一种螺丝直线度检测机构及螺丝自动化检测设备

技术领域

本发明涉及机械领域，更具体地说，是一种螺丝直线度检测机构以及一种具备了该螺丝直线度检测机构的螺丝自动化检测设备。

背景技术

螺丝的出厂需要进行各种精度达标检测。目前对于螺丝的检测均是采用人工使用专业的工具进行检测。尤其是在针对螺丝直线度的检测时，是通过一个标准尺进行靠边测量。这种人工测量会因为检测员的主观意识或者操作规范而存在一些不可避免的偏差，检测不准确且效率低下。面对大批量的产品，目前采用的是人工抽检的方式完成检测。而这类抽检方式并不能确保所有产品的质量达标且工作效率低下，准确率低。

发明内容

由于现有技术存在上述技术缺陷，本申请提出一种螺丝直线度检测机构，其目的在于克服现有技术中检测方式工作效率低下，准确率低的问题。

本申请的公开一种螺丝直线度检测机构，其包括：

手指气缸夹，其固定于一夹子安装下板上，所述夹子安装下板通过连接轨道与所述夹子安装上板连接在一起并通过一气缸带动所述夹子安装下板沿着所述连接轨道相对所述夹子安装上板前后移动；所述夹子安装上板通过一驱动机构驱动其上下移动；

压紧轴，其穿过弹簧后通过一直线轴承安装于压紧轴连接板上，所述压紧轴连接板通过一压紧轴安装板固定到检测位置上方；所述压紧轴的上端穿过所述压紧轴连接板，且在所述压紧轴的上端部安装有一接触板以及锁紧垫片，所述接触板上设有接触传感器；

直线度检具，其通过滑块连接于一顶升轨道板的轨道上，且所述直线度检具对准压紧轴所在中心轴线；所述滑块与检具驱动连接，通过所述检具驱动所述直线度检具直线上下滑动。

较佳的是，所述直线度检具通过抱箍结合于所述滑块上，所述滑块通过一磁性件连接于所述检具驱动上，所述磁性件包括：

内设磁铁的吸铁盒，其连接端穿过所述顶升轨道板的开孔与位于所述顶升轨道板背面的所述检具驱动连接，且吸铁盒主体位于所述顶升轨道板的正面；

磁铁板，其位于所述滑块底部，且其一端部伸出吸附于所述吸铁盒主体的底部；

所述磁铁板在所述吸铁盒的带动下拉动所述滑块随着所述检具驱动上下移动；一旦直线度检具所受阻力大于磁铁吸力，所述磁铁板与所述吸铁盒脱离，所述滑块失去磁铁板的推力，回落至原位置。

较佳的是，所述驱动机构包括一步进电机以及与该步进电机相连的丝杆，所述步进丝杆连接所述夹子安装上板，所述步进电机通过带动所述步进丝杆而驱动所述夹子安装上板运动。

较佳的是，所述检具驱动包括一伺服电机、轴承座、伺服丝杆及升降板，所述伺服电机通过安装板固定于所述顶升轨道板的底部，所述轴承座固定于所述顶升轨道板的背面，所述伺服丝杆连接于所述伺服电机上，所述升降板连接于所述伺服丝杆上，所述升降板结合于所述顶升轨道板背面的轨道上。

由于采用上述技术手段，本申请的螺丝直线度检测机构可实现精准测量，避免人工测量的主观误差并提高检测效率。

本申请还公开一种螺丝自动化检测设备，其包括上料工位、检测工位、下料工位以及一控制系统，所述上料工位用于快速供料；所述检测工位用于完成对所述螺丝的数据检测；所述下料工位用于对所述螺丝分类整齐归置；所述控制系统用于接收、分析并控制各所述工位上的设备运作；所述检测工位上设有：

