它的兩根平行導(dǎo)軌 間的距離小于最小的待檢球齒直徑，這樣，就能使進(jìn)入進(jìn)料導(dǎo)軌3的待檢球齒 在自重力的作用下，沿進(jìn)料導(dǎo)軌3順暢地向下滑行。進(jìn)料導(dǎo)軌3下端與水平安 裝在支撐平臺(tái)25上的檢測(cè)導(dǎo)軌136銜接，在進(jìn)料導(dǎo)軌3上靠近其下端部的導(dǎo)軌 上方依次安裝有氣動(dòng)閥門A (4)和氣動(dòng)閥門B (5)，它們?cè)诳刂朴?jì)算機(jī)20的控 制下相互配合動(dòng)作，確保在氣動(dòng)閥門A (4)和氣動(dòng)閥門B (5)之間的進(jìn)料導(dǎo)軌 上始終只有一粒待檢球齒21。即氣動(dòng)閥門B之前有一粒待檢球齒并關(guān)閉時(shí)，氣 動(dòng)閥門A也是關(guān)閉的；當(dāng)氣動(dòng)閥門B開啟，使該球齒向下滑向檢測(cè)導(dǎo)軌136后 再次關(guān)閉時(shí)，氣動(dòng)閥門A開啟，讓排列在它前面的進(jìn)料導(dǎo)軌3上的一粒待檢球 齒滑向氣動(dòng)閥門B后并立即關(guān)閉。在鏈掛式給料器1出料調(diào)整口與氣動(dòng)閥門A (4)之間的進(jìn)料導(dǎo)軌3上方安裝一個(gè)檢測(cè)開關(guān)26，用于檢測(cè)排列在氣動(dòng)閥門A之前的該段進(jìn)料導(dǎo)軌3上待檢球齒21的數(shù)量，當(dāng)它們達(dá)到一定數(shù)量(允許排列 的球齒數(shù)量取決于產(chǎn)品的大小)時(shí)，控制系統(tǒng)即切斷驅(qū)動(dòng)電機(jī)29的供電，停止 掛鏈機(jī)構(gòu)2的運(yùn)轉(zhuǎn)，以防止待檢球齒在進(jìn)料導(dǎo)軌3上堆積。本實(shí)施例的檢測(cè)開 關(guān)26采用光電脈沖開關(guān)，光電脈沖開關(guān)將檢測(cè)到的從進(jìn)料導(dǎo)軌3上滑過(guò)的待檢 球齒粒數(shù)輸入控制計(jì)算機(jī)20，當(dāng)訂留在氣動(dòng)閥門A (4)之前的進(jìn)料導(dǎo)軌3上待 檢球齒粒數(shù)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的數(shù)量(本實(shí)施例為6至8粒)時(shí)，控制計(jì)算機(jī)20發(fā) 出指令停止掛鏈機(jī)構(gòu)2的運(yùn)轉(zhuǎn)。
水平檢測(cè)導(dǎo)軌136的兩根平行導(dǎo)軌間的距離也小于最小的待檢球齒直徑， 在水平檢測(cè)導(dǎo)軌136與下傾式進(jìn)料導(dǎo)軌3相銜接的一端，沿待檢球齒的推進(jìn)方 向依次裝有反向別構(gòu)15和球齒止位機(jī)構(gòu)14，以及推頂氣缸28。止位機(jī)構(gòu)14的 止位桿位于檢測(cè)導(dǎo)軌136的兩條導(dǎo)軌之間，由氣缸驅(qū)動(dòng)沿垂直方向上下運(yùn)動(dòng)， 當(dāng)打開氣動(dòng)閥門B (5)，待檢球齒21沿進(jìn)料導(dǎo)軌3向下滑向檢測(cè)導(dǎo)軌136上， 推頂氣缸28的推動(dòng)桿把待檢球齒推到緊貼止位機(jī)構(gòu)14的止位桿，停在位于反 向機(jī)構(gòu)15上的檢測(cè)導(dǎo)軌136上，且準(zhǔn)確地處于檢測(cè)導(dǎo)軌136上的第一檢測(cè)工位， 即方向檢測(cè)數(shù)碼照，目機(jī)6對(duì)應(yīng)的方向判別工位。方向檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)6檢測(cè)判 別該待檢球齒方向是否與設(shè)定方向(可設(shè)定為球齒的球冠在前，齒底在后；或 相反)一致，如果一致，控制計(jì)算機(jī)20發(fā)出指令，止位機(jī)構(gòu)14的止位桿下移， 由撥叉機(jī)構(gòu)13將該球齒撥到第二檢測(cè)工位，即高度檢測(cè)工位；如果不一致，則 由控制計(jì)算機(jī)20 i出指令，使反向機(jī)構(gòu)15的驅(qū)動(dòng)氣缸動(dòng)作，反向機(jī)構(gòu)15在水 平方向上旋轉(zhuǎn)180。，使位于反向機(jī)構(gòu)15上的該球齒的方向變得與設(shè)定方向一 致，接著，止位機(jī)構(gòu)14的止位桿下移，由撥叉機(jī)構(gòu)13將該球齒撥到第二檢測(cè) 工位，即高度檢測(cè)工位。這樣，推動(dòng)汽缸28、反向機(jī)構(gòu)15、球齒止位機(jī)構(gòu)14 和方向檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)6相互配合，使待檢球齒準(zhǔn)確一致地按設(shè)定方向進(jìn)入檢 測(cè)導(dǎo)軌136的高,和直徑檢測(cè)區(qū)。
