一种灵活换型式料盘检测设备

技术领域

本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种灵活换型式料盘检测设备。

背景技术

料盘，也称tray盘，在各种零件的加工定位中会经常用到。料盘上一般阵列排布有很多定位槽，每个定位槽中会定位放置小零件，这些小零件利用料盘进行统一移动。一些料盘会用作小零件的加工定位载体，所以这种料盘对表面平面度是有要求的，而且定位槽中也不能有缺陷，否则可能带来定位不准问题。

中国专利CN215784989U公开了一种TRAY盘全自动平面度检测机构，能够利用移动中的激光测高传感器对料盘进行平面度检测，达到6s/PCS的检测速度，检测精度达到±0.03mm。但是这这种检测机构中采用的机构检测平台能够固定的料盘尺寸是固定的。而一个工厂里可能涉及的料盘有很多种类，如果要换型需要重新配套机构检测平台，无法做到无缝衔接的换型检测。

因此需要提供一种新的检测设备来解决以上问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种灵活换型式料盘检测设备，可以兼容多个尺寸的料盘，设备系统会根据设定好的动作顺序完成检测和分类，所以实现了料盘检测的无缝换型，节省了调整时间。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种灵活换型式料盘检测设备，包括：

供收料单元，具有Y向平移运动与升降运动功能，实现多型号料盘的供收料，所述供收料单元包括平台、连接于所述平台下部的顶升组件以及由所述顶升组件驱动升降的Y向滑动组件，所述Y向滑动组件包括Y向滑台，所述Y向滑台上沿Y方向依次设有多个料仓；

正向推送单元，设置在所述供收料单元的X向一侧；

夹持移动单元，设置在所述供收料单元的X向另一相对侧且与所述正向推送单元相对设置，所述正向推送单元将所述供收料单元中的料盘推出至所述夹持移动单元上；

检测单元，设置在所述夹持移动单元移动路径的上方，对料盘进行扫描检测；

反向推送单元，设置在所述夹持移动单元上方，将所述夹持移动单元上的料盘推回到所述供收料单元中。

具体的，所述Y向滑动组件包括由所述顶升组件驱动的升降台、固定于所述升降台上的一对Y向滑轨、固定于两个Y向滑轨之间的滑动驱动电机以及由所述滑动驱动电机驱动的丝杆，所述Y向滑台由所述丝杆带动沿着所述Y向滑轨滑动；所述平台上沿Y向设置有固定架，所述固定架位于所述Y向滑台的一侧，所述Y向滑台在靠近所述固定架的一侧设有感应片，所述固定架上设有若干用来探测所述感应片的光电传感器。

进一步的，所述顶升组件包括固定设置于所述平台下方的电机座、连接于所述电机座上的顶升驱动电机、由所述顶升驱动电机驱动的主动齿轮、绕Z轴转动设置于所述电机座上的两根顶升螺杆、固定于所述顶升螺杆下端的从动齿轮、绕在所述主动齿轮和两个从动齿轮上的同步带以及位于所述平台和所述电机座之间的升降板，所述升降板上设有与所述顶升螺杆配合的螺套，所述升降板与所述升降台之间通过四根穿过所述平台的导杆连接，所述平台上设有与所述导杆配合的直线轴承，所述电机座的底部还设有若干调节所述同步带松紧的张力轮。

具体的，所述正向推送单元包括固定座、设于所述固定座上的一对下Y向滑轨、位于两个下Y向滑轨之间的Y向齿条、沿着所述下Y向滑轨滑动的下Y向滑台、设置于所述下Y向滑台上的行走驱动电机和第一推杆组件，所述行走驱动电机的驱动轴向下穿过所述下Y向滑台并在末端连接有行走齿轮，所述行走齿轮与所述Y向齿条啮合。

进一步的，所述下Y向滑台上设有一对上Y向滑轨，所述第一推杆组件包括沿着所述上Y向滑轨滑动的上Y向滑台、固定于所述上Y向滑台上的第一推杆和连接所述下Y向滑台与所述上Y向滑台的弹簧反馈机构，所述固定座上绕Y轴转动连接有托轮，所述托轮的最高点托住所述第一推杆的下表面以使其水平运动。

具体的，所述夹持移动单元包括十字移动组件和由所述十字移动组件驱动移动的对中夹持装置，所述十字移动组件包括上下叠放的Y向移动机构和X向移动机构，所述对中夹持装置包括连接于十字移动组件上的双开模组以及由所述双开模组驱动沿Y轴逆向运动的一对夹爪组件。

