棒料硬度自動檢測系統

本發明屬于機電設備自動化，涉及棒料硬度自動檢測系統。

背景技術：

1、棒料在目前機械行業是常見的一種零件或零件加工毛胚，尤其是金屬圓柱棒料，更是現代汽車、高鐵、飛機、重大武器系統等中齒輪、傳動軸、法蘭盤等關鍵重要零件的加工原材料，因此棒料的金屬性能將直接決定了高端智能裝備、武器裝備等大型、先進系統的壽命、使用性能，而硬度是金屬性能的關鍵指標之一。基于此，在關鍵的零件原材料使用中均會提出硬度檢驗的工藝要求，其目的是通過硬度指標排除不滿足力學性能要求的毛胚材料，進一步保證零件成品的合格率。

2、現有技術中雖然針對硬度檢測中研究出來硬度自動檢測儀，但是由于自動化、智能化程度底，目前的棒料硬度檢測中大多數采用人工向硬度自動檢測儀進行上料以及下料，存在如下問題：1）操作人員勞動強度大，尤其是針對中大型金屬棒料，單根金屬棒料重量達到30kg以上，對操作人員的勞動強度提出了極大的要求；2）棒料上下料狀態不一致，導致硬度檢測不準確，存在不合格棒料進行加工，造成加工費用浪費或者殘次品混入出廠的產品中；3）棒料檢測區域存在氧化表面、雜質等影響硬度檢測儀的檢測結果，而人工上料將會造成棒料表面清理程度不同、漏清理等情況。

3、面對上述問題，國內相關機構也進行了研究，大多數是通過機器人或機械手結合專用夾具實現物料的上下料以及輸運，例如，中國專利《棒料布氏硬度自動化檢測與分選裝置》（申請日：2019.06.19；申請號：?cn201920925929.3；公告日：2020.03.17；公開號：cn210146482u）公開了本體的進料端設置輸送輥道，設置有對待檢測棒料的一端進行磨削的磨平裝置和磨削后進行硬度測量的硬度檢測裝置；在輥道上面，設置有可移動的進料機械手，進料機械手在控制單元輸出信號控制下，在輥道上方移動，抓取并將棒料輸送到隨行夾具；隨行夾具在控制單元輸出信號控制下，夾持或松開棒料，并能在動力裝置作用下在磨平裝置和硬度檢測裝置之間往復移動；硬度檢測裝置將每次檢測得到的棒料的硬度數據輸入控制單元內；還設置下料機械手，將棒料分別放置在料箱中。通過機械手對棒料夾取然后上下料，該種方法在一定程度上降低了檢測的效率。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供棒料硬度自動檢測系統，解決了現有技術中棒料硬度檢測中存在勞動強度大、效率底、穩定性差的問題。

2、本發明所采用的技術方案是，棒料硬度自動檢測系統，包括自動上料組件、清潔組件、橫向送料機械手組件、硬度檢測儀、棒料下料組件、控制系統；自動上料組件用于棒料的存儲、分料、上料以及人工補料；清潔組件安裝在自動上料組件上，用于棒料表面氧化層的自動打磨、雜質的自動清理；橫向送料機械手組件用于棒料在水平方向上輸運輥道內的移動及硬度檢測儀測量過程中的定位；棒料下料組件用于測量完棒料的自動收集及按照硬度值的大小區間進行分類存儲；控制系統安裝在自動上料組件中下部，用于實現棒料硬度自動檢測系統整體動作的控制。

3、本發明的特點還在于，

4、自動上料組件包括補料機構、上料倉、上料機構、補料倉四部分，補料機構、上料倉、上料機構固定安裝在補料倉中上；補料倉包括補料倉體，補料倉體通過板料焊接而成，補料倉體內焊接倉體隔離板，用于將倉體分隔成多層，通過6個倉體隔離板將補料倉體分割成5層，且每層與水平面有一定的角度，用于棒料在重力作用下沿著倉體隔離板進行自動滾動；補料倉體上半部分用于存儲棒料，補料倉體下半部分用于安裝整體設備的電控元器件及氣路元器件；補料倉體下半部分設置氣控箱門、電控箱門。

