一种针管型笔头坯料切割和检测生产线

技术领域

本发明涉及笔制造技术领域，尤其涉及一种针管型笔头坯料切割和检测生产线。

背景技术

笔头是圆珠笔重要的零部件，其精度会对圆珠笔的质量有较大影响。由于笔头体积较小，一般而言，其生产过程对加工工艺要求较高，以针管型笔头坯料为例，其加工原料为标准管材，在加工过程中存在管材易变形的问题，特别是在工作人员操作不当的情形下，笔头的加工精度会受到严重影响，进而影响到圆珠笔的质量，因此，保证笔头的加工精度是生产出满足书写要求的高质量圆珠笔的前提。在圆珠笔制造领域，随着社会不断发展和科技不断进步，机械化、自动化、标准化生产已经成为笔头加工的发展趋势。机器视觉(Machine Vision，MV)是一种为自动化检测、过程控制等应用提供基于图像的自动检测和分析的技术和方法，其主要特点在于用机器人代替人眼来做测量和判断，通过图像摄取装置将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而对产品的质量好坏进行判断。针管型笔头坯料的生产制造过程中包括缺陷检测的环节，该环节一般依赖人工操作进行，存在检测效率低且出错率高的问题。

因此，有必要提出一种新型的针管型笔头坯料切割和检测生产线，提高针管型笔头坯料加工生产的自动化程度和产能。

发明内容

本发明目的在于提供一种针管型笔头坯料切割和检测生产线，使得针管型笔头坯料加工生产过程自动化程度更高，且具有更高的产能和检测能力。

为解决上述技术问题，本发明提供一种针管型笔头坯料切割和检测生产线，

包括：沿流水线传输路径依次设置的管材封装单元、管材切割单元、打磨单元、清洗单元和质量检测单元，其中，所述管材封装单元适于将多根标准管材组合成为一捆具有固定截面形式的成捆管材，并将所述成捆管材封装固定；

所述管材切割单元适于将所述成捆管材按照预定长度切割成为标准长度的小捆管材；

所述打磨单元适于将所述小捆管材的切割面打磨光滑；

所述清洗单元适于清洗打磨后的所述小捆管材，以获得针管型笔头坯料；

所述质量检测单元具有机器视觉系统、剔除机构和收集机构，所述机器视觉系统适于通过图像采集和检测对所述针管型笔头坯料进行筛选，以识别具有缺陷的针管型笔头坯料，所述剔除机构适于将所述具有缺陷的针管型笔头坯料自动筛除，所述收集机构适于收集合格的所述针管型笔头坯料。

进一步地，所述管材封装单元为封装机，所述封装机具有可替换的固定卡槽工装，所述固定卡槽工装适于使用专用的封装膜将多根所述标准管材组合为具有固定截面形式的所述成捆管材，且通过加热所述封装膜对所述成捆管材进行收缩固定。

进一步地，所述封装机适于通过替换所述固定卡槽工装以改变所述成捆管材的截面形式，且所述截面形式包括但不限于正四边形。

进一步地，所述管材切割单元具有切割装置、夹取装置和运输装置，所述运输装置具有光电传感器，所述光电传感器适于控制所述运输装置以预设长度持续地将所述成捆管材运输至所述切割装置处，以获得所述预设长度的切割进给量，所述夹取装置适于移动所述成捆管材，所述切割装置适于将所述成捆管材切割为所述小捆管材。

进一步地，所述管材切割单元具有刀具维护装置，所述刀具维护装置适于在所述切割装置重复切割动作一定次数后，对所述切割装置进行维护。

进一步地，所述夹取装置具有机械臂，适于自动进行对象的夹取。

进一步地，所述打磨单元具有打磨工具和能容纳多个所述小捆管材的模板，所述模板适于将多个所述小捆管材依次序排布，并组合为一个完整的打磨面，所述打磨工具适于对所述打磨面进行打磨。

进一步地，所述超声清洗单元包括超声清洗装置和干燥装置，所述超声清洗装置适于利用超声波对所述小捆管材进行清洗以得到针管型笔头坯料，所述干燥装置适于对所述针管型笔头坯料进行干燥处理。

进一步地，所述机器视觉系统具有红外传感器、CCD相机和工控机，所述红外传感器适于对所述针管型笔头坯料进行识别，在发现用于检测的所述针管型笔头坯料的情况下，所述红外传感器触发所述CCD相机对其进行图像信息采集，并将采集到的所述图像信息传输至所述工控机，所述工控机适于利用深度学习神经网络设计对所述图像信息进行分析，以识别并筛选具有缺陷的所述针管型笔头坯料，并将判定信息传输至所述剔除机构。

进一步地，所述剔除机构具有物料振动盘、转盘和气吹喷头，所述物料振动盘适于通过振动将所述针管型笔头坯料有序排列并输送进入所述转盘内，在检测到不良品的情况下，所述气吹喷头启动以将所述不良品通过吹气的方式剔除出所述转盘，在未检测到所述不良品的情况下，将合格的所述针管型笔头坯料收集至所述收集机构内。

