一种环形磁钢的检测装置

技术领域

本发明涉及磁钢检测领域，尤其涉及一种环形磁钢的检测装置。

背景技术

随着智能制造技术的高速发展，传统劳动密集型制造行业受到了严重冲击，原因是人力成本越来越高，大量使用人工会造成管理困难，恶劣的生产制造环境易对人体健康造成影响等等，尤其是高重复性、高强度的人工目检工作，越来越被机器所代替。在磁性材料检测领域，扁平状环形磁钢小零件外观缺陷的检测涉及正反两端面以及曲面的检测，动作复杂，人工目检效率低下，会消耗大量时间，产能难以提升，且在长时间机械式工作后，工人易产生视觉疲劳，易发生漏检情况，人工目检的质量得不到保证，最终会导致客户的投诉。

现有技术中公开了能够检测环形磁钢正反两端面以及曲面是否有缺陷的自动化装置，但对环形磁钢的曲面缺陷进行自动检测需要通过多个相机使曲面成像，一般采用4到6个相机，使用成本较高但效率较低。

发明内容

本发明提供一种环形磁钢的检测装置，以解决现有技术中存在的环形磁钢曲面缺陷自动检测效率低的问题。

本发明采用的技术方案是：本发明提出一种环形磁钢的检测装置，包括：旋转装置，用于将圆心位于同一轴线上的环形磁钢组进行至少360°旋转；曲面检测装置，在环形磁钢组旋转时获取其圆周面图像；识别系统，根据圆周面图像对环形磁钢组中的环形磁钢是否有缺陷进行判断。

进一步地，旋转装置包括：第一磁钢支撑组件，用于承载环形磁钢组；转动组件，包括设置在第一磁钢支撑组件一端的第一转动轴，驱动第一转动轴转动的第一动力组件；压紧组件，包括设置在第一磁钢支撑组件另一端的第二转动轴，驱动第二转动轴朝向靠近或远离环形磁钢组另一端的方向运动的第二动力组件。

进一步地，第一转动轴和第二转动轴朝向环形磁钢组的一端设有柔性垫。

进一步地，还包括：抓取移送装置，用于移动圆心位于同一轴线上的环形磁钢组；良品队列装置，一端用于接收抓取移送装置从旋转装置上移送过来的环形磁钢组，另一端为出料端；第一吹气装置，位于良品队列装置的一端的下方，具有与被抓取移送装置移送过来的环形磁钢组的数量相同的吹气口，根据识别系统检测到的圆周面图像有缺陷的环形磁钢对其进行吹气，使其被移出良品队列装置。

进一步地，还包括：端面检测装置，用于对环形磁钢的两个端面进行检测；整列装置，位于端面检测装置的出料端，接收端面检测装置移送的端面无缺陷的环形磁钢，并将至少一个环形磁钢整形成圆心位于同一轴线上的至少一组环形磁钢，使抓取移送装置可以将每组环形磁钢移送至旋转装置。

进一步地，整列装置包括：第二磁钢支撑组件，用于承载环形磁钢组；推头，设置在靠近端面检测装置的出料端的支撑板上；推料气缸，驱动推头将来自端面检测装置的环形磁钢沿着第二磁钢支撑组件的轴向方向逐个推向第二磁钢支撑组件的另一端。

进一步地，第一磁钢支撑组件或第二磁钢支撑组件包括：支撑杆，设有两根，两根支撑杆相互平行且间隔小于环形磁钢的外径，且与端面检测装置的出料方向垂直；支撑板，设于支撑杆两端用于固定支撑杆。

进一步地，还包括：拨料装置，将支撑杆上预设数量的环形磁钢拨动至紧靠远离端面检测装置出料端的支撑板，形成圆心位于同一轴线上的一组环形磁钢。

进一步地，端面检测装置包括：第一轨道组件，其具有向一侧倾斜的第一轨道，以及位于第一轨道的倾斜侧的第一侧挡板，环形磁钢依次排列成一列从第一轨道的前端向其后端滚动，且环形磁钢的一端依靠于第一侧挡板，另一端露出第一侧挡板的相反侧；第二轨道组件，其具有向另一侧倾斜且前端与第一轨道后端连接的第二轨道，以及位于第二轨道的倾斜侧的第二侧挡板，环形磁钢移动至第二轨道时，环形磁钢的另一端依靠于第二侧挡板，一端露出第二侧挡板的相反侧，第二轨道的后端为端面检测装置的出料端；导向板，分别设有两块，一块与第一侧挡板靠近第二轨道的一端连接，且朝向第二侧挡板倾斜，另一块与第二侧挡板靠近第一轨道的一端连接，且朝向第一侧挡板倾斜；端面检测处理组件，设有两组，且分别与第一轨道组件和第二轨道组件对应设置，用于检测经过第一、第二轨道组件的环形磁钢是否有缺陷并将有缺陷的环形磁钢驱离第一、第二轨道。