5、補料倉體側面固定安裝氣缸安裝板，氣缸安裝板上固定安裝氣缸安裝尾座，氣缸安裝尾座上安裝料倉關閉氣缸，料倉關閉氣缸端面固定卡簧；料倉關閉氣缸的活塞桿前端為螺紋桿，通過螺紋桿在料倉關閉氣缸上固定安裝氣缸桿頭；倉體隔離板的出料口端固定安裝合頁，合頁固定連接倉門；補料倉體側面設置補料口。

6、補料機構包括補料導軌，補料導軌安裝在補料倉體上，補料導軌配合安裝上下滑塊，補料導軌上固定安裝上下活動板；在上下活動板上安裝上下氣缸安裝尾部板，上下氣缸安裝尾部板固定上下氣缸，上下氣缸的尾部和頭部安裝氣缸到位傳感器，用于檢測氣缸是否運動到位；在上下活動板上安裝上下氣缸安裝頭部板，通過專用固定螺母實現上下氣缸頭部在上下氣缸安裝頭部板的固定；在補料倉體上通過螺釘d固定安裝氣缸活塞桿安裝座，氣缸活塞桿安裝座上通過兩個氣缸活塞桿螺母固定安裝上下氣缸的活塞桿。

7、上下活動板上安裝推料氣缸安裝板，推料氣缸安裝板鉸接推料氣缸鉸接軸，推料氣缸鉸接軸鉸接安裝推料氣缸，同時在推料氣缸兩端通過推料氣缸卡簧實現位置的固定，且在推料氣缸上安裝推料氣缸到位傳感器，用于檢測氣缸活塞行程是否到位；推料氣缸活塞桿前端為螺紋桿，通過該螺紋桿固定安裝推料氣缸頭，推料氣缸頭設置有孔，推料板設置同樣設置有孔，通過推料板鉸接軸實現推料氣缸頭與推料板的鉸接，同時軸向通過推料板鉸接軸卡簧實現位置的固定，采用同樣的方式實現推料板與上下活動板之間的鉸接，在上下活動板上設置有倒角度的棒料承接槽，用于承接從倉體隔離板滾動出來的棒料，且該機構能夠防止棒料滑出承接槽，當上下活動板上下運動到位后，推料氣缸的活塞桿伸出，帶動推料板將棒料頂出上下活動板的承接槽；在上下活動板上安裝棒料對中氣缸安裝板，棒料對中氣缸安裝板安裝對中氣缸，在對中氣缸活塞桿上安裝對中氣缸推板，進而實現棒料在上下活動板棒料承接槽內軸向的對中。

8、上料倉包括左右側設置的料道側板，兩個料道側板底部通過螺釘f固定連接料道底板，兩個料道側板端部通過螺釘f固定連接料道端面固定板，進而組成棒料滾動料道；在料道側板內側安裝料道導向板，實現對不同長度棒料在料道內的側向導向；在料道導向板上設置調整螺桿與料道寬度調節螺母，寬度通過焊接在料道導向板上的調整螺桿與料道寬度調節螺母進行實現；當需要整體料道的寬度時，松開料道寬度調節螺母，將料道導向板相對于左右側料道側板進行內外推動，然后鎖緊螺母即可。

9、上料機構包括側向導向板、導向槽安裝基板，側向導向板與導向槽安裝基板連接組成上料機構的基本框架，導向槽安裝基板上安裝導向槽安裝支架，導向槽安裝支架上安裝導向槽，導向槽上通過螺釘g固定安裝導向輪軸承座，導向輪軸承座內安裝軸承，導向輪軸承座的軸承內孔中套接導向輪安裝軸，導向輪安裝軸上通過鍵連接的方式固定安裝導向輪，其中導向輪為v型結構，方便棒料在槽中的定位；導向槽安裝基板連接上料氣缸支架，上料氣缸支架固定連接上料機構安裝支架，上料機構安裝支架通過螺釘b固定安裝在補料倉體上，實現上料機構的固定；上料氣缸支架上安裝上料導向軸承、上料氣缸，上料導向軸承進行配合連接上料導向桿，實現上料機構上下運動的導向；上料氣缸通過上料氣缸活塞桿螺母實現活塞桿固定頂料板，進而實現在上料氣缸的作用下完成上料機構的上下運動；導向槽底部安裝氣嘴安裝支架，氣嘴安裝支架上安裝底部吹灰氣嘴，實現對棒料表面灰塵的自動清理；導向槽安裝基板上安裝導向板，使得棒料能夠從頂料板順利向導向輪內的運動。

