CN105289992B - 全自动针坯表面质量检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全自动针坯表面质量检测装置及方法，包括图像采集装置、上料盒、分针机构、滚针机构、传送带、直线模组以及下料盒；其中，分针机构的进料口连通上料盒的出料口；分针机构的出料口连通滚针机构的进料口；传送带的进料口设置在滚针机构的出料口的下侧；下料盒设置在传送带的出料口的下侧；下料盒设置在直线模组上；分针机构用于将针坯分开；滚针机构用于将针坯翻滚；图像采集装置用于采集针坯的表面图像，对表面图像分析，可以判断针坯是否合格同时生成检测结果信号；直线模组用于根据检测结果信号驱动下料盒运动。本发明解决了传统针坯表面质量检测纯手工操作、肉眼观察、检测效率和精度低下的问题。
Description
技术领域
本发明涉及光机电一体化，具体地，涉及一种全自动针坯表面质量检测装置及方法。
背景技术
目前的针灸针针坯表面质量的检验通常包括针体的分离、旋转换面和视觉检测。目前对于上述三部分工作基本上都是纯手工操作、肉眼观察。效率低下，人员易疲劳，而且存在因眼睛疲劳或疏忽导致漏检或误判的情况。
现有检索到申请号为201420459921.X，名称为针灸针下料器的实用新型公开了一种针灸针下料器，包括下料斗和在下料斗出口作转动设置的针辊，针辊的外圆表面布设有多条针槽，每条针槽只能承纳一根针灸针，其特征在于：所述针辊的外圆表面带有锥度，在针灸针平躺着落入针槽内进行输送时，针灸针的针尾始终靠向针辊的小头端；所述针辊与水平呈一定的斜角进行安装，安装后所述针辊的最低表面为水平状态。该实用新型适用于针灸针包装时的下料，这时的针灸针已完成绕柄，直径较大，易于分针，而针对小直径(比如0.25mm)的针坯目前还没有相应的分针设备，无法解决小直径针精确分离的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种全自动针坯表面质量检测装置及方法。
根据本发明的一个方面提供的全自动针坯表面质量检测装置，包括图像采集装置、上料盒、分针机构、滚针机构、传送带、直线模组以及下料盒；
其中，所述分针机构的进料口连通所述上料盒的出料口；所述分针机构的出料口连通所述滚针机构的进料口；所述传送带的进料口设置在所述滚针机构的出料口的下侧；所述下料盒设置在所述传送带的出料口的下侧；所述下料盒设置在所述直线模组上；
所述分针机构用于将针坯分开；所述滚针机构用于将针坯翻滚；所述图像采集装置用于采集针坯的表面图像，对所述表面图像分析，可以判断针坯是否合格同时生成检测结果信号；所述直线模组用于根据所述检测结果信号驱动所述下料盒运动。
优选地，所述上料盒包括斜板和分隔板；
其中，多个所述分隔板依次相连构成盒壁；所述盒壁的下端连接所述斜板构成上料盒。
优选地，所述分针机构包括拨针块、针辊、步进电机A、活动销、导针板和拨针块安装架；
其中，所述针辊设置在导针板和斜块之间；所述针辊的外表面设置有多个沿轴向延伸的第一针槽；所述活动销设置在所述拨针块安装架上，所述拨针块与所述活动销铰接；所述拨针块设置在所述针辊上侧与所述针辊的上侧面紧密贴合；所述步进电机A驱动所述针辊转动；
当针坯由所述斜板的下端滑出，进入一第一针槽，随针辊转动，进入所述导针板。
优选地，所述滚针机构包括活动挡板、顶针块、曲柄连杆机构、橡胶轮和步进电机B；
其中，所述活动挡板与所述导针板的下端相连构成V形槽；步进电机B通过所述曲柄连杆机构驱动所述顶针块；所述分针机构的步进电机A驱动所述橡胶轮转动；
当针坯由所述分针机构的导针板滑入所述V形槽中，所述步进电机B通过所述曲柄连杆机构驱动所述顶针块将针坯顶入V形槽中的图像采集区域；所述步进电机A驱动所述橡胶轮转动，进而带动针坯转动，实现针体360°的图样采集。
优选地，还包括电磁铁驱动装置；所述电磁铁驱动装置用于将所述活动挡板打开或放下，从而实现V型槽底部的打开或关闭。
