技术领域

本发明属于机械零件检测设备技术领域，具体涉及一种保持架正反面判别装置。

背景技术

保持架部分地包裹全部或部分滚动体，并随之运动，用以隔离滚动体，引导滚动体并将其保持在轴承内。对于在汽车传动装置等具有较高转速的设备上的保持架，对于尺寸精度的要求很高。保持架在生产过程中如果尺寸精度不达标，安装在车辆上面就会导致保持架的过度磨损，影响球笼使用寿命，或者行车安全等问题。本发明所提及的保持架是指经车削后形成的内外表面均为球面，两端为平面的金属构件。如图1所示，在现有的保持架加工技术中一般是由人工对本发明所涉及的这种保持架通过机械式的测量来判别正反面，然后保证在进行下一道加工工续序的时候，这些保持架能按照同一个方向进入加工设备即：如果保持架是平躺着进入加工设备，那么保持架都是正面朝上或者反面朝上；如果保持架是竖着进入加工设备，那么保持架在一个挨着一个进入加工设备的时候，都需保持同一侧面都为正面或者都为反面)。在大批量的生产实际中，一方面，由于工作量大，劳动强度很高，人工判别可能会出现漏判或者判别失误的情况；其次，由于保持架正反面相差不是明显，如果测量工具精度不够高，就不能准确的判别出正反面，因此，也就是无法保证判别过的每一个保持架正反面的准确判别率。

为此设计出一种保持架正反面判别装置，该装置对保持架正反面的判别都是以流水线的形式连续化进行，能适用于大批量、不同规格的保持架判别，判别中通过快速高像素摄像头对需要判别的保持架经行图像拍摄，然后主控机对拍摄的图像经行处理，并与主控机中事先存储的保持架数据经行对比，来判别保持架的正反面，判别迅速准确，避免了一般判别效率低、机械误差大等不良影响。全自动化的判别装置减少了人力劳动，提高了保持架的判别效率，能很好的运用于生产中。

发明内容

本发明的目的是提供一种保持架正反面判别装置，实现保持架的全自动在线判别，同时实现让保持架都以同一方向进入下一道加工工序，从而提高保持架判别的准确率，以解决现有的判别效率低，漏检等问题。

为了达到上述目的，本发明的所采用的技术方案是一种保持架正反面判别装置，包括以下技术方案。

包括机架、保持架导向机构、保持架判别机构、保持架移动机构、保持架提升机构及主控机。

所述保持架导向机构、保持架判别机构、保持架移动机构、保持架提升机构均安装在机架上，保持架导向机构与保持架判别机构垂直连接，、保持架移动机构位于保持架导向机构上方，保持架提升机构与保持架导向机构末端连接。

保持架导向机构，包括第一气缸、第二气缸、第一挡板、第二挡板、第一滑槽、挡条、第三挡板；所述第一滑槽固定在机架上，滑槽进料端设置第一挡板和第二挡板，第一挡板与第二挡板相距大于一个保持架的距离且相互平行，滑槽出料端末端固定一个第三挡板，所述第一气缸与第二气缸互相平行的固定在机架上，第一气缸连接第一挡板，第二气缸)连接第二挡板。

保持架判别机构，包括灯罩、摄像头、驱动电机、滑块、滑块底座、摄像头支架、第一丝杆、第二丝杆；所述灯罩固定在机架上，灯罩内部装有一圈环形点光源，灯罩的轴向与滑槽的长度方向保持垂直，所述滑块底座下端开有丝杠孔，滑块底座中部为滑块槽，滑块底座上端固定驱动电机，所述驱动电机连接第一丝杆，第一丝杆穿过滑块，滑块置于滑块底座中部的滑块槽内，所述第二丝杠穿过滑块底座下端的丝杠孔并通过丝杠支座固定在机架上，所述摄像头支架一端固定摄像头，另一端固定在滑块上，所述摄像头在灯罩的正上方，所述摄像头与水平面呈45度夹角。

保持架移动机构，包括支架、悬臂梁、气爪滑块、旋转电机、上下气缸、夹取气缸、夹爪、丝杠、丝杠电机；所述支架固定在机架上，支架由在同一平面内互相垂直的三根矩形梁相互连接而成，所述悬臂梁与支架最上端矩形杆相连接，且于所述支架所在平面垂直，悬臂梁上开有导轨槽，所述气爪滑块套嵌在悬臂梁的导轨槽内，气爪滑块下面连接旋转电机，旋转电机下面连接上下气缸，上下气缸下面连接夹取气缸，夹取气缸左右推杆两端分别各连接一片夹爪夹片，所述丝杠穿过气爪丝杠孔并通过悬臂梁上两端的丝杠支座固定在悬臂梁上，所述丝杠电机连接丝杠一端并固定在支架上。