方向檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)6，高度檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)7，直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)A(8) 和直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)B (9)四臺(tái)數(shù)碼照相機(jī)沿待檢球齒的推進(jìn)方向依次安裝 在安裝導(dǎo)板24上，安裝導(dǎo)板24設(shè)置在檢測(cè)導(dǎo)軌136的正上方，使每臺(tái)數(shù)碼照 相機(jī)鏡頭正對(duì)檢測(cè)導(dǎo)軌136上的四個(gè)檢測(cè)工位，即方向判別工位，高度檢測(cè)工位，球齒頭部直徑檢測(cè)工位，球齒尾部直徑檢測(cè)工位。安裝導(dǎo)板24垂直安裝于
固定在支撐平臺(tái)25上的導(dǎo)軌23上，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)器22的調(diào)節(jié)，能使安裝導(dǎo)板 24沿導(dǎo)軌23在垂直方向作上下移動(dòng)，以調(diào)整數(shù)碼照相機(jī)的焦距。為直觀地了 解調(diào)焦的狀況，還可以設(shè)置一個(gè)電子千分尺27,監(jiān)控手動(dòng)調(diào)節(jié)器22調(diào)整數(shù)碼 照相機(jī)焦距時(shí)的上下移動(dòng)距離。方向檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)6檢測(cè)判別位于方向判別 工位上的待檢球齒方向是否與設(shè)定檢測(cè)方向一致，確保后續(xù)的髙度和直徑檢測(cè) 順利進(jìn)行；高度檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)7測(cè)量位于高度檢測(cè)工位上的待檢球齒的高度， 它優(yōu)先選用細(xì)分像素高分辨率黑白型面陣式CCD數(shù)碼照相機(jī)；直徑檢測(cè)數(shù)碼照 相機(jī)A (8)測(cè)量位于球齒頭部直徑檢測(cè)工位上的待檢球齒的頭部直徑，直徑檢 測(cè)數(shù)碼照相機(jī)B (9)測(cè)量位于球齒尾部直徑檢測(cè)工位上的待檢球齒的尾部直徑， 它們都優(yōu)先選用細(xì)分像素超高分辨率黑白型線陣式CCD數(shù)碼照相機(jī)。采用兩臺(tái) 數(shù)碼照相機(jī)分別測(cè)量球齒頭部和尾部的直徑， 一方面可以提高檢測(cè)的準(zhǔn)確度， 另一方面可以檢測(cè)出存在"大小頭"的不合格球齒。為了提高球齒高度和直徑 的檢測(cè)精度和可靠性，在檢測(cè)導(dǎo)軌136正下方的支撐平臺(tái)25上一一對(duì)應(yīng)地安裝 有分別為高度檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)7，直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)A (8)和直徑檢測(cè)數(shù)碼 照相機(jī)B (9)提供合適的背景光的背光器A (10)、背光器B (11)和背光器C (12)，三個(gè)背光器都優(yōu)先選用LED高頻光源。同時(shí)，為提高背光器所發(fā)射背景 光的效果，在檢M導(dǎo)軌136兩條導(dǎo)軌正對(duì)背光器的軌面上都開有透光孔(見(jiàn)圖 4)。