进一步的，所述夹爪组件包括受所述双开模组驱动的夹爪座、设于所述夹爪座内侧的检测轨道和沿着X方向并排设置于所述检测轨道外侧的若干导正轮，所述夹爪组件还包括沿着Y方向并排设置于导正轮外侧的杠杆夹爪和设于杠杆夹爪外侧的开爪气缸，所述杠杆夹爪的中部转动连接于所述夹爪座上，所述杠杆夹爪包括延伸至检测轨道上方的夹持端和位于所述夹持端反向的驱动端，所述驱动端的下表面与所述夹爪座的上表面之间夹持有压缩弹簧，所述开爪气缸竖直驱动一根沿Y向延伸的压杆，所述压杆的下表面同时压住每个驱动端的上表面。

进一步的，包括机架，所述机架上设有X向延伸的龙门架，所述反向推送单元和所述检测单元设于所述龙门架上，所述夹持移动单元位于所述龙门架的Y向一侧，所述反向推送单元和所述检测单元之间设有扫码机构，所述反向推送单元包括设于所述龙门架上部的X向移动模组和由所述X向移动模组驱动的第二推杆组件，所述第二推杆组件包括第二推杆和驱动所述第二推杆升降的升降气缸。

进一步的，所述对中夹持装置在靠近所述供收料单元一侧设有阻挡单元，所述阻挡单元包括阻挡块和驱动所述阻挡块升降的阻挡升降气缸，所述龙门架上设有检测料盘通过所述阻挡块的感应器，所述第二推杆组件还包括驱动所述第二推杆沿X向移动的倒退气缸。

进一步的，所述检测单元包括固定在所述龙门架上的激光测距仪、位于所述激光测距仪一侧的工业相机以及位于所述工业相机下方的环形光源。

本发明技术方案的有益效果是：

本设备可以兼容多个尺寸的料盘，设备系统会根据设定好的动作顺序完成检测和分类，所以实现了料盘检测的无缝换型，节省了调整时间。

附图说明

图1为实施例料盘平面度检测设备主要部分的立体图；

图2为实施例料盘平面度检测设备主要部分的俯视图；

图3为供收料单元与正向推送单元在第一视角的整体图；

图4为供收料单元与正向推送单元在第二视角的整体图；

图5为正向推送单元去保护壳状态的立体图；

图6为夹持移动单元在夹持料盘时的立体图；

图7为料盘被对中夹持装置和阻挡单元定位时的位置关系图；

图8为单个夹爪组件的立体图；

图9为龙门架及其上部固定部件的整体图。

图中数字表示：

1-料盘。

2-料盘平面度检测设备，

21-机架，211-龙门架，2111-感应器；

22-供收料单元，221-平台，2211-直线轴承，222-顶升组件，2221-电机座，2222-顶升驱动电机，22221-主动齿轮，2223-顶升螺杆，22231-从动齿轮，2224-同步带，2225-张力轮，2226-升降板，22261-螺套，2227-导杆，223-Y向滑动组件，2231-升降台，2232-Y向滑轨，2233-滑动驱动电机，22331-丝杆，2234-Y向滑台，224a-第一料仓，224b-第二料仓，224c-第三料仓，224d-第四料仓，225-固定架，2251-光电感应器；

23-正向推送单元，231-固定座，2311-下Y向滑轨，2312-Y向齿条，232-下Y向滑台，2321-上Y向滑轨，233-行走驱动电机，2331-行走齿轮，234-第一推杆组件，2341-上Y向滑台，2342-第一推杆，2343-弹簧反馈机构，235-托轮，236-保护壳，

24-反向推送单元，241-X向移动模组，242-第二推杆组件，2421-第二推杆，2422-倒退气缸，2423-升降气缸，

25-夹持移动单元，251-十字移动组件，2511-Y向移动机构，2512-X向移动机构，252-对中夹持装置，2521-双开模组，2522-夹爪组件，25221-夹爪座，25222-检测轨道，25223-导正轮，25224-杠杆夹爪，25225-压缩弹簧，25226-开爪气缸，25227-压杆，

26-检测单元，261-激光测距仪，262-工业相机，263-环形光源，

27-阻挡单元，271-阻挡块，272-阻挡升降气缸，

28-扫码机构。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例：

如图1和图2所示，如图1至图3所示，本发明的一种灵活换型式料盘检测设备2，包括：机架21、供收料单元22、正向推送单元23、反向推送单元24、夹持移动单元25、检测单元26、阻挡单元27和扫码机构28。