进一步地，端面检测处理组件包括：光电感应装置，对经过第一、第二轨道的检测工位的环形磁钢进行感应；视觉检测装置，根据光电感应装置的感应结果对位于检测工位的环形磁钢露出的一端进行检测，判断是否有缺陷；第二吹气装置，设置在检测工位下方，对端面视觉检测装置判断有缺陷的环形磁钢进行吹气将其驱离第一、第二轨道。

本发明的有益效果在于：本发明公开一种环形磁钢的检测装置，包括沿环形磁钢移动位置依次设置的端面检测装置、整列模块、抓取移送装置、曲面检测模块和良品队列模块，其中曲面检测模块包括旋转装置、曲面检测装置和识别系统。本发明能自动检测环形磁钢正反两端面以及曲面是否有外观缺陷；在上料机构传送动力下，环形磁钢呈半躺式移动有利于正反两端面缺陷的检测，借助导向板实现翻面动作，结构简单；环形磁钢曲面检测采用旋转装置，沿旋转装置轴线方向叠加多个环形磁钢并进行单次旋转动作可以一次性实现多个环形磁钢曲面缺陷的自动检测，检测效率显著提高；检测工序完成后未被检测出缺陷的环形磁钢可沿磁钢圆心轴方向整齐排列，有利于后续装盒。

附图说明

图1是本发明一实施例环形磁钢的检测装置的装配示意图；

图2是本发明一实施例整列装置和拨料装置的结构示意图；

图3是本发明一实施例抓取移送装置的结构示意图；

图4是本发明一实施例旋转装置的结构示意图；

图5是本发明一实施例良品队列装置的结构示意图。

1-环形磁钢；2-第一轨道组件；3-光电感应装置；4-视觉检测装置；5-吹气装置；6-导向板；7-第二轨道组件；8-视觉检测装置；9-整列装置；91-支撑杆；92-支撑板；93-推头；94-推料气缸；10-拨料装置；101-拨料板；102-拨料气缸；103-位移气缸；11-抓取移送装置；111-单臂机械手；112-沟槽光电传感器；113-位移气缸；114-抓取气缸；12-旋转装置；121-伸缩气缸；122-转动轴；123-软胶垫；124-伺服电机；125-皮带；126-软胶垫；13-曲面检测装置；14-良品队列装置；141-吹气口；15-拨料装置。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。

如图1所示，本发明提出了一种环形磁钢的检测装置，包括沿环形磁钢1移动位置依次设置的端面检测装置、整列模块、抓取移送装置、曲面检测模块和良品队列模块。

端面检测装置，用于对环形磁钢的两个端面进行检测。端面检测装置包括：第一轨道组件2，其具有向一侧倾斜的第一轨道，以及位于第一轨道的倾斜侧并与第一轨道相垂直的第一侧挡板，环形磁钢依次排列成一列从第一轨道的前端向其后端滚动，且环形磁钢的一端面依靠于第一侧挡板，另一端面露出于第一侧挡板的相反侧；第二轨道组件7，其具有向另一侧倾斜且前端与第一轨道后端连接的第二轨道，以及位于第二轨道的倾斜侧并与第二轨道相垂直的第二侧挡板，环形磁钢移动至第二轨道的前端时，环形磁钢的另一端面依靠于第二侧挡板，一端面露出于第二侧挡板的相反侧，第二轨道的后端为端面检测装置的出料端；导向板6，分别设有两块，一块与第一侧挡板靠近第二轨道的一端连接，且朝向第二侧挡板倾斜，另一块与第二侧挡板靠近第一轨道的一端连接，且朝向第一侧挡板倾斜，只要第一轨道的最高点不高于第二轨道的最低点即第一轨道与第二轨道产生连接并使用导向板进行引流，则环形磁钢可以在人力的推动下顺利地从第一轨道的后端移动到第二轨道的前端并实现端面的翻转动作；端面检测处理组件，设有两组，且分别与第一轨道组件和第二轨道组件对应设置，用于检测经过第一、第二轨道组件的环形磁钢是否有缺陷并将有缺陷的环形磁钢驱离第一、第二轨道。其中，端面检测处理组件包括：光电感应装置，设置在检测工位下方，对经过第一、第二轨道的检测工位的环形磁钢进行感应；端面视觉检测装置，根据光电感应装置的感应结果对位于检测工位的环形磁钢露出的一端面进行检测，判断是否有缺陷；吹气装置，设置在检测工位下方，对端面视觉检测装置判断有缺陷的环形磁钢进行吹气将其驱离第一、第二轨道。每一组端面检测处理组件所涉及的装置均作用于同一工位的环形磁钢上。