待檢球齒在檢測(cè)導(dǎo)軌136上的移動(dòng)由撥叉機(jī)構(gòu)13按照控制計(jì)算機(jī)20發(fā)出 的指令以一定的節(jié)奏完成。撥叉機(jī)構(gòu)13包括撥叉件131，汽缸132，步進(jìn)電機(jī) 133，導(dǎo)板134和導(dǎo)軌135。撥叉件131位于略高于檢測(cè)導(dǎo)軌136上軌面的一個(gè) 水平面內(nèi)，撥叉件131有四個(gè)撥叉枝，分別對(duì)應(yīng)于待檢球齒在檢測(cè)導(dǎo)軌136上 的四個(gè)檢測(cè)工位，即方向判別工位，高度檢測(cè)工位，球齒頭部直徑檢測(cè)工位， 球齒尾部直徑檢測(cè)工位。撥叉件131固接在汽缸132的活塞桿上，汽缸132帶 動(dòng)撥叉件131在位于檢測(cè)導(dǎo)軌136上方的水平方向上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)(即在與檢測(cè) 導(dǎo)軌136垂直的^向上前后移動(dòng))，使撥叉件131的四個(gè)撥叉枝的撥叉能同時(shí)叉 住或脫離檢測(cè)導(dǎo)軌136四個(gè)檢測(cè)工位上的球齒。汽缸132安裝在導(dǎo)板134上，導(dǎo)板134由導(dǎo)軌135支撐，并由步進(jìn)電機(jī)133驅(qū)動(dòng)，在與撥叉件131運(yùn)動(dòng)方向 垂直的方向上沿導(dǎo)軌135作水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)(即在與檢測(cè)導(dǎo)軌136平行的方向上 左右移動(dòng))。在檢測(cè)過(guò)程中，按控制計(jì)算機(jī)20發(fā)出的指令，氣缸132推動(dòng)撥叉 件131前移，撥叉件131的四個(gè)撥叉枝同時(shí)叉住四個(gè)檢測(cè)工位上的球齒，此時(shí)， 步進(jìn)電機(jī)133帶動(dòng)撥叉件131右移一個(gè)工位(即前移一個(gè)檢測(cè)工位)，然后氣缸 132拉動(dòng)撥叉件131后退復(fù)位，步進(jìn)電機(jī)133再帶動(dòng)撥叉件131左移一個(gè)工位 復(fù)位。撥叉件131的每一個(gè)這樣的運(yùn)動(dòng)循環(huán)，都使檢測(cè)導(dǎo)軌136上的待檢球齒 向前移動(dòng)一個(gè)工位，進(jìn)入下一道檢測(cè)工序，并把位于最后檢測(cè)工位，即球齒尾 部直徑檢測(cè)工位上已檢測(cè)完的球齒推離檢測(cè)導(dǎo)軌136，使球齒落到貼近檢測(cè)導(dǎo) 軌136軌端的分選機(jī)構(gòu)導(dǎo)板17上。同時(shí)，控制計(jì)算機(jī)20已將待檢球齒的實(shí)際 測(cè)量數(shù)據(jù)與設(shè)定的產(chǎn)品公差標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較、判斷，結(jié)合編制的控制程序向第二 步進(jìn)電機(jī)30發(fā)出不同的控制指令，第二步進(jìn)電機(jī)30驅(qū)動(dòng)分選機(jī)構(gòu)導(dǎo)板17沿著 支撐它的分選機(jī)構(gòu)導(dǎo)軌16水平移動(dòng)，把已檢測(cè)完的球齒導(dǎo)入產(chǎn)品分揀盒18不 同的分揀槽中。產(chǎn)品分揀盒18設(shè)有若干個(gè)相互獨(dú)立的分揀槽，分別為合格產(chǎn)品 槽和不同性質(zhì)的不合格品槽，比如高度超高或不足，直徑過(guò)大或過(guò)小，直徑 存在"大小頭"等不合格品槽，分揀槽的數(shù)量根據(jù)檢測(cè)實(shí)際需要配置。
本發(fā)明所指控制計(jì)算機(jī)20由安裝有機(jī)器視覺(jué)圖像處理器的計(jì)算機(jī)和根據(jù) 計(jì)算機(jī)處理圖象信息后傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)發(fā)出控制指令的PLC組成。各臺(tái)數(shù)碼照相 機(jī)都通過(guò)串行總線與控制計(jì)算機(jī)20中的計(jì)算機(jī)連接，數(shù)碼照相機(jī)對(duì)待檢球齒拍 攝圖像并轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)后傳輸?shù)接?jì)算機(jī)(具體地說(shuō)是方向檢測(cè)數(shù)碼照相 機(jī)6檢測(cè)判別出,檢球齒的方向；高度數(shù)碼照相機(jī)7檢測(cè)出待檢球齒底邊的邊 緣坐標(biāo)和頂部輪廓的邊緣坐標(biāo)；直徑數(shù)碼照相機(jī)A檢測(cè)出待檢球齒頭部輪廓的 邊緣坐標(biāo)；直徑數(shù)碼照相機(jī)B檢測(cè)出待檢球齒尾部輪廓的邊緣坐標(biāo))，計(jì)算機(jī)利 用圖像處理軟件査找灰度邊緣的功能，快速地檢測(cè)到球齒的邊緣圖像，該圖像 同時(shí)在液晶顯示器19上實(shí)時(shí)顯示。