一种用于实现多位置精准定位的底火形状视觉检测装置的制作方法

1.本发明涉及小口径弹药装配技术领域，具体地，涉及一种用于实现多位置精准定位的底火形状视觉检测装置。


背景技术：

2.小口径弹药装配机构是国防特有的、最基础的作战装备生产设备之一，底火作为枪弹中的重要部件，其装配质量直接影响着武器装配的战技指标。将底火过盈压入药筒的装配形式，是我们在弹药系统中常见的，通过机器视觉系统提取和处理待检测底火、药筒的特征信息，满足其装配质量的自动化、高效在线检测等要求。底火压入弹壳后，有一部分弹壳压变形，底火未压到位以及底火发生变形等情况，在经过底火形状检测装置后需要剔除，因此，有必要提出一种可以实现多位置精准定位的底火形状视觉检测装置。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于实现多位置精准定位的底火形状视觉检测装置，能够在装配前期工序检测出不符合要求的弹壳底火装配体，满足产线节拍以及质量要求，从而提高现有的小口径枪弹装配体质量。
4.根据本发明的一个方面，提供一种用于实现多位置精准定位的底火形状视觉检测装置，该装置包括：
5.机架，为整个检测装置提供固定支撑，所述机架上开设有移动槽；
6.设于所述机架上的曲柄滑块装置，所述曲柄滑块装置由伺服驱动装置带动，所述曲柄滑块装置的滑块通过空间凸轮装置在所述移动槽中进行水平和竖直方向移动，所述滑块设于所述空间凸轮装置的一端；所述滑块连接有用于获取所述滑块的位置信息的曲柄定位传感器；
7.抓取移动装置，与所述空间凸轮装置的另一端连接，所述抓取移动装置在所述空间凸轮装置的带动下移动，所述抓取移动装置用于对装配体进行抓取上料和移动；所述抓取移动装置具有用于对装配体进行上料和下料的真空吸盘；所述抓取移动装置还包括弹壳定位传感器，所述弹壳定位传感器用于检测装配体是否上料以及上料后的位置；
8.设于所述机架上的视觉检测装置，用于对多个装配体中底火形状进行视觉检测。
9.进一步地，所述空间凸轮装置具有连接轴，所述滑块上开设有斜线形槽，所述连接轴穿过所述斜线形槽；所述抓取移动装置包括空间凸轮连接板，所述连接轴的一端与所述机架连接，所述连接轴的另一端与所述空间凸轮连接板连接。
10.进一步地，所述曲柄滑块装置还包括曲柄、连杆和移动滑轨，所述移动滑轨固定于所述机架上，所述伺服驱动装置的输出端连接所述曲柄，所述连杆的两端分别与所述曲柄和所述滑块连接，所述滑块在所述移动滑轨上移动。
11.进一步地，所述滑块靠近所述空间凸轮连接板的一侧依次安装有纵向滑轨组件和横向滑轨组件，所述空间凸轮连接板与所述横向滑轨组件连接，所述横向滑轨组件用于实
现所述空间凸轮连接板的横向定向移动，所述纵向滑轨组件用于实现在所述空间凸轮连接板的纵向定向移动。
12.进一步地，所述抓取移动装置还包括：真空吸盘固定板，用于固定所述真空吸盘；位于所述真空吸盘固定板的顶部的l型连接板，所述l型连接板的一边连接所述真空吸盘固定板，所述l型连接板的另一边连接所述空间凸轮连接板。
13.进一步地，所述真空吸盘固定板的两端设有传感器固定板，所述弹壳定位传感器固定于所述传感器固定板的底部；所述真空吸盘固定板的其中一端设有气管接头组件，所述气管接头组件用于对所述真空吸盘进行吸放气以控制装配体上下料。
14.进一步地，所述移动槽为l型移动槽。
15.进一步地，所述伺服驱动装置为伺服电机，所述伺服电机通过变频器控制电机旋转速度。