如图1、图2和图9所示，机架21上设有X向延伸的龙门架211，反向推送单元24和检测单元26设置于龙门架211上，夹持移动单元25位于龙门架211的Y向一侧，扫码机构28位于反向推送单元24和检测单元26之间。正向推送单元23设置在供收料单元22的X向一侧；夹持移动单元25设置在供收料单元22的X向另一相对侧且与正向推送单元23相对设置，正向推送单元23将供收料单元22中的料盘1推出至夹持移动单元25上；检测单元26设置在夹持移动单元25移动路径的上方，对料盘1进行扫描检测；反向推送单元24设置在夹持移动单元25上方，将夹持移动单元25上的料盘1推回到供收料单元22中。

供收料单元22用来放置待检测的料盘1以及分类回收检测完的料盘1，正向推送单元23用来将料盘1从供收料单元22推送到夹持移动单元25上夹持定位，夹持移动单元25用来夹住料盘1，然后平移经过扫码机构28和检测单元26下方。反向推送单元24用来将料盘1从夹持移动单元25上推回供收料单元22。扫码机构28能够辨认料盘1上的编码，从而将料盘1的序号与检测结果一一对应。

如图6所示，夹持移动单元25包括十字移动组件251和由十字移动组件251驱动移动的对中夹持装置252，十字移动组件251包括上下叠放的Y向移动机构2511和X向移动机构2512，对中夹持装置252包括连接于十字移动组件251上的双开模组2521以及由双开模组2521驱动沿Y轴逆向运动的一对夹爪组件2522。

双开模组2521会先让夹爪组件2522张开一定宽度，使料盘1可以顺利进入到两个夹爪组件2522之间，然后再让夹爪组件2522靠近夹持料盘1。在料盘1已经被夹紧以后，十字移动组件251能够从XY两个方向调整料盘1位置，直到进入检测单元26的检测范围，料盘1在连续的移动中完成平面度检测。

如图8所示，夹爪组件2522包括受双开模组2521驱动的夹爪座25221、设于夹爪座25221内侧的检测轨道25222、沿着X方向并排设置于检测轨道25222外侧的若干导正轮25223、沿着X方向并排设置于导正轮25223外侧的杠杆夹爪25224和设于杠杆夹爪25224外侧的开爪气缸25226，杠杆夹爪25224的中部转动连接于夹爪座25221上，杠杆夹爪25224包括延伸至检测轨道25222上方的夹持端和位于夹持端反向的驱动端，驱动端的下表面与夹爪座25221的上表面之间夹持有压缩弹簧25225，开爪气缸25226竖直驱动一根沿Y向延伸的压杆25227，压杆25227的下表面同时压住每个驱动端的上表面。

当两个夹爪组件2522打开时，两个检测轨道25222能让料盘1从中间穿过，导正轮25223引导料盘1以较低的摩擦阻力移动，料盘1就位前，压杆25227下压驱动端而使夹持端翘起；当料盘1调整好位置时，两个夹爪组件2522互相靠近，两侧导正轮25223同时与料盘1的侧面接触，开爪气缸25226驱动压杆25227上升，此时压缩弹簧25225释放弹力，从而使夹持端保持料盘1的夹紧。

如图2至图4所示，供收料单元22包括设于机架21上的平台221、连接于平台221下部的顶升组件222、由顶升组件222驱动升降的Y向滑动组件223和沿Y向设置于平台221上的固定架225，Y向滑动组件223包括由顶升组件222驱动的升降台2231、固定于升降台2231上的一对Y向滑轨2232、固定于两个Y向滑轨2232之间的滑动驱动电机2233、由滑动驱动电机2233驱动的丝杆22331以及由丝杆22331带动并沿着Y向滑轨2232滑动的Y向滑台2234，Y向滑台2234上沿Y方向依次设有四个料仓（第一料仓224a、第二料仓224b、第三料仓224c和第四料仓224d），固定架225位于Y向滑台2234的一侧， Y向滑台2234在靠近固定架225的一侧设有感应片（未露出），所述固定架225上设有若干用来探测感应片的光电传感器2251。双开模组2521根据光电传感器2251的信号控制两个夹爪组件2522的间距。