保持架提升机构，包括第二滑槽、导轨、第三滑槽、保持架提升仓、提升气缸、第一机架；所述第二滑槽固定在机架上，第二滑槽高于第一滑槽，所述导轨为两根，导轨竖直的固定在机架上；所述保持架提升仓通过自身突出的两个突块卡嵌在两导轨内部的卡槽里，保持架提升仓左右两面有两个突块，突块长度等于保持架提升仓的高度；所述提升气缸下端固定在机架上，气缸推杆与保持架提升仓下端相连接，第三滑槽固定在第一机架上。

进一步的，所述第一滑槽与水平方向具有不小于15度的夹角，第一滑槽进料端的一边挡板有两个开口，另一边为完整挡板，第一滑槽的出料端一边为挡条，另一边为完整挡板。

进一步的，所述环形点光源可以为LED环形光源。

进一步的，所述第二滑槽与水平方向具有不小于15度的夹角。

进一步的，所述保持架提升仓底面具有不小于15度的夹角且光滑。

进一步的，所述保持架提升仓前后两端面为开面，前端面紧贴第一机架的竖直板。

由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.采用高像素摄像头对保持架进行正反面判别，判别过程简单，判别效率高，实现了流水线式的判别方式。

2.通过一个机械手抓取住检测完的保持架，将其移动到提升机构中，此过程中如果保持架为正面则机械手直接将其移动到提升机构中，如果为反面则机械手旋转180度让其转为反面，这样提升之前的保持架都为同一方向，减少了另外的保持架翻转机构及装置，使装置更加简洁。

3.判别保持架时，使高像素摄像头与水平面呈45度，对保持架中心圆孔的倒角拍照，然后对拍好的图片进行处理，处理完的数据与基准值进行对比判别出保持架的正反面，相比较机械式判别，图像式检测速度快，精度高，减少了机械误差。

附图说明

图1是本发明中保持架的结构示意图；

图2是本发明整体机构的整体斜侧示意图；

图3是本发明整体机构的整体斜侧示意图；

图4是本发明整体机构的整体斜侧示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

参见附图1所示，本发明中所提及的保持架3，是指经车削后形成的内、外表面均为球面，两端为平面的金属结构。

如图2、3、4所示，本发明的保持架正反面判别装置，包括机架33，在所述机架33上设置有用于保持架3进入之后的导向机构、保持架判别机构、保持架移动机构、保持架提升机构及主控机。

所述保持架导向机构、保持架判别机构、保持架移动机构、保持架提升机构均安装在机架33上，保持架导向机构与保持架判别机构垂直连接，、保持架移动机构位于保持架导向机构上方，保持架提升机构与保持架导向机构末端连接。

保持架导向机构，包括第一气缸24、第二气缸25、第一挡板2、第二挡板5、第一滑槽4、挡条6、第三挡板7；所述第一滑槽4固定在机架33上，滑槽进料端设置第一挡板2和第二挡板5，第一挡板2与第二挡板5相距大于一个保持架3的距离且相互平行，滑槽出料端末端固定一个第三挡板7，所述第一气缸24与第二气缸25互相平行的固定在机架33上，第一气缸24连接第一挡板2，第二气缸25连接第二挡板5。

保持架判别机构，包括灯罩12、摄像头11、驱动电机18、滑块19、滑块底座20、摄像头支架21、第一丝杆22、第二丝杆23；所述灯罩12固定在机架33上，灯罩12内部装有一圈环形点光源，灯罩12的轴向与滑槽的长度方向保持垂直，所述滑块底座20下端开有丝杠孔，滑块底座20中部为滑块槽，滑块底座20上端固定驱动电机18，所述驱动电机18连接第一丝杆22，第一丝杆22穿过滑块19，滑块19置于滑块底座20中部的滑块槽内，所述第二丝杠31穿过滑块底座20下端的丝杠孔并通过丝杠31支座固定在机架33上，所述摄像头11支架1一端固定摄像头11，另一端固定在滑块19上，所述摄像头11在灯罩12的正上方，所述摄像头与水平面呈45度夹角。

保持架移动机构，包括支架1、悬臂梁9、气爪滑块26、旋转电机27、上下气缸10、夹取气缸29、夹爪30、丝杠31、丝杠电机32；所述支架1固定在机架33上，支架1由在同一平面内互相垂直的三根矩形梁相互连接而成，所述悬臂梁9与支架1最上端矩形杆相连接，且于所述支架所在平面垂直，悬臂梁9上开有导轨槽，所述气爪滑块26套嵌在悬臂梁9的导轨槽内，气爪滑块26下面连接旋转电机27，旋转电机27下面连接上下气缸10，上下气缸10下面连接夹取气缸29，夹取气缸29左右推杆两端分别各连接一片夹爪夹片，所述丝杠31穿过气爪丝杠31孔并通过悬臂梁9上两端的丝杠31支座固定在悬臂梁9上，所述丝杠电机32连接丝杠31一端并固定在支架1上。

