一種檢測結構控制系統及其工作方法與流程

本發明涉及一種軸類檢測設備，具體涉及一種檢測結構控制系統及其工作方法。

背景技術：

原有軸類部件輸出軸力矩檢測采用人工單工位手工上下料，通過手動搖動力矩檢測工裝，觀察軸類部件力力矩，以便于根據不同力矩范圍對軸類部件進行分選。由于過程操作全為手工作業，在中、大批量生產時此種操作方式不僅效率低下，且耗費大量人力資源，另外人工進行檢測精度無法得到保證，易造成分選錯誤。采用自動化檢測控制系統可以解決以上生產加工問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種檢測結構控制系統及其工作方法，以實現軸類部件的供料、上料、檢測和分類工序的自動。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種檢測結構控制系統，包括：自動送料子系統、自動上料子系統、自動檢測子系統和自動分類子系統；其中自動送料子系統適于將軸類部件輸送至自動上料子系統；所述自動上料子系統適于將軸類部件輸送至自動檢測子系統進行檢測分類，并再將檢測完畢后的軸類部件輸送至自動分類子系統；以及所述自動分類子系統適于根據分類結果對軸類部件進行分類放置。

進一步，所述檢測結構控制系統包括：用于控制自動送料子系統、自動上料子系統、自動檢測子系統和自動分類子系統的控制模塊。

進一步，所述自動送料子系統包括：圓形振動盤，與該圓形振動盤出料口相連的直線振動體，且通過直線振動體將軸類部件輸送至自動上料子系統。

進一步，所述直線振動體設有與控制模塊相連的料滿檢測機構和到料檢測機構；所述料滿檢測機構適于檢測直線振動體上的軸類部件是否排滿；所述到料檢測機構適于逐一檢測向自動上料子系統供料的軸類部件；當直線振動體排滿后，所述控制模塊控制圓形振動盤停止供料，由直線振動體向自動上料子系統供料；且當直線振動體供料結束后，啟動圓形振動盤向直線振動體供料。

進一步，所述自動上料子系統包括：由四個機械臂組成的轉動機構，四個機械臂分別具有相應機械手以對應四個方向；所述轉動機構的下方設有用于驅動轉動機構升降的上料升降氣缸；所述控制模塊控制機械手從直線振動體的輸出端抓取一軸類部件后，控制轉動機構在升起、轉動后下降，并將機械手所抓取的軸類部件放置于自動檢測子系統進行檢測；待檢測完畢后，機械手抓取檢測后的軸類部件，所述轉動機構升起、轉動后下降，即將機械手所抓取的軸類部件放置于自動分類子系統的分選位上。

進一步，所述自動檢測子系統包括位于自動上料子系統左、右側的第一、第二自動檢測機構。

進一步，所述第一、第二自動檢測機構的結構相同，且包括：用于放置軸類部件的檢測工位；

所述檢測工位的下方設有力矩檢測傳感器，上方設有旋轉測試頭；所述控制模塊適于通過檢測升降氣缸驅動旋轉測試頭下降，以與軸類部件的齒輪端相嚙合后，并控制旋轉測試頭帶動軸類部件的齒輪轉動；所述力矩檢測傳感器適于檢測軸類部件的起始力矩和/或摩擦力矩數據，并將檢測數據發送至控制模塊。

進一步，所述控制模塊適于對獲得的各軸類部件的起始力矩和/或摩擦力矩對軸類部件進行分類，并把分類結果發送至自動分類子系統。

進一步，所述自動分類子系統包括：分選夾持氣爪、分選容器盒組件、左右平移機構，以及用于控制分選夾持氣爪前后移動的前后平移氣缸；所述控制模塊在分選夾持氣爪從分選位夾持機械手送至的軸類部件后，控制前后平移氣缸將軸類部件移動至分選容器盒組件的上方，并通過左右平移機構將分選夾持氣爪移動至分選容器盒組件中相應分選容器盒上方，松開分選夾持氣爪，即卸料。