經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)機(jī)器視覺(jué)圖像處理軟件的函數(shù)化 處理，得到球齒的方向、高度和直徑數(shù)據(jù)信息，并輸入PLC (可編程控制器)， PLC按照編寫的ri序產(chǎn)生控制信號(hào)，并將控制信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動(dòng)信號(hào)，分別驅(qū)動(dòng) 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)動(dòng)作，確保球齒檢測(cè)和分選的整個(gè)過(guò)程順利完成。機(jī)器視覺(jué)圖像處理軟件優(yōu)先選用具有亞象素級(jí)精度的嵌入式圖像處理軟件，可提高檢測(cè)精 度?？刂朴?jì)算機(jī)20的程序功能可設(shè)計(jì)為具有可自由切換的手動(dòng)模式和自動(dòng)模式 控制程序，以及參數(shù)査看和報(bào)警程序。通過(guò)手動(dòng)界面可以顯示系統(tǒng)運(yùn)行的情況 和設(shè)定各項(xiàng)控制參數(shù)。通過(guò)自動(dòng)界面可以監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行的情況和修改自動(dòng)控制 律的控制參數(shù)。通過(guò)參數(shù)界面可以查看系統(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)參數(shù)值。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行不 正常時(shí)，報(bào)警界面給出報(bào)警信息，同時(shí)還可以在線消除一些故障?？刂朴?jì)算機(jī)
20的軟件在管理功能方面具有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和權(quán)限分級(jí)管理功能，系統(tǒng)設(shè)置了可以
將檢測(cè)產(chǎn)品的數(shù)量，合格品及不合格品(分別為高度超高或不足，直徑過(guò)大或 過(guò)小，直徑存在大小頭等)的數(shù)量等數(shù)據(jù)保存到計(jì)算機(jī)的指定文件中。 在整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中，所有的實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制信息都可以在設(shè)置的液晶顯示
器19中顯示，便于操作，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的問(wèn)題并予以調(diào)整。
本發(fā)明裝置中控制計(jì)算機(jī)20指令的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(比如撥叉機(jī)構(gòu)13，球齒 止位機(jī)構(gòu)14，反向機(jī)構(gòu)15，推頂氣缸28，汽缸132等)的驅(qū)動(dòng)氣缸及其配套 的壓力氣源、控制閥等都采用常規(guī)產(chǎn)品，只需按照設(shè)計(jì)的工藝技術(shù)要求選用即 可。
權(quán)利要求
1、一種精磨球齒直徑及高度自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括固定安裝于支撐平臺(tái)(25)上的鏈掛式給料器(1)，上端貼近鏈掛式給料器(1)的出料調(diào)整口、下端與水平檢測(cè)導(dǎo)軌(136)銜接的下傾式進(jìn)料導(dǎo)軌(3)，在靠近進(jìn)料導(dǎo)軌(3)下端安裝有按控制計(jì)算機(jī)(20)的指令相互配合動(dòng)作、確保它們之間只有一粒待檢球齒的氣動(dòng)閥門A(4)和氣動(dòng)閥門B(5)，在檢測(cè)導(dǎo)軌(136)上與進(jìn)料導(dǎo)軌(3)相銜接部位依次安裝有能使每一粒待檢球齒都以同一方向進(jìn)入檢測(cè)導(dǎo)軌(136)檢測(cè)區(qū)的可作180°旋轉(zhuǎn)的反向機(jī)構(gòu)(15)和球齒止位機(jī)構(gòu)(14)，及把待檢球齒頂?shù)街刮粰C(jī)構(gòu)(14)處的推頂氣缸