16.进一步地，所述视觉检测装置对所述真空吸盘吸取的多个装配体中底火形状进行编码以及拍照分析，并储存不合格品的位置数据。
17.进一步地，所述视觉检测装置位于所述抓取移动装置的下方，包括相机多角度调节装置和相机，所述相机多角度调节装置用于调节所述相机的拍照角度。
18.与现有技术相比，本发明具有如下至少之一的有益效果：
19.1、本发明通过曲柄滑块装置、空间凸轮装置、抓取移动装置、真空吸盘以及视觉检测装置等之间的配合，能够实现底火快速抓取、移动往返上下料和底火形状的图像检测等，可以满足弹壳底火装配体上下料以及拍照检测多位置精准定位，实现视觉检测底火压装入弹壳的装配体是否满足要求，在装配前期工序检测出不符合要求的弹壳底火装配体，满足产线节拍以及质量要求，从而提高现有的小口径枪弹装配体质量。
20.2、本发明通过弹壳定位传感器以及曲柄定位传感器精准定位上下料、拍照检测，能够提高定位精度。
21.3、本发明通过真空吸头一次性移动检测多个弹壳，并通过两个相机分别实现多个弹壳中底火形状进行编码以及拍照上传分析，并储存不合格品的位置数据，有利于满足生产节拍，提高生产效率。
22.4、通过变频器来控制电机旋转速度，能够实现弹壳移动的平稳性和多位置停止精准性。
附图说明
23.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
24.图1为本发明一实施例的用于实现多位置精准定位的底火形状视觉检测装置的结构示意图；
25.图2为本发明一实施例的曲柄滑块装置的结构示意图；
26.图3为本发明一实施例的底火形状视觉检测装置的行动轨迹示意图；
27.图4为本发明一实施例的真空吸盘底部的结构示意图；
28.图5为本发明一实施例的空间凸轮装置的结构示意图；
29.图6为本发明一实施例的抓取移动装置的结构示意图。
30.图中：1为伺服驱动装置，2为曲柄滑块装置，2.1为曲柄，2.2为连杆，2.3为滑块，2.4为移动滑轨，2.5为移动槽，2.6为斜线形槽，3为曲柄定位传感器，4为机架，5为相机多角度调节装置，6为调节螺栓，7为空间凸轮装置，7.1为第一螺母，7.2为连接轴，7.3为连杆滑块连接轴承，7.4为衬套，7.5为移动槽连接轴承，7.6为第二螺母，8为抓取移动装置，8.1为传感器固定板，8.2为真空吸盘固定板，8.3为l型连接板，8.4为空间凸轮连接板，8.5为横向滑轨组件，8.6为纵向滑轨组件，8.7为气管接头组件，8.8为定位销，9为真空吸盘，10为弹壳定位传感器，11为视觉检测装置，12为装配体。
具体实施方式
31.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。在本发明实施例的描述中，需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
32.参照图1，为本发明一实施例提供的用于实现多位置精准定位的底火形状视觉检测装置11的结构示意图，该装置包括机架4、曲柄滑块装置2、空间凸轮装置7、抓取移动装置8、多个真空吸盘9、弹壳定位传感器10和视觉检测装置11，其中，机架4为整个检测装置提供固定支撑，机架4上开设有移动槽2.5；曲柄滑块装置2设于机架4上，曲柄滑块装置2由伺服驱动装置1带动，曲柄滑块装置2的滑块2.3通过空间凸轮装置7在移动槽2.5中进行水平(横向)和竖直(竖向)方向移动，滑块2.3设于空间凸轮装置7的一端；滑块2.3连接有用于获取滑块2.3的位置信息的曲柄定位传感器3，曲柄定位传感器3对滑块2.3移动点精准