專利名稱：微小異型件自動檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及自動檢測裝置，特別是非接觸光電式測量的自動檢測裝置，具體講就是微小異型件自動檢測裝置。
背景技術(shù)：
在航空、航天、儀器、儀表、精密機械等工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品中，常常有一些微小的異型件需要加工和檢測，這些微小異型件在產(chǎn)品中往往屬于關(guān)鍵件，其幾何尺寸均有嚴格的要求，有的對于表面缺陷以及粗糙度等指標也有較高的要求。
對于異型件的檢測參數(shù)主要有表面缺陷、表面粗糙度、線性尺寸、母線幾何形狀等。目前國內(nèi)企業(yè)對于微小異型件主要是采用落后的手工來檢測，通常由于異型件尺寸微小，有的零件長度僅有幾毫米，大多數(shù)的零件長度也不大于1厘米，人工手檢，也不好拿捏，檢測速度慢、效率低、誤差大、操作困難，而且檢驗質(zhì)量一致性差，有時還能出現(xiàn)漏檢。就是有些企業(yè)自行開發(fā)一些檢測設(shè)備，也只能進行單項檢測。單項檢測中也存在檢測精度不高和圖像分辨率低的問題。例如在坦克及各類飛機的自動控制系統(tǒng)中有一種零件叫閉氣塞，其外觀檢測需旋轉(zhuǎn)360°，由于被測件在工作臺上面是無規(guī)則的翻滾，極易出現(xiàn)部位漏檢；又如，對于端面直徑為φ1.8mm的零件，采用自制量具(卡板)測量，由于尺寸太小，很難操作，檢測準確性差。對于零件的母線幾何形狀的錐度檢測是需要在50倍的投影儀放大后與標準樣件進行對比，測量速度很慢，僅僅這一項參數(shù)的測量就需要2～3分鐘/件，而微小異型件的加工技術(shù)不斷提高，一種新的異型件產(chǎn)品，其加工技術(shù)能夠每分鐘生產(chǎn)35件，生產(chǎn)能力每天1.5萬余件，而檢測速度按目前的檢測工藝，5000個零件需要8-9個人一周的時間，加工效率與檢測效率十分不協(xié)調(diào)，檢測環(huán)節(jié)嚴重地制約著產(chǎn)品的生產(chǎn)進程和效率，落后的異型件檢測技術(shù)急待進行研究和改善。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的構(gòu)思是以非接觸式測量技術(shù)為中心，由傳送定位機構(gòu)、檢測系統(tǒng)、控制柜、PLC控制系統(tǒng)、共同構(gòu)成的異型件自動檢測裝置。解決工業(yè)生產(chǎn)過程中對于微小異型零件的檢測困難，綜合了零件尺寸、表面缺陷和粗糙度的檢測，通過PLC的協(xié)調(diào)工作，使得各個參數(shù)的檢測可以一次完成，并可以實現(xiàn)零件的連續(xù)自動檢測。
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足以及現(xiàn)有檢測儀器存在的缺點，提供一種自動進行異型件關(guān)鍵尺寸、表面缺陷以及表面粗糙度的檢測與識別，能夠自動地對微小異型件進行綜合性參數(shù)檢測，在檢測的同時對被測件進行自動計數(shù)，自動識別和紀錄，自動剔除不合格產(chǎn)品，檢測自動化程度高、識別準確率高、檢測精度高，檢測速度快的微小異型件自動檢測裝置。
下面對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細說明本實用新型為非接觸式光電測量裝置，包括有計算機及外圍設(shè)備，控制柜，控制柜上安裝有控制按鈕和指示燈，控制柜置于地面或平面，為雙開門柜式結(jié)構(gòu)，控制柜的上面固定有工作平板。