一螺丝接料转盘，沿着其外边缘设有齿位槽，所述螺丝接料转盘通过一动力机构带动转动，所述螺丝接料转盘承接所述上料工位和下料工位；

螺丝高度或/和直径检测器，其设于螺丝接料转盘旁，用于检测所述齿位槽内对应其检测位上的螺丝的高度或/和直径；

如上所述的螺丝直线度检测机构，其设于螺丝接料转盘旁，其用于检测所述齿位槽内对应其检测位上的螺丝的直线度；

牙伤检测器，其设于螺丝接料转盘旁，所述牙伤检测器用于检测所述齿位槽内对应其检测位上的螺丝的齿牙是否受损；

所述螺丝高度或/和直径检测器、螺丝直线度检测机构及牙伤检测器将检测数据传输给所述控制系统，所述控制系统根据该检测数据与标准值比对判断所检测螺丝的合格与否并记录该螺丝的位置

较佳的是，所述螺丝高度或/和直径检测器包括：

螺丝头部第一压紧机构，其设于所述螺丝接料转盘旁，其用于将对应于所述螺丝头部第一压紧机构检测位上的所述齿位槽内的螺丝进行头部压紧；

螺丝高度或/和直径影像检测机构，其位于所述螺丝头部压紧机后方，用于拍摄被所述螺丝头部第一压紧机构压紧头部的所述螺丝，获取高度或/和直径数值并传送给所述控制系统。

较佳的是，所述牙伤检测器包括螺丝头部第二压紧机构和牙伤影像检测机构，其中：

螺丝头部第二压紧机构，其设于所述螺丝接料转盘旁，其用于将对应于所述螺丝头部第二压紧机构检测位上的所述齿位槽内的螺丝进行头部压紧；

牙伤影像检测机构，包括：

固定座，其设于固定于所述螺丝接料转盘下方，所述固定座上设有一圆形定位盘；相机，其通过连接支架固定于所述圆形定位盘上，所述相机对准被所述螺丝头部第二压紧机构压紧的螺丝的齿牙部并获取该处影像传送给所述控制系统。

较佳的是，所述下料工位包括：

下料装置，其设于所述螺丝接料转盘旁，所述下料装置包括一良品下料机构以及一不良品下料机构；

直振式出料轨道机构，其包括一倾斜导轨以及与所述倾斜导轨相连的直振式平送机，所述直振式平送机带动所述螺丝沿着所述倾斜导轨滑动到所述倾斜导轨的底部；

摆盒机构，其固定于一底板上且位于所述倾斜导轨的底部，所述摆合机构将滑到所述倾斜导轨底部的所述螺丝夹取并输送到对应的储料盒内；

移动式储料机构，其固定于所述摆合机构行程内，所述移动式储料机构包括：

底部框架，其上端面设有轨道面；

托盘，其通过滑块连接于所述轨道面上的轨道，所述托盘通过一驱动机构带动其移动；

储料盒，其放置于所述托盘上。

较佳的是，所述螺丝接料转盘的旁侧设有螺丝护盘，所述螺丝护盘的内侧边缘与所述螺丝接料转盘的外侧边缘弧度一致。

较佳的是，所述上料工位包括送料机以及直振式送料轨道；所述直振式送料轨道包括：

送料导轨，其倾斜设立，所述送料导轨的上端连接送料机且其下端对接所述检测工位的螺丝接料转盘；所述送料导轨上设有压盖，所述压盖与所述送料导轨上表面保持一间隙，该间隙以单个所述螺丝上端部能通过为准；

护料机构，其设于所述送料导轨的下端，所述护料机构用于防止所述螺丝卡住所述螺丝接料转盘；所述护料机构包括：

护料驱动，其通过支架固定于所述送料导轨的一侧；

护料推板，其连接于所述护料驱动上，且所述护料推板设于所述送料导轨及压盖之间，所述护料推板在所述护料驱动的带动下覆盖或让出所述送料导轨的导槽以便阻止或放行所述导槽内的所述螺丝；