又一方面，本發明還提供了一種檢測結構控制系統的工作方法。

所述工作方法包括如下步驟：

步驟S1，送料；

步驟S2，上料；

步驟S3，檢測；以及

步驟S4，分選。

進一步，所述檢測結構控制系統包括：自動送料子系統、自動上料子系統、自動檢測子系統和自動分類子系統。

進一步，所述步驟S1中送料的方法包括：

通過自動送料子系統將軸類部件輸送至自動上料子系統。

進一步，步驟S2中上料的方法包括：

通過自動上料子系統將軸類部件輸送至自動檢測子系統進行檢測分類，并再將檢測完畢后的軸類部件輸送至自動分類子系統。

進一步，所述步驟S3中檢測的方法包括：

步驟S31，通過自動檢測子系統檢測軸類部件的起始力矩和/或摩擦力矩數據；

步驟S32，并根據起始力矩和/或摩擦力矩數據對軸類部件進行分類；以及

步驟S33，將分類結果發送至自動分類子系統。

進一步，所述步驟S4中分選的步驟包括：

自動分類子系統適于根據分類結果對軸類部件進行分類放置。

進一步，所述檢測結構控制系統包括：用于控制自動送料子系統、自動上料子系統、自動檢測子系統和自動分類子系統的控制模塊。

進一步，所述自動送料子系統包括：圓形振動盤，與該圓形振動盤出料口相連的直線振動體，且通過直線振動體將軸類部件輸送至自動上料子系統。

進一步，所述直線振動體設有與控制模塊相連的料滿檢測機構和到料檢測機構；所述料滿檢測機構適于檢測直線振動體上的軸類部件是否排滿；所述到料檢測機構適于逐一檢測向自動上料子系統供料的軸類部件；當直線振動體排滿后，所述控制模塊控制圓形振動盤停止供料，由直線振動體向自動上料子系統供料；且當直線振動體供料結束后，啟動圓形振動盤向直線振動體供料。

進一步，所述自動上料子系統包括：由四個機械臂組成的轉動機構，四個機械臂分別具有相應機械手以對應四個方向；所述轉動機構的下方設有用于驅動轉動機構升降的上料升降氣缸；所述控制模塊控制機械手從直線振動體的輸出端抓取一軸類部件后，控制轉動機構在升起、轉動后下降，并將機械手所抓取的軸類部件放置于自動檢測子系統進行檢測；待檢測完畢后，機械手抓取檢測后的軸類部件，所述轉動機構升起、轉動后下降，即將機械手所抓取的軸類部件放置于自動分類子系統的分選位上。

進一步，所述自動檢測子系統包括位于自動上料子系統左、右側的第一、第二自動檢測機構。

進一步，所述第一、第二自動檢測機構的結構相同，且包括：用于放置軸類部件的檢測工位；所述檢測工位的下方設有力矩檢測傳感器，上方設有旋轉測試頭；所述控制模塊適于通過檢測升降氣缸驅動旋轉測試頭下降，以與軸類部件的齒輪端相嚙合后，并控制旋轉測試頭帶動軸類部件的齒輪轉動；所述力矩檢測傳感器適于檢測軸類部件的起始力矩和/或摩擦力矩數據，并將檢測數據發送至控制模塊。

進一步，所述控制模塊適于對獲得的各軸類部件的起始力矩和/或摩擦力矩對軸類部件進行分類，并把分類結果發送至自動分類子系統。

進一步，所述自動分類子系統包括：分選夾持氣爪、分選容器盒組件、左右平移機構，以及用于控制分選夾持氣爪前后移動的前后平移氣缸；所述控制模塊在分選夾持氣爪從分選位夾持機械手送至的軸類部件后，控制前后平移氣缸將軸類部件移動至分選容器盒組件的上方，并通過左右平移機構將分選夾持氣爪移動至分選容器盒組件中相應分選容器盒上方，松開分選夾持氣爪，即卸料。

本發明的有益效果是，本發明的檢測結構控制系統及其工作方法以實現軸類部件的自動上料、檢測和分類，提高生產效率。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的檢測結構控制系統的總結構圖；