定位，从而精准定位上下料，有利于提高定位精度；抓取移动装置8与空间凸轮装置7的另一端连接，抓取移动装置8在空间凸轮装置7的带动下移动，抓取移动装置8用于对装配体进行抓取上料和移动；抓取移动装置8具有用于对装配体即弹壳底火装配体进行上料和下料的真空吸盘9，真空吸盘9被设置为符合弹壳形状；抓取移动装置8还包括弹壳定位传感器10，弹壳定位传感器10用于检测装配体是否上料以及上料后的位置，能够精准定位上下料，有利于提高定位精度；视觉检测装置11设于机架4上，用于对多个装配体中底火形状进行视觉检测。
33.本发明通过曲柄滑块装置2、空间凸轮装置7、抓取移动装置8、真空吸盘9以及视觉检测装置11等之间的配合，能够实现底火快速抓取、移动往返上下料和底火形状的图像检测等，可以满足弹壳底火装配体上下料以及拍照检测多位置精准定位，实现视觉检测底火压装入弹壳的装配体是否满足要求，在装配前期工序检测出不符合要求的弹壳底火装配体，满足产线节拍以及质量要求，从而提高现有的小口径枪弹装配体质量。
34.优选地，参照图1-2，移动槽2.5为l型移动槽，由于整个机构行动轨迹为：拿取弹壳、移动到视觉检测装置11位置拍照，移动槽2.5设置l型，可以使移动轨迹更加简便。空间凸轮装置7在移动槽2.5的横槽中横向移动到最尾端，就纵向沿移动槽2.5的竖槽往下移动。如图3所示，整个l型移动槽内有以下几个定点，第一个定点是在l型移动槽的竖槽靠近底端的地方，即初始点a(或终止放置吹气点)，真空吸盘的真空状态根据弹壳定位传感器10和曲
柄定位传感器3确定，a点是初始阶段，没有弹壳，然后到达底端即吸取弹壳的位置，即抓取点b，这是第二阶段，到达b点真空吸盘开始吸气，最后移动到l型移动槽的横槽最左侧，为视觉检测拍照位置，即拍照位c(或拍照点)，再回到a点吹气，将检测好的弹壳放回弹壳治具，即流程为a-b-c-a。此外，还设有预留位d，参照图4，抓取移动装置8上设有与弹壳冶具相配合进行精准定位的定位销8.8，当定位销8.8还未完成定位而弹壳底部已经到达弹壳冶具时，初始点的位置需要重新设置，在重新设置初始点位置过程中，滑块位于预留位d，待初始点位置设置完成后，滑块回到初始点a，即流程为a-b-c-a-d-a。
35.曲柄定位传感器3主要针对曲柄2.1的转动位置来定位，因为曲柄的行程对应l型移动槽内的4个点，曲柄定位传感器3采用接近传感器，包括四个用于判断曲柄转动角度的接近传感器，四个接近传感器对应四个曲柄定点位置，即对应于滑块在l型槽中的四个定点位置：初始点、抓取点、拍摄位、预留位，当曲柄2.1旋转到接近曲柄定位传感器3位置，到达滑块2.3定点位置；所以每到一个点，由接近传感器来传输位置信息，进行控制，曲柄滑块装置2控制整个抓取移动装置的位置，依靠四个接近传感器控制定位曲柄旋转角度，从而达到滑块在l型槽中4个位置的定点控制，最终使得整个抓取机构完成初始、抓取、拍照的移动定位工作，从初始点、抓取点、拍照位或初始点、抓取点、拍照位、预留位进行来回移动，实现多位置精准定位。