保持架提升机构，包括第二滑槽8、导轨13、第三滑槽14、保持架提升仓15、提升气缸16、第一机架17；所述第二滑槽8固定在机架33上，第二滑槽8高于第一滑槽4，所述导轨13为两根，导轨13竖直的固定在机架33上；所述保持架提升仓15通过自身突出的两个突块卡嵌在两导轨13内部的卡槽里，保持架提升仓15左右两面有两个突块，突块长度等于保持架提升仓15的高度；所述提升气缸16下端固定在机架33上，气缸推杆与保持架提升仓15下端相连接，第三滑槽14固定在第一机架17上。

本发明的工作过程和原理如下：

待判别的保持架3由输送装置运送至第一滑槽4进料口处：

1)保持架3沿滑槽向下滚动至第一挡板2处停止下来，当第一挡板与第二挡板5之间没有保持架3时，第二气缸25带动第一挡板2运动，第一挡板2打开，保持架3向前滚动至第二挡板5处停止下来，此时第一挡板2关闭，把后面的保持架3挡住，当保持架3可以进行检测时，第二挡板5打开，保持架3向前滚动至第一滑槽4的末端第三挡板7处停止下来，当保持架3完全滚出第二挡板之后，第二挡板快速关闭，然后重复之前的运动状态。此时，保持架3呈竖直状态静止在第三挡板7处，保持架3后端面贴合滑槽一边挡板，挡板高度高于保持架3的高度，保持架3前端面由滑槽另一边挡条6挡住，挡条6的高度高于保持架3的半径，小于保持架3的直径，保持架3前端面正对灯罩12。

2)灯罩12开关打开，驱动电机18带动第一丝杆22运动，第一丝杆22带动滑块19运动，第二丝杆23带动滑块底座20运动；滑块19与滑块底座20配合运动使摄像头11对保持架3对焦，由于灯罩12里面的环形光源亮度大于外界光源的亮度，并且环形光源射出来的光线近似于平行光，这样的光源使摄像头11更加容易对焦，也使摄像头11拍出的图片更加清晰

3)摄像头11进行拍照，主控机对拍好的照片进行图像处理，处理之后的照片与储存在存储器里面的基准数据进行对比，判别出保持架3前端面现在处于正面还是反面。

这里摄像头拍摄的是保持架中心圆孔的倒角的宽度，此例中以45度的倒角为例说明，所以当摄像头中心轴线与水平面呈45度夹角时，保持架中心圆孔的倒角面刚好与摄像头垂直，此时摄像头拍摄到倒角的宽度即为实际宽度。根据此时拍摄到的倒角宽度与基准倒角宽度比较可判断保持架的正反面。

4)如果经判断后此时保持架3的前端面为正面，上下气缸10的推杆向下运动至合适位置，夹取气缸29的两推杆向内合拢直至夹爪30的两个夹片把保持架3完全夹持住，然后上下气缸10的推杆开始回缩，保持架3被提升至最大高度处，丝杠电机32开始工作，丝杠31带动气爪滑块26运动，当滑块19运动至第二滑槽8进料口的正上方时，上下气缸10的推杆向下运动至把保持完全放入第二滑槽8中，此时保持架3最下面距第二滑槽8内底面具有一定距离，夹取气缸29的两推杆向外运动直至夹爪30的两个夹片把保持架3松开，保持架3掉落至第二滑槽8中。反之，如果经判断后此时保持架3的前端面为反面，那么保持架3在被提甚至最大高度的过程中旋转电机27带动气爪旋转180度，这样保持架3在被放入第二滑槽8之后，保持架3都为同一个面进入第二滑槽8中。

5)保持架3沿第二滑槽8向前滚入保持架提升仓15中，由于保持架提升仓15底面具有一定角度，所以保持架3滚入第二滑槽8中再不能滚出，又保持架提升仓15前端面紧贴第一机架17的竖直板，想当于第一机架17的竖直板把保持架3挡住，防止保持架3滚出保持架提升仓15。提升气缸16开始工作，气缸推动保持架提升仓15向上运动至保持架提升仓15底面略高于第三滑槽14的底面，这时由于此时第一机架17的竖直板在第三滑槽14的进料端为缺口，即保持架3失去了支持力，所以保持架3就可以滚入第三滑槽14中，由于第三滑槽14中底面也为斜面，所以保持架3继续向前滚入至下一道工序。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。