圖2是本發明的自動送料子系統的結構示意圖；

圖3是本發明的自動上料子系統的結構示意圖；

圖4是本發明的自動檢測子系統的結構示意圖一；

圖5是本發明的自動檢測子系統的結構示意圖二；

圖6是本發明的自動分類子系統的結構示意圖。

圖中：自動送料子系統1、圓形振動盤101、直線振動體102、料滿檢測機構103、到料檢測機構104；

自動上料子系統2、轉動機構210、機械臂211、機械手212；

自動檢測子系統3、第一自動檢測機構310、第二自動檢測機構320、力矩檢測傳感器311、旋轉測試頭312、帶動旋轉測試頭轉動的馬達313、檢測升降氣缸314、位移傳感器315、光纖傳感器316；

自動分類子系統4、分選夾持氣爪401、分選容器盒組件402、分選容器盒402A、左右平移機構403，前后平移氣缸404；

軸類部件5、齒輪501。

具體實施方式

現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

實施例1

如圖1所示，本實施例1提供了一種檢測結構控制系統，包括：自動送料子系統1、自動上料子系統2、自動檢測子系統3和自動分類子系統4；其中自動送料子系統1適于將軸類部件5輸送至自動上料子系統2；所述自動上料子系統2適于將軸類部件5輸送至自動檢測子系統3進行檢測分類，并再將檢測完畢后的軸類部件5輸送至自動分類子系統4；以及所述自動分類子系統4適于根據分類結果對軸類部件5進行分類放置。

所述檢測結構控制系統包括：用于控制自動送料子系統1、自動上料子系統2、自動檢測子系統3和自動分類子系統4的控制模塊。其中，控制模塊例如但不限于采用三菱、西門子PLC模塊，以及內設嵌入式系統的工控機。

如圖2所示，作為自動送料子系統1的一種可選的實施方式，所述自動送料子系統1包括：圓形振動盤101，與該圓形振動盤101出料口相連的直線振動體102，且通過直線振動體102將軸類部件5輸送至自動上料子系統2。

優選的，所述直線振動體102設有與控制模塊相連的料滿檢測機構103和到料檢測機構104；所述料滿檢測機構103適于檢測直線振動體102上的軸類部件5是否排滿；所述到料檢測機構104適于逐一檢測向自動上料子系統2供料的軸類部件5；當直線振動體102排滿后，所述控制模塊控制圓形振動盤101停止供料，由直線振動體102向自動上料子系統2供料；且當直線振動體102供料結束后，啟動圓形振動盤101向直線振動體102供料，采用該方式保證了軸類部件5供料的連續性。

所述自動檢測子系統3包括位于自動上料子系統2左、右側的第一、第二自動檢測機構。

如圖3所示，所述自動上料子系統2包括：由四個機械臂211組成的轉動機構210，四個機械臂211分別具有相應機械手212以對應四個方向；所述轉動機構210的下方設有用于驅動轉動機構210升降的上料升降氣缸；所述控制模塊控制機械手212從直線振動體102的輸出端抓取一軸類部件5后，控制轉動機構210在升起、正向轉動(如方向F1所示)后下降，并將機械手212所抓取的軸類部件5放置于自動檢測子系統3(第一自動檢測機構)進行檢測；待檢測完畢后，機械手212抓取檢測后的軸類部件5，所述轉動機構210升起、正向轉動(如方向F2所示)后下降，即將機械手212所抓取的軸類部件5放置于自動分類子系統4的分選位上。此時，另一機械臂211位于直線振動體102的輸出端，且抓取另一軸類部件5后，使其反向轉動(如方向F3所示)至第二自動檢測機構進行檢測，帶檢測完畢后，該機械手212抓取檢測后的軸類部件5，再次反向轉動(如方向F4所示)，其中上料升降氣缸的工作過程與正向旋轉時相同，這里不再重復。轉動機構210在正向或反向轉動時總有兩機械臂211對應的機械手212分別在取料或卸料，極大的提高了檢測效果。