直振机，其连接于所述送料导轨下方，带动所述送料导轨振动传输所述螺丝在所述导槽内移动。

此外，本申请的螺丝自动化检测设备能够实现螺丝的自动化检测，检测项目更是包括了螺丝高度、直径、直线度、牙伤以及头部等多项，提高了螺丝的检测效率以及准确率，可满足大批量生产的需求。

附图说明

图1为本申请的螺丝自动化检测设备的整体结构示意图；

图2为本申请的图1实施例内部示意图；

图3为本申请的上料工位的直振式送料轨道的结构示意图；

图4为本申请的螺丝直线度检测机构的结构示意图一；

图5为本申请的螺丝直线度检测机构的结构示意图二；

图6为本申请的螺丝直线度检测机构的爆炸示意图；

图7为本申请的牙伤影像检测机构的相机示意图；

图8为本申请带螺丝护盘的局部结构示意图；

图9为本申请的直振式出料轨道；

图10A和图10B为本申请的摆合机构的结构示意图；

图11为本申请的移动式储料机构的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

请参见图1和图2所示，图1为本申请的螺丝自动化检测设备的整体结构示意图，图2为本申请图1的内部示意图。本申请的螺丝自动化检测设备包括了上料工位A、检测工位B以及下料工位C以及一个控制系统(PLC)。所述上料工位A用于快速供料；所述检测工位B用于完成对所述螺丝D的数据检测；所述下料工位C用于对所述螺丝分类整齐归置；所述控制系统PLC用于接收、分析并控制各所述工位上的设备运作。上料工位A和检测工位B罩设在隔音罩1内，减少操作间内的噪音。如图2所示，上料工位A和检测工位B设于柜体2上方，各动力设备等布设于所述柜体2内部。

如图2所示，本申请的上料工位A包括了振动盘送料机3以及直振式送料轨道4。直振式送料轨道4上端连接振动盘送料机3，将振动盘送料机3传送来的螺丝输送到直振式送料轨道4的下端。

结合图3所示，所述直振式送料轨道4包括了送料导轨41、压盖42、护料机构43及直振机44。送料导轨41倾斜设立，使得送料导轨41的导槽内的螺丝D可在重力影响下下滑。所述送料导轨41的上端连接振动盘送料机3且所述送料导轨41的下端对接所述检测工位B的螺丝接料转盘5。所述送料导轨41上设有压盖42，所述压盖42与所述送料导轨41上表面保持一间隙，该间隙以单个所述螺丝上端部能通过为准，为此可以确保螺丝单个有序的排列于所述送料导轨41的导槽内。为实现压盖42的转弯设计，在压盖42的底部通过连接轴连接一短轴45，避免了压盖42的高成本制作。护料机构43设于所述送料导轨41的下端，所述护料机构43用于防止所述螺丝D卡住所述螺丝接料转盘5。如图3所示，所述护料机构43包括了护料驱动431以及护料推板432。本申请的护料驱动431为一气缸结构，其通过支架固定于送料导轨41的一侧上。护料推板432连接于所述护料驱动431上。所述护料推板432设于所述送料导轨41及压盖42之间。所述护料推板432在所述护料驱动431的带动下覆盖或让出所述送料导轨41的导槽以便阻止或放行所述导槽内的所述螺丝D。直振机44连接于所述送料导轨41下方，带动所述送料导轨41振动传输所述螺丝D在所述导槽内移动。所述直振式送料轨道4是结合了倾斜加振动的方式，振动可以送料，倾斜也可以送料，二者合在一是要保证在送料过程中的传送流畅，倾斜轨道螺丝叠在一起会有一个下压力，会推这前面的料快速到位，进料会更快，提高了自动检测的速度。

在接近所述送料导轨41下端部的两侧设有光纤传感器46，该光纤传感器46用于探测所述送料导轨41的导槽内是否存在所述螺丝，并发送一送料确认信息给所述控制系统PLC。所述控制系统PLC根据该送料确认信息控制振动盘送料机3以及直振式送料轨道4的直振机的工作状态。