优选地，所述下料盒包括合格针料斗、不合格针料斗和未检针料斗；
当检测结果信号为合格信号时，所述直线模组驱动所述下料盒移动，使合格的针坯落入所述合格针料斗；
当检测结果信号为不合格信号时，所述直线模组驱动所述下料盒移动，使不合格的针坯落入所述不合格针料斗中；
当检测结果信号为未检测信号时，所述直线模组驱动所述下料盒移动，使未检测的针坯落入所述未检针料斗中。
优选地，所述针辊为周期的非连续转动，在每个周期，针辊先向前转角度α，再向后退角度β，最后向前转角度γ，其中β>2α，γ>α+β。
优选地，所述传送带上设置有沿宽度方向延伸的第二针槽。
优选地，还包括接近开关；
所述接近开关用于针辊每个周期的零点标定。
根据本发明的另一个方面提供的全自动针坯表面质量的检测方法，采用所述的全自动针坯表面质量检测装置，包括如下步骤：
步骤1：分针，具体为，将上料盒的出料口出来的针坯分为顺次输出的单根针坯；
步骤2：姿态调整，具体为，将针坯顶入V形槽中的图像采集区域，并将针坯翻滚实现360°的图样采集；
步骤3：图像采集，具体为，将针坯的表面图像，对所述表面图像分析，判断针坯是否合格；
步骤4：分类打包，具体为，根据检测结果信号，分别将合格的针坯放入所述合格针料斗内，将不合格的针坯放入所述不合格针料斗内，将未检测的针坯落入所述未检针料斗内。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明设置有图像采集装置、上料盒、分针机构、滚针机构、传送带、直线模组以及下料盒，解决了传统针坯表面质量检测纯手工操作、肉眼观察、检测效率和精度低下的问题；
2、本发明中拨针块与活动销铰接，可自动调整角度，保证拨针块与针辊贴合紧密，提高拨针成功率；
3、本发明布局合理，结构简单，易于推广。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明中全自动针坯表面质量检测装置的结构示意图；
图2为本发明中分针机构的结构示意图；
图3为本发明中全自动针坯表面质量的检测方法的流程图；
图4为本发明中滚针机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。
在本实施例中，本发明提供的全自动针坯表面质量检测装置，包括图像采集装置1、上料盒2、分针机构3、滚针机构4、传送带6、直线模组8以及下料盒；
其中，所述分针机构3的进料口连通所述上料盒2的出料口；所述分针机构3的出料口连通所述滚针机构4的进料口；所述传送带6的进料口设置在所述滚针机构4的出料口的下侧；所述下料盒设置在所述传送带6的出料口的下侧；所述下料盒设置在所述直线模组8上；所述分针机构3用于将针坯分开；所述滚针机构4用于将针坯翻滚；所述图像采集装置1用于采集针坯的表面图像，对所述表面图像分析，可以判断针坯是否合格同时生成检测结果信号；所述直线模组8用于根据所述检测结果信号驱动所述下料盒运动。所述传送带6采用双面齿同步带。
作为一个优选的实施方式，所述上料盒2包括斜板12和分隔板24；其中，多个所述分隔板24依次相连构成盒壁；所述盒壁的下端连接所述斜板12构成上料盒2。
所述分针机构包括拨针块13、针辊14、步进电机A16、活动销23、导针板21和拨针块安装架；其中，所述针辊14设置在导针板21和斜块12之间；所述针辊14的外表面设置有多个沿轴向延伸的第一针槽15；所述活动销23设置在所述拨针块安装架上，所述拨针块13与所述活动销23铰接；所述拨针块13设置在所述针辊14上侧与所述针辊14的上侧面紧密贴合；所述步进电机B22驱动所述针辊14转动；当针坯由所述斜板12的下端滑出，进入一第一针槽15，随针辊14转动，进入所述导针板21。更为具体地，斜块12的出料口处的储针腔的斜坡，以利于针坯进入针槽。针辊14转动时，针坯顺势进入针槽15内，将储针腔内的针坯带走，经过拨针块4,将多余的针坯拨掉，保证针槽15内只有一根针坯。拨针块13与2个活动销23采用活动铰链连接，可自动调整角度，保证拨针块13与针辊14贴合紧密，提高拨针成功率，并且由于拨针块13存在竖直方向的自由度，如果出现卡滞拨针块13会向上移动，让针通过，保证装置继续运行。
