一种带视觉的机器人自动螺纹检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及螺纹自动检测技术领域，尤其是涉及一种带视觉的机器人自动螺纹检测装置。


背景技术：

2.随着汽车、电子、医疗、新能源等行业的日益发展，衍生出的产品种类、样式越来越广泛，产品中包含的螺纹种类众多，现有自动化领域能够实现自动检测螺纹的范围受到很大限制，只能检测小规格、少量、垂直方向上的螺纹，而对于一些特殊位置及规格较多的螺纹则需要依赖于人工检测，检测效率慢，误判率高。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种带视觉的机器人自动螺纹检测装置，可完全自动化地实现对螺纹的检测，大大提高了检测效率及检测精度。
4.为实现上述目的，本实用新型采用以下内容：
5.一种带视觉的机器人自动螺纹检测装置，包括：
6.旋转工位，其上形成有多个围绕中心排布且沿中心向外辐射的夹爪工位；
7.螺纹检测组件，位于旋转工位的运动轨迹上，其上具有一驱动机构以及使驱动机构上下移动的提升机构，驱动机构的输出端连接一牙规，驱动机构构造成可使牙规径向转动；
8.视觉检测组件，布置于旋转工位的运动轨迹上，其上具有一工业相机，以对夹爪工位上待测产品进行拍照检测；
9.机器人，其输出部构造成可翻转的工作头，工作头上具有机械夹爪，还包括吹气组件、标记头、打磨头和螺纹检测头中的至少一个。
10.在本实用新型的设计方案中，所述螺纹检测组件还包括一支撑架，所述驱动机构通过一滑轨滑块组件连接于支撑架，以使驱动机构带动牙规进行上下移动。
11.在本实用新型的设计方案中，所述驱动机构包括一与支撑架平行设置的基板，以及呈上下设于基板上的驱动电机和同步杆，所述驱动电机的输出端与同步杆的一端之间通过联轴器相连接，同步杆上设有减速器，同步杆的另一端通过一辅助部与牙规连接。
12.在本实用新型的设计方案中，所述支撑架上安装有一传感器支架，所述传感器支架上具有一感应片；所述辅助部上呈周向布置有一圈向外凸出的浮动部，在驱动机构上下移动的过程中，感应片可与浮动部相触接。
13.在本实用新型的设计方案中，所述视觉检测组件还包括一相机支架，所述工业相机安装于相机支架上且镜头朝下。
14.在本实用新型的设计方案中，所述相机支架通过一由伺服电机驱动的丝杆螺母结构实现垂直上下移动。
15.在本实用新型的设计方案中，所述工作头上同时具有机械夹爪、吹气组件、标记头
和打磨头，所述机械夹爪设于工作头的前端，所述吹气组件、标记头、打磨头和螺纹检测头分别安装于工作头的其余侧端上。
16.在本实用新型的设计方案中，所述工作头的内部具有一电机，所述电机的输出轴连接一主动轮，所述主动轮与一从动轮之间通过同步带进行传动连接，所述从动轮的两侧端分别各连接一轴杆，所述轴杆与一轴承座转动连接，其中一个轴杆连接螺纹检测头，另外一个轴杆连接打磨头。
17.在本实用新型的设计方案中，所述标记头包括标记支架，所述标记支架上设有一承接块，所述承接块通过销杆活动地穿插连接一固定块，所述销杆上还套设有一机械弹簧，所述机械弹簧的两端分别连接承接块和固定块，所述固定块上安装一标记笔，所述标记笔穿插经过承接块。
18.采用上述技术方案后，本实用新型具有以下优点：
19.(1)本实用新型采用机器人实现自动上料以及卸料，取代人工作业，提高了工作效率；
20.(2)本实用新型采用旋转工位方式实现了在螺纹检测组件与视觉检测组件的结合下进行的待测产品上螺纹的自动检测，检测过程不需要人为干预，实现螺纹检测自动化；
21.(3)本实用新型通过螺纹检测组件对待测产品上大口径螺纹进行检测，而待测产品上的小口径螺纹则通过机器人上的螺纹检测头进行检测，视觉检测组件基于视觉系统的高分辨分析能力对待测产品上螺纹进行检测，最终合格产品通过机器人转运至产品放置区，不合格产品通过机器人上的标记头打上标记后转运至残品放置区；通过机器人与螺纹检测组件、视觉检测组件相配合，可实现对待测产品上不同面的不同螺纹进行检测，适用性广泛。