本发明相对于现有技术的有益效果在于：

1、本发明的针管型笔头坯料切割和检测生产线通过流水线加工的方式提高了笔头加工的自动化程度，具有更高的生产能力；

2、本发明的针管型笔头坯料切割和检测生产线利用机器视觉系统对针管型笔头坯料成品进行检测，提高了检测效率和准确率，有助于产品自动化和标准化程度的提高。

附图说明

本发明的以上技术内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的技术方案的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。

图1是本发明一实施例的标准管材封装切断流程的示意图；

图2是本发明一实施例的针管型笔头坯料切割和检测生产线的示意图；

其中，附图标记说明如下：

10 单根标准管材

11 成捆管材

12 第一输送线

13 切割刀片

14 机械夹爪

15 机械臂

16 小捆管材

17 模板

18 打磨机

19 打磨片

20 第二输送线

21 第一气缸

22 超声清洗水槽

23 第二气缸

24 光电传感器

25 磨刀器

具体实施方式

以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本发明所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

图1是本发明一实施例的标准管材封装切断流程的示意图，如图1所示，标准管材封装切断流程主要包括两个环节：第一步将一定数量的单根标准管材10进行封装，得到具有一定截面形状的成捆封装管材11，应当注意的是，该成捆封装管材11的截面形状包括但不限于正四边形；第二步将成捆封装管材进行进一步处理，处理过程包括但不限于切割环节，以获得小捆管材16。本实施例中使用的标准管材长度为2m，包括外径0.7mm、内径0.4mm和外径0.8mm、内径0.5mm两种规格，当然根据需要也可以是其他的规格。

图2是本发明一实施例的针管型笔头坯料切割和检测生产线的示意图。如图2所示，针管型笔头坯料切割和检测生产线包括沿流水线传输路径依次设置的管材封装单元、管材切割单元、打磨单元、清洗单元和质量检测单元，其中，管材封装单元包括封装机，封装机具有可替换的固定卡槽工装，该固定卡槽工装适于使用专用的封装膜将一定数量的单根标准管材10封装为截面成正四边形的成捆管材11，且通过加热封装膜的方式对成捆管材11进行收缩固定，使得封装后的成捆管材不会出现松散、滑动等现象，从而提高后续切割过程的精度。可以理解的是，封装机可以通过替换固定卡槽工装使得封装后的成捆管材11具有不同于正四边形的其他截面形式。

管材切割单元包括第一输送线12、切割刀片13、机械夹爪14、机械臂15、第二气缸23和刀具维护装置25。第一输送线12上设置有适于固定成捆管材11的卡槽结构和光电传感器24，该光电传感器24适于控制成捆管材11在预先设定的输送路径上进行等距离的移动，以获得长度一致的切割进给量。在第二气缸23的驱动作用下，机械臂15的机械夹爪14通过夹取动作将成捆管材11固定于第一输送线12的卡槽内。在第一输送线12传输成捆管材11移动预先设定的距离后，切割刀片13通过下压动作将固定好的成捆管材11进行切割，通过重复传输和切割成捆管材11的动作进而持续获得标准长度的小捆管材16。在切割刀片13重复切割动作一定次数后(本实施例设定为10次左右)，刀具维护装置25会自动对切割刀片13进行修磨，以保证切割刀片13的正常使用和切割过程的精度。在完成切割之后，将切割后的小捆管材16移动至打磨单元。

打磨单元包括机械夹爪14、机械臂15、模板17、打磨机18，打磨片19、第二输送线20和第一气缸21。模板17具有多个适于放置特定截面形状的小捆管材16的空格(本实施例中设定为60个可放置正四边形截面小捆管材16的空格)，利用机械臂15的机械夹爪14将切割好的小捆管材16放入模板17内并依次序排布后，组成一个与打磨片19所在平面相对的适于打磨的切割面组合。将模板17置于第二输送线20上并传输至打磨机18的预定位置后，通过驱动第一气缸21将模板17夹紧，对模板17及其内部的小捆管材16进行固定，并使用专用的打磨片19对小捆管材16的切割面组合进行打磨，去除其表面的毛刺以获得光滑的切割面，其后将打磨后的小捆管材16通过第二输送线20移动至清洗单元。

清洗单元包括超声波清洗水槽22，其内存有适于清洗的液体(如水)，通过超声波发生装置发出超声波，使得超声波清洗水槽22内部的清洗液高速振动，对打磨后的小捆管材16进行清洗，其后将清洗完成的小捆管材16捞出，将其解捆并脱水烘干，以形成单个的针管型笔头坯料。

质量检测单元包括视觉检测模块和不良品剔除模块两部分，视觉检测模块包括红外传感器、CCD相机、镜头、工控机、光源和显示屏等部件，不良品剔除模块包括物料振动盘、转盘、气吹喷头和收集盒等部件。将前述针管型笔头坯料放置于物料振动盘上，通过振动将其有序排列并输送进入转盘内，基于红外传感器对转盘内的针管型笔头坯料进行识别，并触发CCD相机对其进行图像信息采集，将采集到的针管型笔头坯料图像信息传输至工控机，利用例如深度学习神经网络设计对图像信息进行分析，在检测到不良品的情况下，启动气吹喷头，将不良品通过吹气的方式剔除出转盘，在未检测到不良品的情况下，使合格的笔头坯料随转盘挡板滑落至收集盒内，从而完成不良品剔除的过程。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施方式仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书的范围内。