斜板12前端伸出3个凸起与针辊14周向的凹槽形成交错迷宫型结构，保证针坯顺利转移。具体为斜板12与针辊14拼接端设置有第一凸起25、第二凸起26和第三凸起27，第一凸起25、第二凸起26和第三凸起27与斜板12之间形成凹槽，即形成一个可容纳针坯的空间。
作为一个优选的实施方式，所述滚针机构4包括活动挡板18、顶针块19、曲柄连杆机构20、橡胶轮17和步进电机B22；其中，所述活动挡板18与所述导针板21的下端相连构成V形槽；步进电机B22通过所述曲柄连杆机构20驱动所述顶针块19；所述分针机构的步进电机A16驱动所述橡胶轮17转动；当针坯由所述分针机构的导针板21滑入所述V形槽中，所述步进电机B22通过所述曲柄连杆机构20驱动所述顶针块19将针坯顶入V形槽中的图像采集区域，即将V型槽内的针坯推至固定的位置，保证每根针坯的针尖处于同一位置，便于图像采集；所述步进电机A16驱动所述橡胶轮17转动，进而带动针坯转动，实现针体360°的图样采集。所述橡胶轮17的数量为三个，3个橡胶轮17固定在同一根轴上，由步进电机A16驱动。
本发明提供的全自动针坯表面质量检测装置，还包括电磁铁驱动装置；所述电磁铁驱动装置5用于将所述活动挡板18打开或放下，从而实现V型槽底部的打开或关闭。V型槽底部打开，让针坯掉落在传送带6上，传送带6上均匀开有若干槽，针坯落入槽内，运输至出料口7处。完成图像采集，图像采集装置会进行图像计算，图像计算需要时间，在针坯到达出料口7前系统完成图像计算，判断出针坯的是否合格，另不同的料斗移至出料口7下端让针落入，即完成了针坯的分类打包。
作为一个优选的实施方式，所述下料盒包括合格针料斗、不合格针料斗和未检针料斗；
当检测结果信号为合格信号时，所述直线模组8驱动所述下料盒移动，使合格的针坯落入所述合格针料斗；
当检测结果信号为不合格信号时，所述直线模组8驱动所述下料盒移动，使不合格的针坯落入所述不合格针料斗中；
当检测结果信号为未检测信号时，所述直线模组8驱动所述下料盒移动，使未检测的针坯落入所述未检针料斗中。所述合格针料斗、不合格针料斗、未检针料斗可设置为多组料斗，每组都包括这三种料斗。一组料斗装满后换下一组料斗，这样既能保证不停机更换料斗又增加了料斗的总体容量，可以长时间无人操作。
所述针辊14为周期的非连续转动，在每个周期，针辊14先向前转角度α，再向后退角度β，最后向前转角度γ，其中β>2α，γ>α+β。即使针坯第一次通过拨针块4后出现了倾斜，也可以通过后退角度β把这根针退出来，再转过的时候就不会出现针坯倾斜的情况了，针辊14每送出一根针会进行短暂的停歇，以等待图像采集装置1完成图像采集后，可以利用这个短暂的停歇完成退针动作，所以不会影响分针效率。所有与针坯接触的零件均由具有一定机械强度的非金属材料制成。
所述传送带6上设置有沿宽度方向延伸的第二针槽。本发明提供的全自动针坯表面质量检测装置，还包括接近开关；所述接近开关用于针辊每个周期的零点标定。
本发明提供的全自动针坯表面质量的检测方法，采用所述的全自动针坯表面质量检测装置，包括如下步骤：
步骤1：分针，具体为，将上料盒2的出料口出来的针坯分为顺次输出的单根针坯；
步骤2：姿态调整，具体为，将针坯顶入V形槽中的图像采集区域，并将针坯翻滚实现360°的图样采集；
步骤3：图像采集，具体为，将针坯的表面图像，对所述表面图像分析，判断针坯是否合格；