本實用新型的實現(xiàn)在于總裝置還包括有傳送定位機構(gòu)、檢測系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)，PLC及其擴展模塊，傳送定位機構(gòu)的電機及驅(qū)動模塊均安裝于控制柜內(nèi)，傳送定位機構(gòu)的抓取、傳送及定位部分和檢測系統(tǒng)均安裝于控制柜上面的工作平板上，傳送定位機構(gòu)的抓取、傳送及定位部分主要由振動料斗組件、輸料通道、氣缸組件、機械手組件、轉(zhuǎn)動載物平臺、分檢機構(gòu)和結(jié)果料箱組成，振動料斗組件通過固定支架安裝于控制柜的一側(cè)，振動料斗上設(shè)有螺旋狀的輸料通道，輸料通道的上端與導向管相貫相接，在輸料通道的上部設(shè)有排向剔除裝置，導向管的另一端直通氣缸組件的進料臺，氣缸沿導軌運動將被測件送至氣缸組件的定位平臺上，由機械手逐步傳送到各個檢測點并進行二次定位，檢測點上設(shè)有轉(zhuǎn)動載物平臺，機械手組件在工作平板上間隔分布，機械手可以作90°～180°的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動載物平臺均處在機械手轉(zhuǎn)動軌跡的交叉點上，機械手的轉(zhuǎn)動軸、轉(zhuǎn)動載物平臺的轉(zhuǎn)動軸的下部處在控制柜內(nèi)，受電機驅(qū)動，由控制系統(tǒng)控制，結(jié)果料箱有合格料箱和不合格料箱；檢測系統(tǒng)包括有尺寸檢測部分、表面缺陷檢測部分和表面粗糙度檢測部分，尺寸檢測部分、表面缺陷檢測部分直接與計算機相連，表面粗糙度檢測部分直接與PLC控制系統(tǒng)相連，計算機和PLC控制系統(tǒng)之間進行信息通信，所有的檢測通過計算機進行數(shù)據(jù)處理，存儲和顯示，完成對被測件的自動檢測；尺寸檢測主要有照明光源、光學放大鏡頭和CCD相機，表面缺陷檢測主要有光學放大鏡頭、CCD相機、圖像采集卡和光源，CCD相機的數(shù)據(jù)線接計算機的圖像采集卡，為了消除雜光的干擾，采用主動光源做背景，在CCD成像系統(tǒng)前加消除雜光的濾光系統(tǒng)，可使被測工件邊沿清晰，便于圖像處理，保證測量精度。表面粗糙度檢測主要有光纖傳感器、光學系統(tǒng)組件、光源和PLC控制系統(tǒng)，由光纖傳感器探測被測件的表面粗糙度，以模擬量的形式送入PLC，通過步進電機帶動齒輪機構(gòu)，使旋轉(zhuǎn)載物平臺可以旋轉(zhuǎn)以帶動其上的被測件旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)360°無接觸檢測，PLC進行分析處理后得到被測件表面粗糙度檢測數(shù)據(jù)并通過計算機顯示其結(jié)果。
對于微小異型件的檢測，一直困擾著本領(lǐng)域的技術(shù)人員，解決微小異型件的自動和綜合參數(shù)的檢測是質(zhì)量保證的重要一環(huán)，也是微小異型件生產(chǎn)加工中的客觀需要。
在異型件的檢測技術(shù)領(lǐng)域里，首先沒有現(xiàn)成的、成套的檢測裝置可以購買和使用，尤其是對微小異型零件檢測更加困難；就是企業(yè)自制的專用檢測裝置，也只能是輔助檢測或進行單一項目或參數(shù)的檢測，如粗糙度的檢測，對于微小異型件的檢測目前還沒有一次性、連續(xù)地進行綜合參數(shù)的自動檢測裝置。
微小異型件往往是高科技產(chǎn)品中的關(guān)鍵零件，由于其形狀的不規(guī)則和復雜性，使得其自動檢測很困難，本實用新型采用非接觸式測量方式，主要是利用數(shù)碼成像技術(shù)以及與光學放大系統(tǒng)相結(jié)合，CCD攝像技術(shù)與計算機圖像處理技術(shù)相結(jié)合，利用可編程控制器PLC及其擴展模塊進行統(tǒng)一控制整個裝置的協(xié)調(diào)工作，把被測物體的外形信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，再利用計算機技術(shù)對所得到的圖像進行處理和控制，解決了異型件形狀多變，不規(guī)則難于檢測的問題。