一种金属应变计自动检测、裁切、分选、包装系统

1.一种金属应变计自动检测、裁切、分选、包装系统，其特征在于：所述的系统包括上料机构、拍照机构（1）、分选机构（2）与下料机构，所述上料机构、拍照机构（1）、分选机构（2）与下料机构分别安装在系统中对应的各个工位上，所述拍照机构（1）与分选机构（2）均接入控制系统；
所述上料机构中包括第一工位平台与静电激发器（3），所述静电激发器（3）安装在第一工位平台附近，所述第一工位平台用于放置料盘，所述静电激发器（3）用于给金属应变计激发静电，使其吸附在料盘上；
所述拍照机构（1）包括拍照镜头与第二工位平台，所述拍照镜头安装在第二工位平台上方，用于由拍照镜头拍摄当前第二工位平台上的料盘内的图片，并将图片传输至控制系统，由控制系统识别料盘内每个金属应变计的坐标及角度数据；
所述分选机构（2）中包括第三工位平台（21）、二维伺服平台（22）、分拣头（23）、分拣盒盘（24），所述二维伺服平台（22）安装在第三工位平台（21）的上面，所述分拣头（23）通过分拣动作机构（27）安装在二维伺服平台（22）上，且所述分拣头（23）还接入电阻检测仪；所述分拣盒盘（24）通过分拣盒盘动作机构安装在第三工位平台（21）上；用于由二维伺服平台（22）带动分拣头（23）从第三工位平台（21）上料盘的零位坐标开始，按照预定的轨迹运动到预定的坐标，分拣头（23）在分拣动作机构（27）的作用下与金属应变计相接触测量其电阻值，然后抓取该金属应变计，根据电阻值将当前的金属应变计放入分拣盒盘（24）中对应的分拣盒中；
所述分选机构（2）中还包括分拣头清洗机构（26），所述分拣头清洗机构（26）安装在第三工位平台（21）上; 所述分拣头清洗机构（26）至少包括检测探针短路装置与探针清洗池，所述检测探针短路装置与电阻检测仪相连，用于检测分拣头的接触电阻，根据接触电阻检测结果，控制系统控制二维伺服平台（22）及分拣动作机构（27）使分拣头进入探针清洗池内进行清洗。
2.根据权利要求1所述的金属应变计自动检测、裁切、分选、包装系统，其特征在于：所述的金属应变计自动检测、裁切、分选、包装系统还包括传送机构，所述传送机构贯穿于安装于系统中的各个工位平台下方；所述传送机构中至少设有传送带与步进电机，所述步进电机也接入控制系统，用于由控制系统控制步进电机的启停与正反转，进而带动传送带将料盘输送至系统中的各个工位上。
3.根据权利要求1或2所述的金属应变计自动检测、裁切、分选、包装系统，其特征在于：
所述的第二工位平台与第三工位平台（21）上均设有料盘固定装置。
4.根据权利要求2所述的金属应变计自动检测、裁切、分选、包装系统，其特征在于：所述下料机构中至少包括第四工位平台，用于由传送带将分选金属应变计后的料盘输送至第四工位平台。
5.根据权利要求3所述的金属应变计自动检测、裁切、分选、包装系统，其特征在于：所述的控制系统至少包括工控机，所述工控机分别接入静电激发器（3）、拍照镜头、电阻检测仪、料盘固定装置；所述工控机还通过运动控制卡分别接入二维伺服平台（22）、分拣动作机构（27）与分拣盒盘动作机构；用于由工控机控制静电激发器（3）及料盘固定装置的开启与关闭，并控制拍照镜头启动采集当前料盘内的图片，进而根据当前图片识别出料盘内每个金属应变计相对于料盘原点的坐标值，以及每个金属应变计相对于料盘X轴的角度数据；并通过运动控制卡控制二维伺服平台（22）、分拣动作机构（27）与分拣盒盘动作机构的动作，使分拣头（23）完成每个金属应变计电阻检测及抓取分拣的操作。
6.根据权利要求1所述的金属应变计自动检测、裁切、分选、包装系统，其特征在于：所述分拣头（23）上安装检测探针及真空吸附装置，用于由检测探针检测金属应变计的电阻值，由真空吸附装置吸附抓取当前金属应变计。