(28)，沿待檢球齒推進(jìn)方向依次安裝在檢測(cè)導(dǎo)軌(136)正上方安裝導(dǎo)板(24)上的方向檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)(6)，高度檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)(7)，直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)A(8)和直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)B(9)，安裝在檢測(cè)導(dǎo)軌(136)正下方的支撐平臺(tái)(25)上、分別為高度檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)(7)以及直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)A(8)和直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)B(9)提供合適的背景光的背光器A(10)、背光器B(11)和背光器C(12)，按照控制計(jì)算機(jī)(20)發(fā)出的指令將待檢球齒沿檢測(cè)導(dǎo)軌(136)間歇式向前推進(jìn)的撥叉機(jī)構(gòu)(13)，貼近于檢測(cè)導(dǎo)軌(136)軌端、接受由撥叉機(jī)構(gòu)(13)輸送來(lái)的已檢測(cè)完畢的球齒的分選機(jī)構(gòu)導(dǎo)板(17)，支撐分選機(jī)構(gòu)導(dǎo)板(17)的分選機(jī)構(gòu)導(dǎo)軌(16)，按照控制計(jì)算機(jī)(20)發(fā)出的指令驅(qū)動(dòng)分選機(jī)構(gòu)導(dǎo)板(17)在分選機(jī)構(gòu)導(dǎo)軌(16)上做水平移動(dòng)的第二步進(jìn)電機(jī)(30)，設(shè)有若干個(gè)相互獨(dú)立的分揀槽、接受由分選機(jī)構(gòu)導(dǎo)板(17)輸送來(lái)的已檢測(cè)完球齒的產(chǎn)品分揀盒(18)，顯示檢測(cè)和控制信息的液晶顯示器(19)，接收和處理各臺(tái)檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)傳輸來(lái)的圖像信息數(shù)據(jù)、并發(fā)出相應(yīng)控制動(dòng)作指令的控制計(jì)算機(jī)(20)；所述鏈掛式給料器(1)包括用于盛裝待檢球齒的料槽，將料槽中球齒一粒一粒連續(xù)提升到鏈掛式給料器(1)上端出料調(diào)整口的掛鏈提升機(jī)構(gòu)(2)及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)(29)，在鏈掛式給料器(1)的出料調(diào)整口與氣動(dòng)閥門A(4)之間設(shè)置的用于檢測(cè)進(jìn)料導(dǎo)軌(3)上排列的待檢球齒數(shù)量的檢測(cè)開關(guān)(26)；所述安裝四臺(tái)數(shù)碼照相機(jī)的安裝導(dǎo)板(24)垂直安裝在固定于支撐平臺(tái)(25)上的導(dǎo)軌(23)上，并設(shè)有能使安裝導(dǎo)板(24)沿導(dǎo)軌(23)在垂直方向作上下移動(dòng)以調(diào)整數(shù)碼照相機(jī)焦距的手動(dòng)調(diào)節(jié)器(22)；所述撥叉機(jī)構(gòu)(13)包括設(shè)有能同時(shí)撥動(dòng)處于四個(gè)不同檢測(cè)工位上球齒的四個(gè)撥叉枝的撥叉件(131)，推動(dòng)撥叉件(131)作水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)、并使四個(gè)撥叉枝叉住或脫離檢測(cè)工位上球齒的汽缸(132)，安裝汽缸(132)的導(dǎo)板(134)，支撐導(dǎo)板(134)的導(dǎo)軌(135)，推動(dòng)導(dǎo)板(134)在與撥叉件(131)運(yùn)動(dòng)方向垂直的方向上沿導(dǎo)軌(135)作水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)(133)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的精磨球齒直徑及高度自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于 