設(shè)置了簡單易行，穩(wěn)定可靠的傳送定位機構(gòu)、隨機配合的檢測系統(tǒng)等，使被測件隨載物臺轉(zhuǎn)動，可進行360°無接觸檢測。整個裝置將對于微小異型件的諸多參數(shù)檢測化整為零，分步逐項進行尺寸、表面缺陷、表面粗糙度圖像采集和數(shù)據(jù)處理，有機地解決了微小異型件傳送、定位、檢測，實現(xiàn)了微小異型件的一條龍參數(shù)自動的檢測。
本實用新型的實現(xiàn)還在于在每個機械手上均設(shè)有吸持器，在每個轉(zhuǎn)動載物平臺的下面設(shè)置有真空吸盤。
由于微小異型件零件不僅小，而且形狀不規(guī)則，在自動檢測中存在零件不易固定和標定的問題，零件不能固定，檢測就無法進行，為了確保準確檢測，本實用新型采用了在每個機械手上均設(shè)有吸持器，在每個轉(zhuǎn)動載物平臺的下面設(shè)置有真空吸盤的技術(shù)方案，以使機械手能夠準確抓取，當機械手將被測件運放至旋轉(zhuǎn)載物臺上時，在真空吸盤的作用力下，被測件不會掉下載物臺或在臺上翻滾不止，也利于準確地完成二次定位，消除了傳送失誤，為接下來的檢測作好準備。
本實用新型的實現(xiàn)還在于表面粗糙度檢測為雙路光纖測量系統(tǒng)。
采用兩套測量系統(tǒng)，其中測頭與被測表面保持垂直，測頭2與被測表面成20～55度夾角α。其測量過程是激光器發(fā)出的光束經(jīng)擴束鏡變成具有一定孔徑的光束，該光束經(jīng)分光鏡分成兩路，一路透射到第一個測頭的發(fā)射光纖束，另一路經(jīng)反光鏡反射到第二個測頭中的發(fā)射光纖束，光線再經(jīng)發(fā)射光纖束照射到被測件表面，由被測件表面反射回來的光線，經(jīng)接收光纖束由光電探測器接收并將其轉(zhuǎn)換成電信號輸出，兩路電信號經(jīng)除法器以比值(V0/Vα)的形式輸出，然后由計算裝置根據(jù)標定的曲線方程計算出Ra值，同時顯示其數(shù)據(jù)。
這樣設(shè)置結(jié)構(gòu)簡單、方便、快捷，測量精度高、范圍大，可對裝置進行一次性標定。另外，該方法輸出用的是兩套測量系統(tǒng)輸出的比值V0/Vα，這樣輸出為規(guī)范化無量綱參數(shù)，不受激光功率的影響，也不受表面反射率的影響，并且由于測頭安置角度不同，使得比值范圍拉大，因而處理速度比較快，靈敏度高。實現(xiàn)了快速檢測，保證了獲取圖像清晰，抗干擾能力強。
本實用新型的實現(xiàn)還在于轉(zhuǎn)動載物平臺為透光轉(zhuǎn)動載物平臺。轉(zhuǎn)動載物平臺如果是不透光的也可以實現(xiàn)對微小異型件的粗糙度檢測，但是異型件有時是品種繁多，為了能更清晰地檢測其表面粗糙度，將轉(zhuǎn)動載物平臺設(shè)置為透光轉(zhuǎn)動載物平臺，有效解決了表面粗糙度檢測分辨率低的問題，使得圖像更加清晰，方案簡單而易行。
本實用新型的實現(xiàn)還在于分檢機構(gòu)為撥叉式，結(jié)果料箱可以安裝于工作平板上，也可以安裝于控制柜的側(cè)面，與振動料斗分置于控制柜兩側(cè)。采用撥叉式分檢機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
本實用新型的實現(xiàn)還在于分檢機構(gòu)為機械手，結(jié)果料箱安裝于機械手的軌跡上的不同點。