一种金属应变计自动检测、裁切、分选、包装系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种金属应变计检测、分选装置，更具体的说，本发明主要涉及一种金属应变计自动检测、裁切、分选、包装系统。\n背景技术\n[0002] 电阻应变计(Resistance strain gage)是一种能将工程构件上的应变，即尺寸变化转换成为电阻变化的变换器(又称电阻应变片)，简称为应变计。一般由敏感栅、引线、粘结剂、基底和盖层组成。成品应变计为三明治结构，由基底材料、金属箔、覆层材料组成；应变计产品规格、形状不一，栅条排列有水平、竖直、45度斜线及圆形等,有单轴、双轴及三轴之分，应变计内部结构尺寸很小，一般栅条宽25～40μm，栅间距40～60μm。多数应变计产品尺寸较小，一般长宽均小于10mm，部分特殊产品栅条较长，可达到10mm；\n[0003] 目前应变计的测阻、分选、包装工作大都由人工完成，这种操作方式会导致以下几个方面的问题：一是误读阻值，或者测定的应变计放错位置，造成分选失误，影响产品的质量和品牌。二是包装数量容易有偏差。三是工作单调，人容易疲劳，难以持续正确高效工作。\n四是人工成本逐年上升，使产品成本上升；劳动效率较低，不能适应产量的提升；因而有必要设计一种金属应变计分选的专用设备。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种金属应变计自动检测、裁切、分选、包装系统，以期望解决现有技术中人工误读应变计阻值或包装数量偏差，造成分选及包装失误，影响产品质量，以及人工劳动强度大，且效率低下等技术问题。\n[0005] 为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：\n[0006] 本发明所提供的一种金属应变计自动检测、裁切、分选、包装系统，所述的系统包括上料机构、拍照机构、分选机构与下料机构，所述上料机构、拍照机构、分选机构与下料机构分别安装在系统中对应的各个工位上，所述拍照机构与分选机构均接入控制系统；所述上料机构中包括第一工位平台与静电激发器，所述静电激发器安装在工位平台附近，所述工位平台用于放置料盘，所述静电激发器用于给金属应变计激发静电，使其吸附在料盘上；\n所述拍照机构包括拍照镜头与第二工位平台，所述拍照镜头安装在第二工位平台上方，用于由拍照镜头拍摄当前第二工位平台上的料盘内的图片，并将图片传输至控制系统，由控制系统识别料盘内每个金属应变计的坐标及角度数据；所述分选机构中包括第三工位平台、二维伺服平台、分拣头、电阻检测仪与分拣盒盘，所述二维伺服平台安装在第三工位平台的上面，所述分拣头通过分拣动作机构安装在二维伺服平台上，且所述分拣头还接入电阻检测仪；所述分拣盒盘通过分拣盒盘动作机构安装在第三工位平台上；用于由二维伺服平台带动分拣头从第三工位平台上料盘的零位坐标开始，按照预定的轨迹运动到预定的坐标，分拣头在分拣动作机构的作用下与金属应变计相接触测量其电阻值，然后抓取该金属应变计，根据电阻值将当前的金属应变计放入分拣盒盘中对应的分拣盒中。\n[0007] 作为优选，进一步的技术方案是：所述的金属应变计自动检测、裁切、分选、包装系统还包括传送机构，所述传送机构贯穿于安装于系统中的各个工位平台下方；所述传送机构中至少设有传送带与步进电机，所述步进电机也接入控制系统，用于由控制系统控制步进电机的启停与正反转，进而带动传送带将料盘输送至系统中的各个工位上。