如图2所示，所述送料导轨41的下端部与所述螺丝接料转盘5相对接。在所述送料导轨41下端部与所述螺丝接料转盘5相对接处的下端设有一送料传感器，所述送料传感器用于检测所述螺丝接料转盘5的对接上料的齿位槽内是否存在所述螺丝D，并产生一上料确认信息给所述控制系统PCL。所述控制系统PCL根据该上料确认信息控制直振式送料轨道4以及螺丝接料转盘5的工作。

请结合图2所示，在检测工位B上设置了螺丝接料转盘5、螺丝高度和直径检测器6、螺丝直线度检测机构7及牙伤检测器8，以便对螺丝D进行全面的检测。

如图2所示，所述螺丝接料转盘5固定于检测工位B的中间位置，所有检测器件沿着其外边缘设置。结合图2和图8所示，在所述螺丝接料转盘5的外边缘设有若干齿位槽51，所述齿位槽51用于承接螺丝D。所述螺丝接料转盘5由底部的动力机构驱动其转动，该动力机构也是由控制系统PLC控制的。参见图8所示，为防止所述螺丝D在所述螺丝接料转盘5转动的过程中因离心力掉落而特意设置了一螺丝护盘9，所述螺丝护盘9的内侧边缘与所述螺丝接料转盘5的外侧边缘弧度一致。

参见图2所示，在所述螺丝接料转盘5的第一检测位上设置了螺丝高度和直径检测器6。所述螺丝高度和直径检测器6包括螺丝头部第一压紧机构61、螺丝高度影像检测机构62和螺丝直径影像检测机构63。

螺丝头部第一压紧机构61设于所述螺丝接料转盘5旁。螺丝头部第一压紧机构61用于将对应于所述螺丝头部第一压紧机构61检测位上的所述齿位槽内的螺丝进行头部压紧，确保后续检测的准确率。

螺丝高度影像检测机构62和螺丝直径影像检测机构63分别设于所述螺丝头部第一压紧机构61后方，用于拍摄被所述螺丝头部第一压紧机构61压紧头部的所述螺丝，获取所述螺丝的高度和直径数值并传送给所述控制系统。

请参见图2所示，本申请还设置了螺丝直线度检测机构7，其用于检测所述齿位槽内对应其检测位上的螺丝的直线度。所述螺丝直线度检测机构7设于螺丝接料转盘5旁，位于所述螺丝高度影像检测机构62和螺丝直径影像检测机构63的下一工位。

所述螺丝直线度检测机构7的详细结构描述如下：

参见图4-图6所示，手指气缸夹71固定于一夹子安装下板72上。所述夹子安装下板72通过连接轨道74与所述夹子安装上板73连接在一起并通过一气缸75带动所述夹子安装下板72沿着所述连接轨道74相对所述夹子安装上板73前后移动。所述夹子安装上板73通过一驱动机构驱动其上下移动。所述驱动机构包括一步进电机76以及与该步进电机76相连的丝杆77，所述步进丝杆77连接所述夹子安装上板73，所述步进电机76通过带动所述步进丝杆77而驱动所述夹子安装73上板上下运动。

如图4所示，压紧轴78穿过弹簧79后通过一直线轴承710安装于压紧轴连接板711上。所述压紧轴连接板711通过一压紧轴安装板712固定到检测位置上方。所述压紧轴78的上端穿过所述压紧轴连接板711，且在所述压紧轴78的上端部安装有一接触板713以及锁紧垫片714，所述接触板713上设有接触传感器。该接触传感器感测到锁紧垫片的锁紧状态，并将该锁紧确认信息发送给所述控制系统PLC。

如图4至图6所示，直线度检具703通过抱箍704结合于滑块715上。滑块715连接于一顶升轨道板716的轨道7161上。所述直线度检具703对准压紧轴78所在中心轴线。所述滑块715与检具驱动连接，通过所述检具驱动所述直线度检具703直线上下滑动。