第一料仓224a、第二料仓224b、第三料仓224c和第四料仓224d分别用来放置不同类型的料盘1，实际应用中，料仓的数量可以与料盘1的种类对应，所以不局限于四个。料盘1是上下分层放置在各个料仓中的，所以为了料盘1到达检测的高度，需要利用顶升组件222使料盘1能够上下调节位置。被选中的料盘1在检测的过程中会在同一高度进行移动。Y向滑动组件223则是驱动所有料仓沿Y方向切换位置，每当一个料仓正对正向推送单元23时，总有一个光电传感器2251检测到感应片，此时就能保证Y向滑台2234的位置精度。若料盘1太窄，对中夹持装置252张开距离太大，料盘1就会从对中夹持装置252中间坠落，无法继续检测；为了避免以上情况，设备的控制系统会提前设定好料盘1的种类、料仓的位置、对中夹持装置252的张开距离之间的关联，只要选定料盘1，相应的料仓就会自动与正向推送单元23对准，对中夹持装置252的张开距离就会自动与料盘1的宽度匹配，这样就实现了设备对不同尺寸料盘检测的无缝换型。

如图3和图4所示，顶升组件222包括固定设置于平台221下方的电机座2221、连接于电机座2221上的顶升驱动电机2222、由顶升驱动电机2222驱动的主动齿轮22221、绕Z轴转动设置于电机座2221上的两根顶升螺杆2223、固定于顶升螺杆2223下端的从动齿轮22231、绕在主动齿轮22221和两个从动齿轮22231上的同步带2224以及位于平台221和电机座2221之间的升降板2226，升降板2226上设有与顶升螺杆2223配合的螺套22261，升降板2226与升降台2231之间通过四根穿过平台221的导杆2227连接，所述平台221上设有与导杆2227配合的直线轴承2211。电机座2221的底部还设有若干调节同步带2224松紧的张力轮2225。

顶升组件222的升降原理是顶升驱动电机2222通过齿轮同步带机构同时带动两个顶升螺杆2223同步旋转，顶升螺杆2223通过与螺套22261配合带动升降台2231升降。这里升降台2231、升降板2226、导杆2227构成了一种长方框支架，而直线轴承2211引导该长方框支架以低摩擦的状态升降。这种驱动方式升降平稳，调节高度精准，不会有剧烈的抖动，降低了料盘1掉落的风险。

如图5所示，正向推送单元23包括固定座231、设于固定座231上的一对下Y向滑轨2311、位于两个下Y向滑轨2311之间的Y向齿条2312、沿着下Y向滑轨2311滑动的下Y向滑台232、设置于下Y向滑台232上的行走驱动电机233和第一推杆组件234，行走驱动电机233的驱动轴向下穿过下Y向滑台232并在末端连接有行走齿轮2331，行走齿轮2331与Y向齿条2312啮合。固定座231上设有保护壳236。

第一推杆组件234对料盘1提供X向的推力，其动力是由齿轮齿条机构传动的。这种结构推送平稳，能够避免料盘1加速过快而掉落，保证了操作安全。保护壳236能够防止异物进入正向推送单元23中而干扰到内部机构的动作。

如图4和图5所示，下Y向滑台232上设有一对上Y向滑轨2321，第一推杆组件234包括沿着上Y向滑轨2321滑动的上Y向滑台2341、固定于上Y向滑台2341上的第一推杆2342和连接下Y向滑台232与上Y向滑台2341的弹簧反馈机构2343。固定座231上绕Y轴转动连接有托轮235，托轮235的最高点托住第一推杆2342的下表面以使其水平运动。

此处的第一推杆2342结构扁平，所以要用托轮235托住以免其前端上下晃动而不能很好地接触料盘1的侧边。在料盘1接触第一推杆2342时，推力的反作用力会导致弹簧反馈机构2343压缩，这就能够表征第一推杆2342已经正常接触料盘1，否则会报错停机。

如图7所示，阻挡单元27设于对中夹持装置252靠近供收料单元22一侧，阻挡单元27包括阻挡块271和驱动阻挡块271升降的阻挡升降气缸272。龙门架211上设有检测料盘1通过阻挡块271的感应器2111。

当料盘1要在供收料单元22和夹持移动单元25之间互换位置时，阻挡升降气缸272驱动阻挡块271下降到料盘1的输送面以下。当料盘1完全通过阻挡块271的上方并移动到夹持移动单元25一侧后，阻挡块271升起到输送面以上，反向推送单元24推动料盘1抵靠在阻挡块271上，夹持移动单元25再夹紧料盘1，完成料盘1的固定。