\n[0008] 更进一步的技术方案是：所述的第二工位平台与第三工位平台上均设有料盘固定装置。\n[0009] 更进一步的技术方案是：所述分选机构中还包括分拣头清洗机构，所述分拣头清洗机构安装在第三工位平台上，所述分拣头清洗机构至少包括检测探针短路装置与探针清洗池，所述探针短路装置与电阻检测仪相连，用于检测分拣头的接触电阻，根据接触电阻检测结果，控制系统控制二维伺服平台及分拣动作机构使分拣头进入探针清洗池内进行清洗。\n[0010] 更进一步的技术方案是：所述下料机构中至少包括第四工位平台，用于由传送带将分选金属应变计后的料盘输送至第四工位平台。\n[0011] 更进一步的技术方案是：所述的控制系统至少包括工控机，所述工控机分别接入静电激发器、拍照镜头、料盘固定装置；所述工控机还通过运动控制卡分别接入二维伺服平台、分拣动作机构与分拣盒盘动作机构；用于由工控机控制静电激发器及料盘固定装置的开启与关闭，并控制拍照镜头启动采集当前料盘内的图片，进而根据当前图片识别出料盘内每个金属应变计相对于料盘原点的坐标值，以及每个金属应变计焊盘相对于料盘X轴的角度数据；并通过运动控制卡控制二维伺服平台、分拣动作机构与分拣盒盘动作机构的动作，使分拣头完成每个金属应变计电阻检测及抓取分拣的操作。\n[0012] 更进一步的技术方案是：所述分拣头上安装有真空吸附装置，用于由真空吸附装置吸附抓取当前金属应变计。\n[0013] 与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：通过拍照机构拍摄当前料盘的照片而得到当前料盘中的金属应变计坐标及角度，再由分拣机构对每个应变计进行测阻、抓取及分类放入分拣盒，整个过程均可由设备自动完成，仅在上料和下料时由人工参与，有效降低了劳动强度，分拣效率高，并且由检测分拣机构进行测阻也避免了人工误读阻值的情况，有效提升了产品质量，同时本发明所提供的一种金属应变计自动检测、裁切、分选、包装系统结构简单，可用于各类规格的应变计检测、分选及包装，应用范围广阔。\n附图说明\n[0014] 图1为用于说明本发明一个实施例的结构示意图；\n[0015] 图2为用于说明本发明一个实施例中的检测分拣机构结构示意图；\n[0016] 图3为用于说明本发明另一个实施例的控制系统结构框图；\n[0017] 图4为用于说明本发明另一个实施例的系统流程图；\n[0018] 图中，1为拍照机构、2为分选机构、21为第三工位平台、22为二维伺服平台、23为分拣头、24为分拣盒盘、25为料盘固定装置、26为分拣头清洗机构、27分拣动作机构、3为静电激发器、4为料盘。\n具体实施方式\n[0019] 下面结合附图对本发明作进一步阐述。\n[0020] 参考图1所示，本发明的一个实施例是一种金属应变计自动检测、裁切、分选、包装系统，该系统包括上料机构、拍照机构1、分选机构2与下料机构，将上料机构、拍照机构1、分选机构2与下料机构分别安装在系统中对应的各个工位上，并将拍照机构1与分选机构2中的部件分别接入控制系统；其中更为具体的是：\n[0021] 上述上料机构中包括第一工位平台与静电激发器3，将静电激发器3安装在工位平台附近，而工位平台用于放置料盘，静电激发器3用于给金属应变计激发静电，使其吸附在料盘上；\n[0022] 上述拍照机构1包括拍照镜头与第二工位平台，拍照镜头安装在第二工位平台上方，用于由拍照镜头拍摄当前第二工位平台上的料盘内的图片，并将图片传输至控制系统，由控制系统识别料盘内每个金属应变计的坐标及角度数据；前述的拍照镜头最好采用CCD拍照系统，从而使得控制系统能根据照片精确分析出料盘中每个金属应变计的坐标及角度；\n[0023] 