附图说明
22.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
23.图1是本实用新型实施例一种带视觉的机器人自动螺纹检测装置的结构示意图；
24.图2是本实用新型实施例螺纹检测组件的结构示意图；
25.图3是图2中a部分的局部放大图；
26.图4是本实用新型实施例视觉检测组件的结构示意图；
27.图5是本实用新型实施例机器人上工作头的相关结构示意图；
28.图6是本实用新型实施例标记头的结构示意图；
29.图中，各附图标记为：
30.1-旋转工位，2-螺纹检测组件，3-视觉检测组件，4-机器人，5-待测产品，11-旋转工位，21-驱动机构，22-提升机构，23-支撑架，31-相机支架，32-工业相机，33-丝杆螺母结构，41-工作头，42-机械夹爪，43-吹气组件，44-标记头，45-打磨头，46-螺纹检测头，211-基板，212-驱动电机，213-联轴器，214-减速器，215-辅助部，216-牙规，231-滑轨滑块组件，232-传感器支架，233-感应片，411-电机，412-同步带，413-轴杆，414-轴承座，441-标记支架，442-承接块，443-固定块，444-销杆，445-标记笔，446-机械弹簧，2151-浮动部。
具体实施方式
31.为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例对本实用新型做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。
32.如图1所示，本实用新型实施例提供一种带视觉的机器人自动螺纹检测装置，包括：。
33.旋转工位1，其上形成有多个围绕中心排布且沿中心向外辐射的夹爪工位11。旋转工位属于一种由驱动件驱动旋转的转盘结构，可以选用旋转平台、凸轮分割器或dd马达；夹爪工位即是采用一种旋转夹爪结构，以对待测产品进行夹紧固定，具有夹取方便的特点。
34.螺纹检测组件2，位于旋转工位的运动轨迹上，其上具有一驱动机构21以及使驱动机构21上下移动的提升机构22，驱动机构21的输出端连接一牙规216，驱动机构21构造成可使牙规216径向转动。当旋转工位上其中一个夹爪工位上的待测产品旋转并停止于螺纹检测组件正下方时，提升机构驱使驱动机构相向移动，同时驱动机构带动牙规旋转，以对待测产品上大口径螺纹进行检测，主要检测螺纹是否有空牙、螺纹的深度、螺纹的通规和止规。
35.视觉检测组件3，布置于旋转工位的运动轨迹上，其上具有一工业相机32，以对夹爪工位上待测产品进行拍照检测。通过相机拍照采集待测产品上螺纹图像，采集到的图像传输至外部的图像分析系统，图像分析系统根据采集图像判断螺纹合格与否。
36.机器人4，其输出部构造成可翻转的工作头41，工作头41上具有机械夹爪42，还包括吹气43、标记头44、打磨头45和螺纹检测头46中的至少一个。其中，机器人为六轴机器人，机械夹爪是机器人上的基本设置，由电动或气动驱动，而技术人员可以根据实际的检测需求选择性地在工作头上安装吹气组件、标记头、打磨头和螺纹检测头中的任意一个或多个。机械夹爪用于转运待测产品；打磨头是用于对待测产品上螺纹中存在的毛刺进行打磨；螺纹检测头是一种通止规检测头；标记头用于对在螺纹检测组件、视觉检测组件检测下判定为的不良品进行标记；吹气组件可用于对螺纹检测组件上的牙规或螺纹检测头表面沾染到的废屑进行清理，避免影响到下一批次的检测。
37.在本实施例中，请参阅图2所示，螺纹检测组件2还包括一支撑架23，驱动机构21通过一滑轨滑块组件231连接于支撑架23，以使驱动机构21带动牙规216进行上下移动。带动驱动机构整体进行上下移动的提升机构可以是结构简单的提升气缸，即通过提升气缸的伸缩端直接上下提升驱动机构，也可以是单轴机器人，驱动机构整体固定在单轴机器人的滑台上，通过单轴机器人上滑台的移动实现驱动机构整体的上下移动。本实施例中对于提升机构的结构不做详细介绍，本领域技术人员是能够有能力根据现有技术实现利用提升机构带动驱动机构整体上下移动的。