如图9所示，反向推送单元24包括设于龙门架211上部的X向移动模组241和由X向移动模组241驱动的第二推杆组件242，第二推杆组件242包括第二推杆2421、驱动第二推杆2421沿X向移动的倒退气缸2422和驱动第二推杆2421升降的升降气缸2423。

当料盘1要往检测单元26下方移动时，第二推杆2421必须离开料盘1的输送面，所以此时升降气缸2423需要先带动第二推杆2421上升，夹持移动单元25就能携带料盘1通过；当料盘1检测完毕需要返回供收料单元22时，第二推杆2421先下降，然后X向移动模组241驱动第二推杆2421将料盘1推往第二料仓224b或第三料仓224c；料盘1需要进行定位时，第二推杆2421要先下降到料盘1的输送面，然后倒退气缸2422反向推动料盘1，使料盘1靠住阻挡块271，因为虽然X向移动模组241也能使第二推杆2421沿X向移动，但是推力太大，容易把阻挡块271撞歪而使其丧失定位基准功能，所以采用推力较小、行程较短的倒退气缸2422，从而延缓阻挡块271的损坏。

如图9所示，检测单元26包括固定在龙门架211上的激光测距仪261、位于激光测距仪261一侧的工业相机262以及位于工业相机262下方的环形光源263。

激光测距仪261用来检测料盘1的平面度，工业相机262用来检测料盘1的表面缺陷。激光测距仪261和工业相机262都是固定在龙门架211上的，夹持移动单元25会驱动料盘1在水平面内移动而完成检测，两个检测同时进行能够提高总的检测周期。因为激光测距仪261此时是保持不动的，所以不会有快速运行时变形损坏的问题，保证了部件的使用寿命。环形光源263能够保证料盘1在工业相机262检测时周围具有足够的亮度。当料盘1移动到工业相机262下方时，环形光源263会从周围斜向下地对料盘1的上表面进行打光，从而使工业相机262能够得到比较清晰的料盘1上表面图像，避免误判。

本设备的工作流程为：

1、选型：第一料仓224a、第二料仓224b、第三料仓224c、第四料仓224d）中各自会确定下方的一些空置仓位作为不良品位，Y向滑动组件223驱动第一料仓224a与对中夹持装置252对中，与第一料仓224a对应的光电感应器2251感应到感应片，从而确定料盘1的类型，对中夹持装置252的张开距离会调整到与料盘1的宽度匹配，即两侧导正轮25223在Y方向的距离等于料盘1宽度上增加几毫米的调整宽度，此时两个检测轨道25222的距离小于料盘1的宽度，所以能够托住料盘1的下表面，阻挡块271下降，顶升组件222驱动第一料仓224a升高，使待检料盘1位于第一推杆2342的推送高度，第一推杆2342推动料盘1通过检测轨道25222之间，当感应器2111感应到料盘1完全通过后第一推杆2342缩回；

2、定位：阻挡升降气缸272驱动阻挡块271升起，倒退气缸2422使第二推杆2421推动料盘1至接触阻挡块271，第二推杆2421缩回，双开模组2521驱动夹爪组件2522夹住料盘1的两侧，开爪气缸25226驱动杠杆夹爪25224从上方压住料盘1的两边，阻挡块271下落；

3、扫码：在保持对中夹持装置252夹紧料盘1的情况下，十字移动组件251控制料盘1的扫码区靠近扫码机构28完成扫码记录；

4、检测：在保持对中夹持装置252夹紧料盘1的情况下，十字移动组件251控制料盘1经过检测单元26的下方，激光测距仪261和工业相机262分别扫描料盘1的上表面而完成检测；

5、分类：夹持移动单元25回到初始位置并打开，按照检测结果，第一料仓224a的原仓位或不良品仓位会择一停在夹持移动单元25的出料方向并对齐料盘1的高度，升降气缸2423驱动第二推杆2421下降，Y向移动机构2511控制第二推杆2421将料盘1投入仓位。

当料盘1来自第二料仓224b、第三料仓224c或第四料仓224d时只需要切换料仓同上述过程一样操作即可。本设备可以兼容多个尺寸的料盘1，设备系统会根据设定好的动作顺序完成检测和分类，所以实现了料盘1检测的无缝换型，节省了调整时间。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，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。