如图2所示，整列模块包括整列装置9和拨料装置10。整列装置9，位于端面检测装置的出料端，接收端面检测装置移送的端面无缺陷的环形磁钢，端面无缺陷的一个环形磁钢从端面检测装置移动至整列装置9的支撑组件上，作为一种实施例，该支撑组件可以是相互平行、间隔小于环形磁钢的外径且与端面检测装置的出料方向垂直的两根支撑杆91以及设于支撑杆91两端的、用于固定支撑杆91的支撑板92，作为另一种实施例，该支撑组件可以是一个槽体。在靠近端面检测装置的出料端的支撑板92上、两根平行支撑杆91中间对应位置上设置推头93，推料气缸94驱动推头93将来自端面检测装置的环形磁钢逐个推向远离端面检测装置出料端的支撑板92，即整列装置9将至少一个环形磁钢整形成圆心位于同一轴线上的至少一组环形磁钢。拨料装置10，用于将支撑杆91上预设数量的环形磁钢拨动至紧靠远离端面检测装置出料端的支撑板92，形成圆心位于同一轴线上的一组环形磁钢。

如图3所示，抓取移送装置11用于移动圆心位于同一轴线上的一组环形磁钢。整列模块对于抓取移送装置11而言，起到一个缓冲及规整的作用，方便抓取移送装置11将每组圆心位于同一轴线上的环形磁钢移送至旋转装置12。

曲面检测模块包括：旋转装置12，将抓取移送装置11从整列装置移送过来的圆心位于同一轴线上的一组环形磁钢进行旋转，包括用于承载环形磁钢组的支撑组件，设置在支撑组件一端的转动轴、驱动该转动轴转动的伺服电机124、将该转动轴和伺服电机124的转动轴连接起来的皮带125以及设置在该转动轴上的软胶垫126，设置在支撑组件另一端的转动轴122、驱动转动轴122朝向靠近或远离环形磁钢组另一端的方向运动的伸缩气缸121以及设置在转动轴122上的软胶垫123，其中，作为一种实施例，该支撑组件可以是相互平行、间隔小于环形磁钢的外径且与端面检测装置的出料方向垂直的两根支撑杆以及设于旋转装置12两端用于固定支撑杆的支撑板，作为另一种实施例，该支撑组件可以是一种槽体；曲面检测装置13，在环形磁钢旋转时获取其360°的圆周面图像；识别系统，根据圆周面图像对环形磁钢是否有缺陷进行判断。

良品队列模块包括：良品队列装置14，一端用于接收抓取移送装置11从旋转装置12上移送过来的一组环形磁钢，另一端为出料端；吹气装置，位于良品队列装置14的一端的下方，如图4所示，具有与被抓取移送装置11移送过来的一组环形磁钢的数量相同的吹气口141，根据识别系统的检测结果对检测到的圆周面图像有缺陷的环形磁钢进行吹气，使其被移出良品队列装置14.

本发明所述磁钢为扁平状环形磁钢。前端工艺磨床出料机构或其他上料机构连接第一轨道组件2的前端，环形磁钢被生产出来后受前端工艺磨床出料推动或其他上料机构动力推动一端面朝上进入第一轨道的前端，另一端面与第一侧挡板里部相接触，也就是说，前端工艺磨床出料推动或其他上料机构动力推动环形磁钢队列队列向前移动。当环形磁钢1移动至光电感应装置3所对应的工位上时，光电感应装置3产生感应信号，信号通过上位机的处理后触发端面视觉检测装置4对环形磁钢1露出的一端面进行拍照，获取的图像经由上位机进行处理并判别是否有缺陷。由于此处采用单个环形磁钢依次移动的移送方式，因此视觉检测装置4只对一个环形磁钢的端面进行拍照，避免一次性拍摄多个环形磁钢所带来的重复性拍摄浪费的问题。进一步地，上位机通过人工智能算法深度学习后可以具备判定缺陷类别的能力。若环形磁钢1的端面被视觉检测装置4检测出缺陷，则视觉检测装置4触发吹气装置5吹气，将光电感应装置3所感应到的环形磁钢1吹离第一轨道；若环形磁钢1的端面未被端面视觉检测装置4检测出缺陷，则环形磁钢1继续在第一轨道上随环形磁钢队列向前移动。