请详细参见图6所示，所述滑块715通过一磁性件连接于所述检具驱动上，所述磁性件包括：内设磁铁716的吸铁盒717以及磁铁板718。吸铁盒连接端7171穿过所述顶升轨道板716的开孔7161与位于所述顶升轨道板716背面的所述检具驱动连接，且吸铁盒主体7172位于所述顶升轨道板716的正面。磁铁板718位于所述滑块715底部，且磁铁板718一端部伸出吸附于所述吸铁盒主体7172的底部。在本实施例中，磁铁板718为三个一起使用。所述磁铁板718在所述吸铁盒717的带动下推动所述滑块715随着所述检具驱动上下移动。一旦直线度检具703所受阻力大于磁铁吸力，所述磁铁板718与所述吸铁盒717脱离，所述滑块715失去磁铁板718的推力，回落至起始位。此磁性件可以在卡料的状态下有效的保护直线度检具703。

如图5和图6所示，所述检具驱动包括一伺服电机719、轴承座720、伺服丝杆721及升降板722。所述伺服电机719通过伺服电机安装板723固定于所述顶升轨道板716的底部，所述轴承座720固定于所述顶升轨道板716的背面，所述伺服丝杆721连接于所述伺服电机719上，所述升降板722连接于所述伺服丝杆721上，所述升降板722结合于所述顶升轨道板716背面的轨道上。

所述螺丝直线度检测机构7工作原理为下所述：

当螺丝在螺丝接料转盘5的带动下转动到螺丝直线度检测机构7的检测工位时，步进电机76转动带动步进丝杆77向下运动。步进丝杆77带动压紧轴安装板712一同向下运动。压紧轴78跟着向下运动。当压紧轴78接触到螺丝D的头部时，弹簧D被压缩，锁紧垫片714被抬起，压紧轴安装板712下降到设定位置，步进电机76停止运动。气缸75带动所述夹子安装下板72向前移动，手指气缸夹子42夹紧螺丝D，防止螺丝D在后续测试过程中发生倾斜，影响精度。伺服电机719转动带动升降板722向上运动。磁铁盒子717吸住磁铁板718也随着升降板722向上运动。磁铁板718推动滑块715带动抱箍704及直线度检具703一起向上运动。等到螺丝D头部开始进入直线度检具703时，手指气缸夹子71处设置的感应器感应到发送一信号给所述手指气缸夹子71，所述手指气缸夹子71松开，气缸75将所述夹子安装下板72推回原位置。直线度检具703继续上升，到达设定判定位置(提前设定的检测位置)时伺服电机719停止运动。此时，如果螺丝D直线度合格，则螺丝能够全部插进直线度检具703；若不合格则会有一段螺丝D露出在外面，压紧轴78会被螺丝D顶起，不合格的螺丝D的头部相对合格螺丝D的头部会高出。步进电机76反转，压紧轴78会慢慢升高，此时螺丝D头部矮的(合格的螺丝D)会最先脱离，脱离的瞬间锁紧垫片714与接触板713的接触传感器感应到脱离信号，并将该脱离信号发送到控制系统PLC，控制系统PLC根据脱离信号的时间顺序及步进电机76的脉冲运算得出螺丝头部的高度尺寸，超过标准高度的则为不良品。控制系统PLC将记录判定的结果，并控制后续下料工位进行分类下料。

参见图2所示，所述螺丝直线度检测机构7的下一检测工序为所述牙伤检测器8。所述所牙伤检测器8设于螺丝接料转盘5旁，其用于检测所述齿位槽内对应其检测位上的螺丝的齿牙是否受损。所述牙伤检测器8包括螺丝头部第二压紧机构81和牙伤影像检测机构82。

参见图2所示，所述螺丝头部第二压紧机构81包括固定架和伸缩压轴。固定架设于所述螺丝接料转盘外边缘上方且正对所述齿轮槽。伸缩压轴固定于所述固定架上，且由电机驱动上下运动，所述伸缩压轴正对所述齿轮槽内的所述螺丝。螺丝头部第二压紧机构81主要用于压紧检测位置上齿轮槽的头部，提高测量精确度。