所述高度檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)(7)為細(xì)分像素高分辨率黑白型面陣式CCD數(shù)碼照相 機(jī)，直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)A (8)和直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)B (9)皆為細(xì)分像素超 高分辨率黑白型線陣式CCD數(shù)碼照相機(jī)；高度檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)(7)的背光器A(10)，直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)A (8)的背光器B (11)和直徑檢測(cè)數(shù)碼照相機(jī)B (9)的背光器C (12)皆為L(zhǎng)ED高頻光源。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的精磨球齒直徑及高度自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征 在于所述控制計(jì)算機(jī)(20)由安裝有亞象素級(jí)精度的嵌入式機(jī)器視覺(jué)圖像處理 器的計(jì)算機(jī)和根據(jù)計(jì)算機(jī)處理圖象信息后傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)發(fā)出控制指令的PLC組 成。
4、 根據(jù)權(quán)利i求3所述的精磨球齒直徑及高度自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于 所述控制計(jì)算機(jī)(20)還設(shè)有可自由切換的手動(dòng)模式和自動(dòng)模式控制程序，以 及參數(shù)查看和報(bào)警程序。
5、 根據(jù)權(quán)利婆求1或2所述的精磨球齒直徑及高度自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征 在于所述檢測(cè)開關(guān)(26)為光電脈沖開關(guān)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的精磨球齒直徑及高度自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征 在于還設(shè)有監(jiān)控所述手動(dòng)調(diào)節(jié)器(22)調(diào)整數(shù)碼照相機(jī)焦距時(shí)上下移動(dòng)距離的 電子千分尺(27)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種精磨球齒直徑及高度自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括鏈掛式給料器，上端貼近鏈掛式給料器出料調(diào)整口、下端與檢測(cè)導(dǎo)軌銜接的進(jìn)料導(dǎo)軌，進(jìn)料導(dǎo)軌下部安裝的氣動(dòng)閥門A和B，檢測(cè)導(dǎo)軌前端安裝的反向機(jī)構(gòu)、止位機(jī)構(gòu)及推頂氣缸，依次安裝在檢測(cè)導(dǎo)軌正上方的方向檢測(cè)照相機(jī)，高度檢測(cè)照相機(jī)，直徑檢測(cè)照相機(jī)A和B，分別為高度檢測(cè)照相機(jī)、直徑檢測(cè)照相機(jī)A和B提供背景光的背光器A、B和C，將待檢球齒沿檢測(cè)導(dǎo)軌向前推進(jìn)的撥叉機(jī)構(gòu)，貼近檢測(cè)導(dǎo)軌軌端的分選機(jī)構(gòu)導(dǎo)板、導(dǎo)軌和第二步進(jìn)電機(jī)，設(shè)有若干個(gè)分揀槽的產(chǎn)品分揀盒，液晶顯示器，控制計(jì)算機(jī)。本發(fā)明高度檢測(cè)精度±0.01mm，直徑檢測(cè)精度±0.003mm，檢測(cè)速度≥30粒/分鐘。
文檔編號(hào)G01B11/02GK101614524SQ20091004394
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者彭誼輝, 馬紹宏, 斌 龔 申請(qǐng)人:株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司