本實用新型采用了以非接觸式測量技術(shù)為中心，由圖像處理、檢測系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、異型件抓取輸送定位結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成的異型件自動檢測裝置。針對小零件檢測困難，利用數(shù)碼成像技術(shù)以及與光學放大系統(tǒng)相結(jié)合，CCD攝像技術(shù)與計算機圖像處理技術(shù)相結(jié)合，利用可編程控制器PLC及其擴展模塊進行統(tǒng)一控制整個裝置的協(xié)調(diào)工作，把被測物體的外形信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，再利用計算機技術(shù)對所得到的圖像進行處理和控制。通過PLC的協(xié)調(diào)工作，使得零件尺寸、表面缺陷和粗糙度的的檢測可以在本實用新型上一次完成，并可以實現(xiàn)零件的連續(xù)自動檢測。
由于微小異型件尺寸小、形狀復雜且品種繁多，如何實現(xiàn)異型件的自動上料、排序及準確可靠地移送，變得尤為關(guān)鍵。本實用新型采用振動料斗上料、定向、載物臺真空吸附、機械手吸持抓取等措施，使得被測件能順利實現(xiàn)自動上料、定向、排序及準確可靠移送。采用PLC控制系統(tǒng)對被測件的輸送、定位、檢測、抓取等環(huán)節(jié)按一定時序進行控制。從而實現(xiàn)異型件的連續(xù)自動檢測，一次完成零件尺寸、表面缺陷和粗糙度的檢測。能自動剔除不合格產(chǎn)品，按合格與不合格自動分檢檢測過的產(chǎn)品；能對檢測的零件自動計數(shù)，使用方便、檢測精度高，檢測速度快，高分辨率，檢測范圍大。
經(jīng)實際試用和檢測，本實用新型應(yīng)能連續(xù)工作20小時以上，無故障工作時間累計2000小時以上；對于尺寸的數(shù)字檢測與識別數(shù)字檢測系統(tǒng)識別分辨率為8μm；對于微小異型件表面缺陷的檢測與識別識別零件表面劃傷、裂紋的寬度不小于20μm；識別零件表面銹蝕、夾雜、毛刺的最小幾何尺寸不小于20μm×20μm；粗糙度達到Ra0.1～12.5μm；檢測速率≥(12～16)件/min。檢測快捷，測量精度高。


圖1是本實用新型的組成示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是尺寸檢測部分和表面缺陷檢測部分圖像采集示意圖；圖4是表面粗糙度檢測中的雙路測量系統(tǒng)示意圖；圖5是某一被測件的零件尺寸圖；圖6是實施例4的組成示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型進行實施說明實施例1具體的結(jié)構(gòu)和裝置如圖1所示，總裝置主要有傳送定位機構(gòu)、檢測系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)，PLC及其擴展模塊，工業(yè)控制計算機及其外圍設(shè)備。傳送定位機構(gòu)的步進電機、齒輪機構(gòu)及驅(qū)動和控制系統(tǒng)均安裝于控制柜內(nèi)，傳送定位機構(gòu)的抓取、傳送及定位部分和檢測系統(tǒng)均安裝于控制柜上面的工作平板上，傳送定位機構(gòu)的抓取、傳送及定位部分主要由振動料斗組件、輸料通道、氣缸組件、機械手組件、轉(zhuǎn)動載物平臺、分檢機構(gòu)和結(jié)果料箱組成，振動料斗組件通過固定支架安裝于控制柜的一側(cè)，振動料斗2上設(shè)有螺旋狀的輸料通道4，見圖2，輸料通道4的上端通過排向剔除裝置5與導向管6相接，剔除裝置5可以是一個卡子，也可以是一個卡槽，導向管6的另一端直通氣缸7組件的進料臺，氣缸7沿導軌運動將被測件29送至氣缸組件的定位平臺上，定位平臺的端面設(shè)有光電開關(guān)10，以判斷此處被測件的有無狀態(tài)，若有，則被測件29由機械手逐步傳送到各個檢測點，檢測點上設(shè)有轉(zhuǎn)動載物平臺，再進行二次定位。