步骤4：分类打包，具体为，根据检测结果信号，分别将合格的针坯放入所述合格针料斗内，将不合格的针坯放入所述不合格针料斗内，将未检测的针坯落入所述未检针料斗内。未被分开的针坯将不予检测，后续返回上针盒2重新检测。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (6)
1.一种全自动针坯表面质量检测装置，其特征在于，包括图像采集装置(1)、上料盒(2)、分针机构(3)、滚针机构(4)、传送带(6)、直线模组(8)以及下料盒；
其中，所述分针机构(3)的进料口连通所述上料盒(2)的出料口；所述分针机构(3)的出料口连通所述滚针机构(4)的进料口；所述传送带(6)的进料口设置在所述滚针机构(4)的出料口的下侧；所述下料盒设置在所述传送带(6)的出料口的下侧；所述下料盒设置在所述直线模组(8)上；
所述分针机构(3)用于将针坯分开；所述滚针机构(4)用于将针坯翻滚；所述图像采集装置(1)用于采集针坯的表面图像，对所述表面图像分析，可以判断针坯是否合格同时生成检测结果信号；所述直线模组(8)用于根据所述检测结果信号驱动所述下料盒运动；
所述上料盒(2)包括斜板(12)和分隔板(24)；
其中，多个所述分隔板(24)依次相连构成盒壁；所述盒壁的下端连接所述斜板(12)构成上料盒(2)；
所述分针机构包括拨针块(13)、针辊(14)、步进电机A(16)、活动销(23)、导针板(21)和拨针块安装架；
其中，所述针辊(14)设置在导针板(21)和斜板(12)之间；所述针辊(14)的外表面设置有多个沿轴向延伸的第一针槽(15)；所述活动销(23)设置在所述拨针块安装架上，所述拨针块(13)与所述活动销(23)铰接；所述拨针块(13)设置在所述针辊(14)上侧与所述针辊(14)的上侧面紧密贴合；所述步进电机A(16)驱动所述针辊(14)转动；
当针坯由所述斜板(12)的下端滑出，进入一第一针槽(15)，随针辊(14)转动，进入所述导针板(21)；
所述滚针机构(4)包括活动挡板(18)、顶针块(19)、曲柄连杆机构(20)、橡胶轮(17)和步进电机B(22)；
其中，所述活动挡板(18)与所述导针板(21)的下端相连构成V形槽；步进电机B(22)通过所述曲柄连杆机构(20)驱动所述顶针块(19)；所述分针机构的步进电机A(16)驱动所述橡胶轮(17)转动；
当针坯由所述分针机构的导针板(21)滑入所述V形槽中，所述步进电机B(22)通过所述曲柄连杆机构(20)驱动所述顶针块(19)将针坯顶入V形槽中的图像采集区域；所述步进电机A(16)驱动所述橡胶轮(17)转动，进而带动针坯转动，实现针体360°的图样采集。
2.根据权利要求1所述的全自动针坯表面质量检测装置，其特征在于，还包括电磁铁驱动装置；所述电磁铁驱动装置(5)用于将所述活动挡板(18)打开或放下，从而实现V型槽底部的打开或关闭。
3.根据权利要求1所述的全自动针坯表面质量检测装置，其特征在于，所述下料盒包括合格针料斗、不合格针料斗和未检针料斗；
当检测结果信号为合格信号时，所述直线模组(8)驱动所述下料盒移动，使合格的针坯落入所述合格针料斗；
当检测结果信号为不合格信号时，所述直线模组(8)驱动所述下料盒移动，使不合格的针坯落入所述不合格针料斗中；
当检测结果信号为未检测信号时，所述直线模组(8)驱动所述下料盒移动，使未检测的针坯落入所述未检针料斗中。
4.根据权利要求1所述的全自动针坯表面质量检测装置，其特征在于，所述针辊(14)为周期的非连续转动，在每个周期，针辊(14)先向前转角度α，再向后退角度β，最后向前转角度γ，其中β>2α，γ>α+β。
5.根据权利要求1所述的全自动针坯表面质量检测装置，其特征在于，所述传送带(6)上设置有沿宽度方向延伸的第二针槽。
6.根据权利要求4所述的全自动针坯表面质量检测装置，其特征在于，还包括接近开关；
所述接近开关用于针辊每个周期的零点标定。
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