结合图2所示，更为重要的是，上述的分选机构2中包括第三工位平台21、二维伺服平台22、分拣头23、分拣盒盘24，二维伺服平台22安装在第三工位平台21的上方，分拣头23通过分拣动作机构27安装在二维伺服平台22上，且所述分拣头23还接入电阻检测仪；所述分拣盒盘24通过分拣盒盘动作机构安装在第三工位平台21上；用于由二维伺服平台22带动分拣头23从第三工位平台21上料盘的零位坐标开始，按照预定的轨迹运动到预定的坐标，分拣头23在分拣动作机构27的作用下与金属应变计的焊盘位置相接触测量其电阻值，然后抓取该金属应变计，根据电阻值将当前的金属应变计放入分拣盒盘24中对应的分拣盒中；\n前述第三工位平台21最好采用平置的传送带，即通过传送带将料盘4传送至分拣头23的下方，并由料盘固定装置25固定。\n[0024] 具体来说，上述的分拣头是一个电阻检测及金属应变计抓取功能二合一的复合装置，分拣头按照系统规划好的运行轨迹及坐标运行到待分拣电阻应变计上方，在分拣头动作机构的带动下自动旋转预定角度，使检测探针对准电阻应变计焊盘位置后下降并接触电阻应变计焊盘，稍作停顿完成电阻值检测后，分拣头吸取(气吸原理)电阻应变计向上提升，完成电阻应变计抓取工作。\n[0025] 正如上述所提到的，为使分拣头23能抓取金属应变计，上述分拣头23上安装有真空吸附装置，用于由真空吸附装置吸附抓取当前金属应变计。\n[0026] 更为具体的是，在使用过程中第三工位平台用于固定料盘；二维伺服平台用于带动分拣头从料盘零位开始按照系统预定的轨迹运动到预定的坐标；分拣动作机构3用于带动分拣头完成上下、旋转动作；分拣头用于测量金属应变计电阻值、抓紧金属应变计并将已抓取的金属应变计放入对应的分选盒中；本实施例中分选盒盘用于安放16个分选盒，分选盒动作机构用于带动分选盒盘完成旋转/移动动作，与二维伺服平台、分拣头动作机构相配合，将对应规格的分选盒送到分拣头的下方；\n[0027] 优选的是，上述下料机构中至少包括第四工位平台，用于由传送带将分选金属应变计后的料盘输送至第四工位平台。\n[0028] 在实施例中，通过拍照机构拍摄当前料盘的照片而得到当前料盘中的金属应变计坐标及角度，再由分拣机构对每个应变计进行测阻、抓取及分类放入分拣盒，整个过程均可由设备自动完成，仅在上料和下料时由人工参与，有效降低了劳动强度，分拣效率高，并且由检测分拣机构进行测阻也避免了人工误读阻值的情况，有效提升了产品质量。\n[0029] 根据本发明的另一实施例，为便于料盘能自动的依次经过各个工位，上述实施例中的金属应变计自动检测、裁切、分选、包装系统还包括传送机构，并将传动机构贯穿于安装于系统中的各个工位平台下方；传送机构中至少设有传送带与步进电机，所述步进电机也接入控制系统，用于由控制系统控制步进电机的启停与正反转，进而带动传送带将料盘输送至系统中的各个工位上。\n[0030] 进一步的，为保证料盘4安装的稳定性，保证系统中的金属应变计拍照和分拣操作顺利进行，还可在上述的第二工位平台与第三工位平台21上均设置料盘固定装置，通过料盘固定装置对料盘进行固定，保持其稳定性，并且该料盘固定装置可通过控制系统进行自动控制。\n[0031] 另一方面，发明人在具体的试验中还发现，在长期使用中，分拣头检测探针会因为灰尘等污染而导致接触电阻增大，进而导致金属应变计电阻值检测偏差，因此还在上述分选机构2中增设了分拣头清洗机构，所述分拣头清洗机构安装在第三工位平台上，所述分拣头清洗机构至少包括检测探针短路装置与探针清洗池，所述探针短路装置与电阻检测仪相连，用于检测分拣头的接触电阻，根据接触电阻检测结果，控制系统控制二维伺服平台22及分拣动作机构23使分拣头进入探针清洗池内进行清洗。