38.详细的，详见图2所示，驱动机构21包括一与支撑架23平行设置的基板211，以及呈上下设于基板211上的驱动电机212和同步杆(图中未示出)，驱动电机212的输出端与同步杆的一端之间通过联轴器213相连接，同步杆上设有减速器214，同步杆的另一端通过一辅助部215与牙规216连接。驱动机构在提升机构的带动下向下运动至与固定于夹爪工位上的待测产品上的螺纹孔位置相对应，此时驱动电机通过同步杆带动牙规旋转转动，以将牙规旋拧进螺纹孔中，牙规是一种螺纹塞规，如果牙规不能拧进螺纹孔中就表示不合格。
39.结合图3所示，为了检测出驱动机构上下位移的变化，于支撑架23上安装有一传感
器支架232，传感器支架232上具有一感应片233；辅助部215上呈周向布置有一圈向外凸出的浮动部2151，在驱动机构21上下移动的过程中，感应片233可与浮动部2151相触接。当感应片与浮动部接触后，驱动电机收到相应的信号并开始进行反转，而提升机构同时也带动驱动电机向上运动，以使牙规从螺纹孔中顺利旋出。
40.在本实施例中，请参阅图4所示，视觉检测组件3还包括一相机支架31，工业相机32安装于相机支架31上且镜头朝下。采用工业相机从上往下对固定于夹爪工位上的待测产品的检测面进行全方位拍照，避免了拍照死角，外部的图像分析系统对照片进行提取、分析，判断产品是否合格。
41.进一步地，相机支架31通过一由伺服电机驱动的丝杆螺母结构33实现垂直上下移动。这是为了便于调整工业相机的镜头与固定于夹爪工位上待测产品之间的距离，以提高工业相机拍摄照片的清晰度，进而使处理后的数据更加精确。
42.在本实施例中，工作头上同时具有机械夹爪、吹气组件、标记头和打磨头，并且机械夹爪设于工作头的前端，其中吹气组件、标记头、打磨头和螺纹检测头分别安装于工作头的其余侧端上。
43.详细的，请参阅图5所示，工作头41的内部具有一电机411，电机411的输出轴连接一主动轮(图中未示出)，主动轮与一从动轮(图中未示出)之间通过同步带412进行传动连接，从动轮的两侧端分别各连接一轴杆413，轴杆413与一轴承座414转动连接，其中一个轴杆413连接螺纹检测头46，另外一个轴杆413连接打磨头45。主动轮与从动轮之间通过电机及同步带进行传动，节省了工作头内部的安装空间。
44.此外，请参阅图6所示，标记头44包括标记支架441，标记支架441上设有一承接块442，承接块442通过销杆444活动地穿插连接一固定块443，销杆444上还套设有一机械弹簧446，机械弹簧446的两端分别连接承接块442和固定块443，固定块443上安装一标记笔445，标记笔445穿插经过承接块442。标记头这样的结构设计主要是为了标记笔防松。
45.本实用新型工作过程：启动系统，机器人上的机械夹爪将待测产品夹取至夹爪工位上并进行固定，旋转工位开始旋转，待测产品到达螺纹检测组件检测区域，提升机构带动驱动机构向下移动至与待测产品上待检测螺纹相对应，同时驱动电机开始带动牙规做旋转转动，若牙规能够旋拧进该待检测螺纹中，则表示产品合格，反之则不合格，机器人上的标记头对产品进行标记，该工位检测完毕后，机器人上的吹气组件对牙规表面及待检测螺纹表面进行吹气清理；旋转工位继续旋转，待测产品到达视觉检测组件检测区域，工业相机从上往下对固定于夹爪工位上的待测产品的检测面进行全方位拍照，外部的图像分析系统对照片进行提取、分析，判断产品是否合格，若视觉分析中存在毛刺、毛边，则通过机器人上的打磨头进行修磨，若视觉分析判断产品不合格，则通过机器人上的标记头进行标记，该工位检测完毕后，机器人上的吹气组件对产品表面进行吹气清理。
46.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。