结合图2和图7所示，牙伤影像检测机构82包括固定座821、圆形定位盘822以及相机823。固定座821设于固定于所述螺丝接料转盘5下方，所述固定座821上设有一圆形定位盘822。圆形定位盘822上均匀分布四个连接支架824，每个连接支架824上通过滑轨825固定一个相机823。各所述相机823对准被所述螺丝头部第二压紧机构81压紧的螺丝的齿牙部并获取该处影像传送给所述控制系统。

参见图2所示，本申请检测工位上还包括一螺丝头部影像检测器10，用于检测螺丝D头部的开槽或直径。所述螺丝头部影像检测器10包括调节立杆101、环形光照部103及检测相机102等。调节立杆101的底部活动的连接于所述螺丝接料转盘5旁。环形光照部103连接于所述调节立杆101上且位于所述齿轮槽的正上方，所述环形光照部产生光照。检测相机102固定于所述调节立杆101的顶端，正对所述环形光照部103以及所述齿轮槽的正上方用于拍摄所述环形光照部的环形圈内反射的待测螺丝的头部影像。所述检测相机102将获取的头部影像发送给所述控制系统PLC。

请结合图2以及图8至图10所示，为本申请的所述下料工位C。该下料工位C包括下料装置11、直振式出料轨道机构12、摆盒机构13及移动式储料机构14。

如图8所示，所述下料装置11结合设置于护盘9上。所述下料装置11包括一良品下料机构111以及一不良品下料机构112。

其中，不良品下料机构112包括一下料驱动机构以及一拨件1121构成。。拨件1121通过螺栓设于所述护盘9的上部，护盘9对应处设有一不良品下料口。随着所述螺丝接料转盘5的转动，所述拨件1121的端部弯曲可将齿位槽内的不良螺丝D带离齿位槽掉落到所述不良品下料口，所述不良品下料口下方设有接料盒。

所述良品下料机构111包括一下料气缸1111、顶料杆1112以及一推料机构。所述推料机构位于良品下料口处，其位于螺丝接料转盘5的下方。所述顶料杆1112的作用是当遇到不良品时，顶料杆1112关闭，螺丝可以顺利的转到不良品下料机构112，不让其掉落；当遇到良品时顶料杆1112打开，螺丝被一推料机构推入出料轨道。所述下料气缸1111由所述控制系统控制。直振式出料轨道机构12的上端对接于所述良品下料机构111的下方。直振式出料轨道机构12包括一倾斜导轨121以及与所述倾斜导轨121相连的直振式平送机122。螺丝D掉落到所述倾斜导轨121中，所述直振式平送机122带动所述螺丝D沿着所述倾斜导轨121滑动到所述倾斜导轨的底部。摆盒机构13位于所述倾斜导轨121的底部处，所述摆合机构13将滑到所述倾斜导轨121底部的所述螺丝D夹取并输送到对应的移动式储料机构内。如图10A和图10B所示，摆合机构13通过气缸夹子131夹取螺丝D，并翻转之后将螺丝D有序的放置在移动式储料机构14内。

移动式储料机构14固定于所述摆合机构行程内，所述移动式储料机构14包括：底部框架141、托盘142及储料盒143。所述底部框架141的上端面设有轨道1411，底部框架141的下部用来放置驱动机构。拖盘142通过滑块连接于所述轨道1411上，所述托盘142通过一驱动机构带动其移动。储料盒143放置于所述托盘142上。经摆合机构13放置储料盒143内的螺丝整齐，可以直接包装发货，无需人工再进行整理。

本申请的螺丝自动化检测设备能够实现螺丝的自动化检测，检测项目更是包括了螺丝高度、直径、直线度、牙伤以及头部等多项，提高了螺丝的检测效率以及准确率，可满足大批量生产的需求。

以上所述的实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。本领域技术人员对本发明所做的均等变化与修饰，皆应属于本发明所附的权利要求书的涵盖范围。