機械手組件在工作平板上間隔分布，機械手可以作90°～180°的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動載物平臺均處在機械手轉(zhuǎn)動軌跡的交叉點上，機械手的轉(zhuǎn)動軸、轉(zhuǎn)動載物平臺的轉(zhuǎn)動軸的下部處在控制柜內(nèi)，由PLC控制系統(tǒng)控制驅(qū)動步進電機，帶動載物平臺的轉(zhuǎn)動。結(jié)果料箱有合格料箱、不合格料箱，或稱正品料箱、廢品料箱。檢測系統(tǒng)包括有尺寸檢測部分、表面缺陷檢測部分和表面粗糙度檢測部分，尺寸檢測部分、表面缺陷檢測部分的CCD相機數(shù)據(jù)線直接與計算機18相連，見圖3所示，表面粗糙度檢測部分直接與PLC控制系統(tǒng)23相連，計算機18和PLC控制系統(tǒng)23之間進行信息通信，所有的檢測通過計算機進行數(shù)據(jù)處理，存儲和顯示，完成被測件的自動檢測；尺寸檢測主要有照明光源、光學放大鏡頭、CCD相機和調(diào)整架，表面缺陷檢測主要有光學放大鏡頭、CCD相機、調(diào)整架、圖像采集卡和光源，CCD相機的數(shù)據(jù)線接計算機的圖像采集卡，表面粗糙度檢測主要有光纖傳感器、光學系統(tǒng)組件22、調(diào)整架、光源和PLC控制系統(tǒng)23，光源由激光器31構(gòu)成，由光纖傳感器探測被測件的表面粗糙度，以模擬量的形式送入PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)主要由PLC模塊及其擴展模塊構(gòu)成，振動電機1及控制柜內(nèi)所有的被控件如步進電機、機械手、汽缸7均與PLC控制系統(tǒng)23電信號相連。PLC控制系統(tǒng)23控制步進電機帶動齒輪機構(gòu)，使旋轉(zhuǎn)載物平臺可以旋轉(zhuǎn)以帶動其上的被測件旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)360°無接觸檢測，PLC控制系統(tǒng)23進行分析處理后得到被測件表面粗糙度檢測數(shù)據(jù)并通過計算機18顯示其結(jié)果。
本裝置中的圖像采集卡、CCD相機、可編程控制器PLC及配件、計算機、激光器、光纖傳感器、光電探測器、零件轉(zhuǎn)運機械手、電機、光學系統(tǒng)等均可以從市場購買，控制柜、光源、振動料斗組件、輸料通道、剔除裝置、轉(zhuǎn)動載物平臺、調(diào)整架等，需要按照上述技術(shù)方案自行設(shè)計。通過常規(guī)裝置和工藝，均可加工完成，裝配、定位和檢測易于實現(xiàn)。
實施例2參見圖1，裝置的總體設(shè)置和機構(gòu)組成同實施例1，在工作平板上共安裝了三個機械手組件和設(shè)置了兩個檢測點。11為機械手完成從氣缸組件的定位平臺上，抓取被測件29，并傳送至第一個檢測點的轉(zhuǎn)動載物平臺13上，并進行定位，之后被測件29在此接受尺寸精度的檢測；19為機械手，完成將被測件29從第一檢測點向第二檢測點的傳送，第二檢測點對被測件29進行表面缺陷檢測，同一位置上還要進行表面粗糙度的檢測；機械手26將檢測過的被測件29分放于結(jié)果料箱，見圖2。為了準確抓取與放穩(wěn)，在每個機械手上均設(shè)有吸持器12，在每個轉(zhuǎn)動載物平臺13的下面設(shè)置有真空吸盤14。轉(zhuǎn)動載物平臺13設(shè)置為透光轉(zhuǎn)動載物平臺。
實施例3參見圖2，裝置的總體設(shè)置、機構(gòu)組成以及準抓、穩(wěn)放的技術(shù)方案同實施例2，分檢機構(gòu)為機械手26，結(jié)果料箱安裝于機械手的軌跡上的不同點，27為合格料箱，28為不合格料箱。