36.空间凸轮装置7为连接机架4上的移动槽2.5、抓取移动装置8以及曲柄滑块装置2的连接传动装置，参照图5，在一些具体的实施方式中，空间凸轮装置7具有连接轴7.2，滑块2.3上开设有斜线形槽2.6，连接轴7.2穿过斜线形槽2.6；抓取移动装置8包括空间凸轮连接板8.4，连接轴7.2的一端与机架4连接，连接轴7.2的另一端与空间凸轮连接板8.4连接，即空间凸轮装置7的连接轴7.2连接依次连接移动槽2.5、滑块2.3的斜线形槽2.6、空间凸轮连接板8.4三个部分，空间凸轮装置7带动空间凸轮连接板8.4做水平和竖直的运动。具体地，空间凸轮装置7还包括连杆滑块连接轴承7.3和移动槽连接轴承7.5，滑块2.3通过连杆滑块连接轴承7.3与连接轴7.2连接，移动槽连接轴承7.5用于连接连接轴7.2与移动槽2.5，连接轴7.2在滑块2.3的斜线形槽2.6中通过连杆滑块连接轴承7.3，起到支撑密闭作用。连接轴7.2依次连接空间凸轮连接板8.4、滑块2.3和移动槽2.5，连接轴7.2的一端通过第一螺母7.1与空间凸轮连接板8.4连接，即空间凸轮连接板8.4在第一螺母7.1和连接轴7.2之间，连接轴7.2的另一端通过第二螺母7.6与机架4连接，第一螺母7.1和第二螺母7.6均为i型螺母。空间凸轮装置7还包括设于连杆滑块连接轴承7.3和移动槽连接轴承7.5之间的衬套7.4，衬套7.4在两个轴承中间起到定位的作用，同时还起到分担轴承力的作用。
37.曲柄滑块装置2传输伺服动力，连接抓取移动装置8，参照图2，在一些具体的实施方式中，曲柄滑块装置2还包括曲柄2.1、连杆2.2和移动滑轨2.4，移动滑轨2.4固定于机架4上，伺服驱动装置1的输出端连接曲柄2.1，连杆2.2的两端分别与曲柄2.1和滑块2.3连接，滑块2.3在移动滑轨2.4上移动，滑块2.3上的斜线形槽2.6能够提供移动空间。具体地，移动滑轨2.4包括两条横向的滑轨，两条横向的滑轨分别位于移动槽2.5的上方和下方，伺服驱动装置1传输动力至曲柄2.1，曲柄2.1带动连杆2.2，连杆2.2拉动滑块2.3。
38.为了保证滑块2.3以及抓取移动装置8的稳定移动，在一些具体的实施方式中，滑块2.3靠近空间凸轮连接板8.4的一侧依次安装有纵向滑轨组件8.6和横向滑轨组件8.5，空间凸轮连接板8.4与横向滑轨组件8.5连接，横向滑轨组件8.5用于实现空间凸轮连接板8.4
的横向定向移动，纵向滑轨组件8.6用于实现在空间凸轮连接板8.4的纵向定向移动；空间凸轮连接板8.4通过横向滑轨组件8.5和纵向滑轨组件8.6进行移动定位。具体地，纵向滑轨组件8.6包括设于滑块2.3靠近空间凸轮连接板8.4的一侧的纵向轨道和在纵向轨道上移动的第一移动小车；横向滑轨组件8.5包括横向轨道和在横向轨道上移动的第二移动小车，横向轨道能够在第一移动小车的带动下沿纵向轨道移动；第二移动小车与空间凸轮连接板8.4连接，能够实现空间凸轮连接板8.4在横向轨道上横向移动，在上料过程中，横向滑轨组件8.5顺着移动滑轨2.4横向移动，等移动到l型移动槽的竖槽部分时，纵向滑轨组件8.6使整个抓取移动装置8可以平稳纵向移动。滑块2.3上的斜线形槽2.6与纵向滑轨组件8.6和横向滑轨组件8.5相互配合，能够保证空间凸轮装置7在移动槽2.5中顺利往复。
39.伺服驱动装置1为整个装置提供动力，在一些具体的实施方式中，伺服驱动装置1为伺服电机，伺服电机通过变频器控制电机旋转速度，且可调速，最终实现抓取移动装置8移动弹壳的平稳性和多位置停止的精准性。
40.参照图6，抓取移动装置8还包括真空吸盘固定板8.2和l型连接板8.3，其中，真空吸盘固定板8.2用于固定多个真空吸盘9，真空吸盘9用于吸取装配体12，优选地，真空吸盘的数量为20个；定位销8.8位于真空吸盘固定板8.2的底部；l型连接板8.3位于真空吸盘固定板8.2的顶部，l型连接板8.3的一边连接真空吸盘固定板8.2，l型连接板8.3的另一边通过螺栓连接空间凸轮连接板8.4，空间凸轮连接板8.4用于带动抓取移动装置8在移动槽2.5中移动。