当环形磁钢1移动至第一轨道的后端时，环形磁钢1在人力的推动下经由两块小导向板6的引流进入第二轨道的前端。由于第二侧挡板与第一侧挡板的倾斜方向相反，因此环形磁钢1进入第二轨道后另一端面被翻转朝上。同理，当环形磁钢1移动至第二轨道上的光电感应装置所对应的工位上时，光电感应装置产生感应信号，信号通过上位机的处理后触发视觉检测装置8对环形磁钢1的端面进行拍照，获取的图像经由上位机进行处理并判别是否有缺陷。同理，视觉检测装置8也是一次性只拍摄一个环形磁钢端面的图像。若环形磁钢1的端面被视觉检测装置8检测出缺陷，则视觉检测装置8触发第二轨道上的吹气装置吹气，将第二轨道光电感应装置所感应到的、吹气装置所对准的工位上的环形磁钢1吹离第二轨道；若环形磁钢1的端面未被视觉检测装置8检测出缺陷，则环形磁钢1继续在第二轨道上随环形磁钢队列向前移动。

环形磁钢1移动至第二轨道的后端则自然进入到整列装置9的两根支撑杆91的前端静止停立。此时静止停立于支撑杆91上的环形磁钢1触发整列装置9中的推料气缸94将静止的环形磁钢1向整列装置9的后端推进，从而将环形磁钢1规整到整列装置9中的环形磁钢队列中。当整列装置9中的环形磁钢数量达到任意设定值m时，m个环形磁钢触发拨料装置10的位移气缸103和拨料气缸102作用带动拨料板101将m个环形磁钢拨至紧靠状态，拨料装置10的拨料动作完毕后触发抓取移送装置11的单臂机械手111将这m个环形磁钢抓取并移送至旋转装置12中。整列装置9和拨料装置10的设置能够将至少一组m个环形磁钢排列整齐，方便抓取移送装置11抓取并移送至旋转装置12中，为后续的拍照检测起到一个缓冲的作用。抓取移送装置11中的沟槽光电传感器112用于感应单臂机械手111的移动位置。

m个环形磁钢被移送至旋转装置12后，伸缩气缸121带动转动轴122向m个环形磁钢的方向移动直至软胶垫123压紧于m个环形磁钢最靠近的一端面上，使得m个环形磁钢的另一端面压紧于软胶垫126上，软胶垫123的压紧动作完成后触发伺服电机124通过其转动轴带动皮带125转动，进而带动软胶垫126转动。当软胶垫123和软胶垫126将这m个环形磁钢压紧并且软胶垫126发生转动时，m个环形磁钢和软胶垫123在软胶垫126的带动下发生转动。其中，旋转装置12两端的转动轴可选择性地使用轴承来减小转动带来的摩擦。

m个环形磁钢的转动动作触发曲面检测装置13对m个环形磁钢的曲面即外圆柱面进行拍照，旋转轴的设置有助于相机不动的情况下，能拍摄获取到m个环形磁钢360°曲面的图像。曲面检测装置13获取到曲面图像后触发抓取移送装置11的单臂机械手111将这m个环形磁钢抓取并移送至良品队列装置14中。曲面检测装置13获取的图像经由上位机进行处理并判别m个环形磁钢的曲面是否有缺陷，若曲面图像被判别出有缺陷，则识别系统记录该曲面缺陷所对应环形磁钢的位置，当m个环形磁钢被移送至良品队列装置14后，这m个环形磁钢触发良品队列装置14上的吹气装置根据上位机所记录的位置信息确定吹气口的位置并对该吹气口进行吹气动作，从而将曲面有缺陷的环形磁钢吹离良品队列装置14。该吹气装置的吹气动作执行完毕后触发拨料装置15进行拨料，将良品队列装置14上未被检测出缺陷的环形磁钢向出料端方向推进，为后续抓取移送装置11继续向良品队列装置14中移送环形磁钢腾出位置。若上位机对获取的曲面图像未检测出缺陷，则在抓取移送装置11移送m个环形磁钢至良品队列装置14时，良品队列装置14上该m个环形磁钢直接触发拨料装置15进行拨料动作将外观无缺陷的环形磁钢向出料端推进实现出料目的。

本发明能自动检测环形磁钢正反两端面以及曲面是否有外观缺陷，单面缺陷检测时间在10ms以内，远小于人工目检所用时间；在上料机构传送动力下，环形磁钢呈半躺式移动有利于正反两端面缺陷的检测，并借助于导向板实现翻面动作，结构简单，环形磁钢曲面检测采用旋转装置，沿旋转装置轴线方向叠加多个环形磁钢并进行单次旋转动作可以一次性实现多个环形磁钢曲面缺陷的自动检测，减少了连续检测中检测面的方位调整时间，检测效率显著提高；检测工序完成后未被检测出缺陷的环形磁钢可沿磁钢圆心轴方向整齐排列，有利于后续装盒，环形磁钢排序速度可达12000 PCS/h，约为传统人力的5倍，高速高效。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。