實施例4參見圖6，總體與結(jié)構(gòu)均同實施例2，分檢機構(gòu)為為撥叉式，當機械手將被測件投放到撥叉41時，PLC控制系統(tǒng)會控制撥叉準確投放。結(jié)果料箱安裝工作平板上。也可以安裝于控制柜的側(cè)面，與振動料斗分置于控制柜兩側(cè)。
實施例5參見圖4，總體與結(jié)構(gòu)均同實施例3，表面粗糙度檢測為雙路光纖測量系統(tǒng)。采用雙路光纖測量系統(tǒng)，即由發(fā)射光纖束40、測頭36、接受光纖束35和光電探測器34組成光纖傳感器，由發(fā)射光纖束40、測頭39、接受光纖束35和光電探測器38組成光纖傳感器。其中測頭36與被測件29表面保持垂直，測頭39與被測件29表面所成夾角α為35度。其測量過程是激光器31發(fā)出的光束經(jīng)擴束鏡32變成具有一定孔徑的光束，該光束經(jīng)分光鏡33分成兩路，一路透射到測頭36的發(fā)射光纖束40，光線再經(jīng)發(fā)射光纖束40照射到被測件29表面，由被測件29表面反射回來的光線，經(jīng)接收光纖束35由光電探測器34接收并將其轉(zhuǎn)換成電信號輸出V0，；另一路經(jīng)反光鏡37反射到測頭39中的發(fā)射光纖束40，光線再經(jīng)發(fā)射光纖束40照射到被測件29表面，由被測件29表面反射回來的光線，經(jīng)接收光纖束35由光電探測器38接收并將其轉(zhuǎn)換成電信號輸出Vα，兩路電信號送入PLC控制系統(tǒng)(23)計算出比值V0/Vα的形式輸出，然后根據(jù)標定的曲線方程計算出Ra值，然后把Ra值送入計算機18顯示其數(shù)據(jù)。
本實用新型的整個檢測過程是首先啟動振動電機1，振動電機1帶動振動料斗2的工作，將被測件隨機放入振動料斗2中，開啟控制柜上的控制按鈕，啟動信號會直接傳給PLC控制系統(tǒng)，PLC模塊和圖像處理單元開始工作。被測件29在振動盤3中受離心力的作用下進入輸料通道4，在輸料通道4的上部有排向剔除裝置5，如果被測件29如圖5所示，是一個一端大，一端小帶錐度的零件，剔除裝置5可以是一個卡槽，當被測件大端方向朝前，可順利進入導向管6，否則被測件重新掉入料斗中。有序的被測件經(jīng)導向管6排序在激振力的作用下進入輸料通道4末端。為消除振動力對工件定位的影響，同時，為方便工件準確定位，利用一小型氣缸7將工件沿導軌8送至定位平臺9，并利用光電開關(guān)10檢測有無工件。此光電開關(guān)10確認有工件時，機械手11在PLC控制系統(tǒng)23的控制下，用吸持器12將被測件29吸持并傳送到第一個透光的旋轉(zhuǎn)載物平臺13上，并通過機械手11上的吸持器12對被測件實行二次定位。為保證被測件在檢測過程中的平穩(wěn)性，在其下面設(shè)置有真空吸盤14，真空吸盤在一定的吸附壓力下將被測件固定在檢測位置上。在第一個透光的旋轉(zhuǎn)載物平臺13上，通過由照明系統(tǒng)15和CCD相機16(由CCD相機調(diào)整架17調(diào)整CCD相機位置)組成的第一檢測點獲取被測件的圖像數(shù)據(jù)，并把圖像數(shù)據(jù)送入計算機18并進行圖像處理，在計算機顯示器上顯示出被測件29的幾何尺寸檢測結(jié)果。同時，將檢測結(jié)果進行記憶，以方便后續(xù)的正品、廢品分離。
進行完尺寸檢測以后，機械手19在PLC控制系統(tǒng)23的控制下，用吸持器12將被測件29吸持到第二個透光的旋轉(zhuǎn)載物平臺13上，并通過機械手19上的吸持器12對被測件實行二次定位。為保證被測件在檢測過程中的平穩(wěn)性，在其下面同樣設(shè)置有真空吸盤14，真空吸盤在一定的吸附壓力下將被測件固定在檢測位置上。此時，在第二個透光的旋轉(zhuǎn)載物平臺13上完成如下的工作(一)、由照明系統(tǒng)20和CCD相機21(CCD相機21由CCD調(diào)整架17調(diào)整CCD相機21位置)組成的第二檢測點，被測件29的圖像經(jīng)過光學接收鏡頭及CCD相機21送入計算機18，進行圖像處理從而獲得被測件表面缺陷的數(shù)據(jù)，并經(jīng)過數(shù)據(jù)處理在計算機顯示器上顯示出檢測結(jié)果。