具體的，所述第一、第二自動檢測機構的結構相同，且包括：用于放置軸類部件5的檢測工位；所述檢測工位的下方設有力矩檢測傳感器311，上方設有旋轉測試頭312；所述控制模塊適于通過檢測升降氣缸314驅動旋轉測試頭312下降，以與軸類部件5的齒輪501端相嚙合后，并控制旋轉測試頭312帶動軸類部件5的齒輪501轉動；所述力矩檢測傳感器311適于檢測軸類部件5的起始力矩和/或摩擦力矩數據，并將檢測數據發送至控制模塊。具體的測試步驟包括：先緩慢轉動一定角度(例如但不限于60°、120°等)，然后在快速旋轉360°。

自動檢測機構還包括：帶動旋轉測試頭轉動的馬達313，以及檢測升降氣缸314通過位移傳感器315限定旋轉測試頭312向下移動的高度，并且通過光纖傳感器316判斷軸類部件5是否已在檢測工位。

第一、第二自動檢測機構與自動上料子系統2相配合，可以通過相應機械臂211協同工作，提高上料、檢測、卸料效率。

作為一種優選的實施方式，所述旋轉測試頭同軸設有光電編碼器，所述控制模塊適于根據光電編碼器的碼盤分辨率將360°分割成若干采樣點，并對齒輪的轉角進行標定；當齒輪在轉動時，在某一轉角異常，則通過光電編碼器確定該異常位置對應的轉角，并發送至控制模塊進行記錄。其中齒輪轉動包括起始力矩或摩擦力矩對應的轉動。

在確定異常位置對應的轉角角度后，所述旋轉測試頭轉動，進行復測；即

當轉動至該轉角角度附近時，減慢轉動速度，緩慢經過該轉角角度，此時所述力矩檢測傳感器采集與該轉角位置相對應的起始力矩或摩擦力矩數據，并通過控制模塊對復測的起始力矩或摩擦力矩數據再次進行檢測。

采用該復測的方式，能夠有效的避免由于精度或者軸類部件在初次轉動過程中磨合不理想造成的數據波動，有效的解決的一般輸出軸力矩檢測過程中容易誤判的技術問題。

所述控制模塊適于對獲得的各軸類部件5的起始力矩和/或摩擦力矩對軸類部件5進行分類，并把分類結果發送至自動分類子系統4。

所述自動分類子系統4包括：分選夾持氣爪401、分選容器盒組件402、左右平移機構403，以及用于控制分選夾持氣爪401前后移動的前后平移氣缸404；所述控制模塊在分選夾持氣爪401從分選位夾持機械手212送至的軸類部件5后，控制前后平移氣缸404將軸類部件5移動至分選容器盒組件402的上方，并通過左右平移機構403將分選夾持氣爪401移動至分選容器盒組件402中相應分選容器盒上方，松開分選夾持氣爪401，即卸料。

實施例2

實施例1基礎上，本發明還提供了一種檢測結構控制系統的工作方法，

本工作方法包括如下步驟：

步驟S1，送料；

步驟S2，上料；

步驟S3，檢測；以及

步驟S4，分選。

進一步，所述檢測結構控制系統包括：自動送料子系統1、自動上料子系統2、自動檢測子系統3和自動分類子系統4，以及控制各子系統的控制模塊。

所述步驟S1中送料的方法包括：通過自動送料子系統1將軸類部件5輸送至自動上料子系統2。

步驟S2中上料的方法包括：通過自動上料子系統2將軸類部件5輸送至自動檢測子系統3進行檢測分類，并再將檢測完畢后的軸類部件5輸送至自動分類子系統4。

所述步驟S3中檢測的方法包括：步驟S31，通過自動檢測子系統3檢測軸類部件5的起始力矩和/或摩擦力矩數據；步驟S32，并根據起始力矩和/或摩擦力矩數據對軸類部件5進行分類；以及步驟S33，將分類結果發送至自動分類子系統4。

所述步驟S4中分選的步驟包括：自動分類子系統4適于根據分類結果對軸類部件5進行分類放置。

所述自動送料子系統1、自動上料子系統2、自動檢測子系統3和自動分類子系統4的具體結構和工作過程詳見實施例1的相關論述。

以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。