41.在一些具体的实施方式中，真空吸盘固定板8.2的两端设有传感器固定板8.1，弹壳定位传感器10固定于传感器固定板8.1的底部，两个弹壳定位传感器10分别与传感器固定板8.1的底部固定连接；真空吸盘固定板8.2的其中一端设有气管接头组件8.7，气管接头组件8.7用于对真空吸盘9进行吸放气以控制装配体上下料。
42.由于存在真空吸盘吸不上弹壳的概率，通过弹壳定位传感器10判断弹壳是否全部被真空吸盘吸上，具体地，弹壳定位传感器10采用光电检测器，通过光线被弹壳遮挡，来检测真空吸盘是否抓取弹壳，通过检测有无弹壳进行预检查，获取装配体是否上料以及上料后的位置信息。然后，通过视觉检测装置进行图像检测以判断是否合格。
43.在一些具体的实施方式中，视觉检测装置11对真空吸盘9吸取的多个装配体中底火形状进行编码以及拍照分析，并储存不合格品的位置数据。视觉检测装置11位于抓取移动装置8的下方，包括相机多角度调节装置5和两个相机，由于多个如20个弹壳排列长度比较长，设置一个相机的拍摄范围不够，因此并列放置两个相机同时拍摄，相机数量可以根据实际情况和具体检测要求进行调节，相机多角度调节装置5用于调节相机的拍照角度，为相机自带调节装置，相机与相机多角度调节装置5固定连接，相机多角度调节装置5具有用于调整角度的调节螺栓6，通过调节螺栓6可以实现调节相机的拍照角度。具体地，通过真空吸头一次性移动检测多个弹壳，并通过两个相机分别实现多个弹壳中底火形状进行编码以及拍照上传分析，并储存不合格品的位置数据，有利于满足生产节拍，提高生产效率。
44.本发明实施例中的用于实现多位置精准定位的底火形状视觉检测装置，其工作过程具体如下：
45.伺服驱动装置1带动曲柄滑块装置2将动力传送给滑块2.3，滑块2.3通过空间凸轮装置7在机架4上的移动槽2.5中来回移动；空间凸轮装置7带动抓取移动装置8移动，进行装
配体的抓取上料和移动，具体地，空间凸轮装置7同时连接抓取移动装置8上的空间凸轮连接板8.4，带动其在滑块2.3上的纵向滑轨组件8.6以及纵向滑轨组件8.6上的横向滑轨组件8.5上下左右移动，当沿横向滑轨组件8.5滑到了最右边，沿纵向滑轨组件8.6滑到了移动槽2.5如l型移动槽最下面，抓取移动装置8上的气管接头组件8.7吸气，真空吸盘9将模具中多个弹壳底火装配体吸住上料，弹壳定位传感器10检测装配体位置，空间凸轮装置7带动纵向滑轨组件8.6滑到最上方，横向滑轨组件8.5滑到l型移动槽最左侧，曲柄定位传感器3对其进行感应定位；视觉检测装置11对多个装配体中底火形状进行视觉检测，具体地，相机多角度调节装置5进行角度调节，视觉检测装置11对多个弹壳中底火形状进行编码以及拍照上传计算机分析，并储存不合格品的位置数据。
46.本发明上述实施例中的用于实现多位置精准定位的底火形状视觉检测装置，通过曲柄滑块装置2、空间凸轮装置7、抓取移动装置8、真空吸盘9以及视觉检测装置11等之间的配合，能够实现底火快速抓取、移动往返上下料和底火形状的图像检测等，可以满足弹壳底火装配体上下料以及拍照检测多位置精准定位，实现视觉检测底火压装入弹壳的装配体是否满足要求，在装配前期工序检测出不符合要求的弹壳底火装配体，满足产线节拍以及质量要求，从而提高现有的小口径枪弹装配体质量。
47.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。上述各优选特征在互不冲突的情况下，可以任意组合使用。