同時，將檢測結(jié)果進行記憶，以方便后續(xù)的正品、廢品分離。(二)、對被測件進行粗糙度檢測，部分光學檢測22見附圖4，若被測件在前面的零件尺寸檢測合格，則計算機系統(tǒng)將合格信號反饋給PLC控制系統(tǒng)23，以便驅(qū)動步進電機24帶動齒輪機構(gòu)25，使透光旋轉(zhuǎn)載物平臺13上的被測件旋轉(zhuǎn)，每次可以以一個角度旋轉(zhuǎn)，以完成工件一周的掃描。若前面的零件尺寸檢測不合格，則該工位此次不工作。同樣，計算機18將紀錄和顯示粗糙度的檢測結(jié)果。
至此，被測件的三個被檢參數(shù)檢測完畢。若零件的三個被檢參數(shù)全部合格，則機械手26通過PLC控制系統(tǒng)23將其夾持到合格料箱27；若零件不合格，機械手26將其夾持到不合格料箱28。
幾何尺寸檢測的工作是參見圖3，幾何尺寸測量包括被測件高度、最大直徑和錐角尺寸等。被測件29的圖像經(jīng)光學放大鏡頭30放大后，由CCD相機16攝取被測件29圖像并送入計算機18的圖像采集卡進行圖像采集，在計算機18中對采集到的圖像信息處理，得到被測件高度、最大直徑和錐角尺寸。
表面缺陷檢測，參見圖3，表面缺陷測量包括劃傷、銹蝕、毛刺、夾雜等。被測件29的圖像經(jīng)光學放大鏡頭30放大后，由CCD相機21攝取被測件圖像并送入計算機18圖像采集卡進行圖像采集，在計算機18中對采集到的圖像信息進行預處理，然后算出被測件圓周缺陷面積尺寸及位置。
權(quán)利要求1.一種微小異型件自動檢測裝置，包括有計算機及外圍設(shè)備，控制柜，控制柜上安裝有控制按鈕和指示燈，控制柜置于地面或平面，為雙開門柜式結(jié)構(gòu)，控制柜的上面固定有工作平板，其特征在于總裝置還包括有傳送定位機構(gòu)、檢測系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)，傳送定位機構(gòu)的步進電機、齒輪機構(gòu)及驅(qū)動和控制系統(tǒng)均安裝于控制柜內(nèi)，傳送定位機構(gòu)的抓取、傳送及定位部分和檢測系統(tǒng)均安裝于控制柜上面的工作平板上，傳送定位機構(gòu)的抓取、傳送及定位部分主要由振動料斗組件、輸料通道、氣缸組件、機械手組件、轉(zhuǎn)動載物平臺、分檢機構(gòu)和結(jié)果料箱組成，振動料斗組件通過固定支架安裝于控制柜的一側(cè)，振動料斗(2)上設(shè)有螺旋狀的輸料通道(4)，輸料通道(4)的上端通過排向剔除裝置(5)與導向管(6)相接，導向管(6)的另一端直通氣缸組件(7)的進料臺，氣缸沿導軌運動將被測件送至氣缸組件的定位平臺上，定位平臺邊上設(shè)有光電開關(guān)(10)以判斷此處被測件的有無狀態(tài)，被測件由機械手逐步傳送到各個檢測點并進行二次定位，檢測點上設(shè)有轉(zhuǎn)動載物平臺，機械手組件在工作平板上間隔分布，機械手可以作90°～180°的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動載物平臺均處在機械手轉(zhuǎn)動軌跡的交叉點上，機械手的轉(zhuǎn)動軸、轉(zhuǎn)動載物平臺的轉(zhuǎn)動軸的下部及PLC控制系統(tǒng)處在控制柜內(nèi)，由PLC控制系統(tǒng)控制驅(qū)動步進電機，帶動載物平臺的轉(zhuǎn)動，結(jié)果料箱有合格料箱和不合格料箱；檢測系統(tǒng)包括有尺寸檢測部分、表面缺陷檢測部分和表面粗糙度檢測部分，尺寸檢測部分、表面缺陷檢測部分的CCD相機數(shù)據(jù)線直接與計算機相連