即当检测接触电阻电阻为零时，则继续运行，反之，则控制清洗分拣头，清洗完毕后再次进行检测，直至检测结果为零时再继续运行。\n[0032] 结合图3所示，为保证系统的自动化运行，在本实施例中控制系统将成为其一个重要的组成部分，该控制系统中至少应该设置工控机，并将该工控机分别接入静电激发器3、拍照镜头、料盘固定装置；此外，该工控机还通过运动控制卡分别接入二维伺服平台22、分拣动作机构27与分拣盒盘动作机构；用于由工控机控制静电激发器3及料盘固定装置的开启与关闭，并控制拍照镜头启动采集当前料盘内的图片，进而根据当前图片识别出料盘内每个金属应变计相对于料盘原点的坐标值，以及每个金属应变计焊盘相对于料盘X轴的角度数据；并通过运动控制卡控制二维伺服平台22与分拣动作机构的动作，使分拣头23完成每个金属应变计电阻检测，在工控机获取到当前金属应变计的电阻值后，根据当前电阻值的大小，再次通过运动控制卡控制二维伺服平台22、分拣动作机构与分拣盒盘动作机构，将当前的金属应变计放入对应的分拣盒中。\n[0033] 进一步来说，在控制系统中选用工控机作为控制核心载体，进行有序控制；工控机通过运动控制卡，控制传送机构、二维伺服平台、包装盒盘动作机构及分拣动作机构的动作，实现料盘传送、电阻检测及电阻应变计分选功能；通过串口连接电阻检测仪实现阻值检测；通过数字I/O卡控制相机拍照及拍照光源。\n[0034] 如图4所示，本发明上述优选的一个实施例在实际使用中，由人工事先将电阻应变计正面朝上，散乱放置在平板料盘上，电阻应变计之间互相不交叠，并保持特定的距离。料盘为一A4规格的酚醛布胶板，厚10mm；人工上料包含两个小步骤：1)将待检应变计排列在料盘上，2)将料盘置入设备上料工位。\n[0035] 由于电阻应变计散乱摆放，系统无法正确定位电阻应变计的坐标及准确的焊盘位置，所以方案采用机器视觉技术，对电阻应变计料盘拍照，由工控机内部的软件系统自动计算出电阻应变计的下列数据并予以保存：\n[0036] 每个电阻应变计相对于料盘原点的位置坐标数据；\n[0037] 每个电阻应变计与料盘的X方向之间的夹角数据；\n[0038] 每个电阻应变计焊盘的方位数据；\n[0039] 软件系统自动规划分拣头行走路径及在每一个检测点(金属应变计上方)分拣头需要旋转的角度数据。\n[0040] 传送机构将上料工位上的料盘自动传送到拍照工位，拍照系统启动，对整个料盘进行拍照，自动分析规划检测分选机构动作路径。\n[0041] 完成视觉拍照后，传送机构将料盘送到分拣工位，料盘固定装置自动伸出，卡紧料盘，二维伺服平台带动分拣头，从料盘零位开始，按照系统规划的路径移动依次检测金属应变计电阻值、判断所属的规格分类，并自动抓取金属应变计自动放入对应的分选料盒。16个分选料盒(含一个废品料)呈圆周方式排列在料盒盘上，随分拣头同步移动，使分拣头动作行程最短。\n[0042] 所有应变计抓取完成后，系统自动退出空料盘，退出的空料盘自动堆叠，由人工取走料盘。\n[0043] 另外，需要说明的是，本设备中提到的静电激发器3、电阻检测及抓取功能二合一的分拣头、拍照镜头、电阻检测仪等部件均可采用现有技术中具有同样功能的部件，本发明的目的也不在于前述部件的机构本身，故对于前述机构的结构及功能实现的原理不再详述，本领域技术人员在本发明思想及整体技术方案的教导下，适当参考现有技术实现。\n[0044] 还需要说明的是，在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。\n[0045] 尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。