，表面粗糙度檢測部分直接與PLC控制系統(tǒng)相連，計算機和PLC控制系統(tǒng)之間進行信息通信，所有的檢測通過計算機進行數(shù)據(jù)處理，存儲和顯示，完成對被測件(29)的自動檢測；尺寸檢測主要有照明光源、光學放大鏡頭、CCD相機和調(diào)整架，表面缺陷檢測主要有光學放大鏡頭、CCD相機、調(diào)整架、圖像采集卡和光源，CCD相機的數(shù)據(jù)線接計算機的圖像采集卡，表面粗糙度檢測主要有光纖傳感器、光學系統(tǒng)組件(22)、調(diào)整架、光源和PLC控制系統(tǒng)(23)，由光纖傳感器探測被測件(29)的表面粗糙度，以模擬量的形式送入PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)主要由PLC模塊及其擴展模塊構(gòu)成，PLC控制系統(tǒng)控制步進電機帶動齒輪機構(gòu)，使旋轉(zhuǎn)載物平臺可以旋轉(zhuǎn)以帶動其上的被測件旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)360°無接觸檢測，PLC控制系統(tǒng)進行分析處理后得到被測件表面粗糙度檢測數(shù)據(jù)并通過計算機顯示其結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微小異型件自動檢測裝置，其特征在于每個機械手上均設(shè)有吸持器(12)，在每個轉(zhuǎn)動載物平臺的下面設(shè)置有真空吸盤(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微小異型件自動檢測裝置，其特征在于表面粗糙度檢測為雙路光纖測量系統(tǒng)，并在CCD相機的成像系統(tǒng)前加了濾光系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微小異型件自動檢測裝置，其特征在于轉(zhuǎn)動載物平臺為透光轉(zhuǎn)動載物平臺。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微小異型件自動檢測裝置，其特征在于分檢機構(gòu)為撥叉式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微小異型件自動檢測裝置，其特征在于分檢機構(gòu)為機械手，結(jié)果料箱安裝于機械手的軌跡上的不同點。
專利摘要本實用新型是一種微小異型件自動檢測裝置，包括有計算機及外圍設(shè)備、控制柜、傳送定位機構(gòu)、檢測系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)等。將先進的光電檢測技術(shù)、機械手傳動機構(gòu)、PLC控制技術(shù)、圖像處理技術(shù)結(jié)合在一起。采用上料定向、真空吸附機械手抓取等措施，經(jīng)PLC控制，解決了被測件的自動上料、排序、準確傳送以及檢測過程中位定困難、檢測分辨率低、檢測速度低等實際問題。使微小異型件的檢測由單個手工檢測轉(zhuǎn)化為自動化。本實用新型分步進行尺寸、表面缺陷和粗糙度的檢測，不僅可一次自動完成，還可記憶和顯示被測件的圖像，檢測精度高，檢測速度快，高分辨率?？梢杂糜诤娇铡⒑教?、儀器、儀表、精密機械等工業(yè)領(lǐng)域的微小異型件產(chǎn)品的質(zhì)量檢測。
文檔編號G01N21/88GK2791598SQ20052007871
公開日2006年6月28日 申請日期2005年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月30日
發(fā)明者高明, 倪晉平, 杜玉軍, 陳智利, 馬衛(wèi)紅, 王青松 申請人:西安工業(yè)學院