10、清潔組件包括清潔安裝支架，清潔安裝支架通過螺釘固定安裝在側向導向板的頂部，清潔安裝支架上安裝清潔氣缸安裝支架、清潔氣缸，清潔氣缸上通過滑塊和螺釘配合固定安裝打磨頭固定座，打磨頭固定座采用仿形設計，打磨頭固定座上固定打磨頭，通過螺釘緊固實現對打磨頭的固定，且在打磨頭的前端安裝打磨砂輪；同時在清潔安裝支架上安裝氣嘴安裝塊和氣嘴。

11、橫向送料機械手組件包括機械手安裝支架，機械手安裝支架通過地腳螺栓固定安裝在地面，機械手安裝支架上通過底座螺釘固定安裝橫移底座，橫移底座上安裝兩根橫移導軌和一根齒條，每根橫移導軌上安裝兩個滑塊，滑塊在橫移導軌可前后運動，滑塊連接滑板，滑板上安裝橫移減速機，橫移減速機連接橫移電機，橫移減速機輸出軸上通過漲緊套固定連接橫移齒輪，橫移齒輪與齒條實現嚙合傳動，橫移底座兩端上安裝橫移極限傳感器。

12、滑板上安裝夾緊基板，夾緊基板的兩端通過螺釘分別固定對稱安裝兩個夾緊氣缸，夾緊氣缸伸出端安裝夾緊推桿，夾緊推桿內側安裝夾緊滑塊，夾緊基板外側安裝夾緊導軌，進而實現當兩個夾緊氣缸伸出，對棒料實現夾緊與對中作用；夾緊推桿上安裝斜上下支架，斜上下支架安裝斜上下滑塊，斜上下滑塊配合連接斜上下導軌，實現斜上下運動的導向；斜上下支架上安裝斜伸氣缸，斜伸氣缸的活塞桿通過氣缸活塞頭安裝螺母固定連接氣缸活塞頭安裝板，缸活塞頭安裝板連接棒料夾緊板。

13、棒料下料組件包括下料組件基架，下料組件基架通過地腳螺栓固定安裝在地面，下料組件基架上焊接下料基板，下料基板內部焊接下料斜坡，下料斜坡與水平面有一定的角度，保證棒料在重力的作用下能夠沿著斜坡自動滾動，且在下料斜坡上開有棒料分揀倉口，下料基板兩外側焊接棒料擋板轉軸孔，棒料擋板轉軸孔鉸接配合棒料擋板轉軸，棒料擋板轉軸焊接棒料擋板底部。

14、下料基板兩外側安裝棒料倉口氣缸安裝板，在棒料倉口氣缸安裝板上安裝倉口氣缸旋轉軸架，倉口氣缸旋轉軸架中心設置有孔，孔鉸接倉口氣缸旋轉軸，倉口氣缸旋轉軸安裝倉口氣缸，倉口氣缸活塞桿螺紋固定連接倉口氣缸拉頭，倉口氣缸拉頭中心設置有孔，孔鉸接擋板氣缸拉軸，擋板氣缸拉軸焊接棒料擋板。

15、本發明的有益效果是：本發明棒料硬度自動檢測系統具有以下優點：

16、1、本發明中棒料硬度自動檢測系統實現了棒料的自動上料與下料，同時提高了棒料檢測的效率，降低了人力成本和操作人員的勞動強度。

17、2、本發明中棒料硬度自動檢測系統設置有棒料表面打磨與清潔裝置，對棒料表面的氧化層進行打磨，同時對雜質進行清理，避免由于棒料表面有氧化層及雜質對硬度測量帶來誤差，提高了測量的準確度。

18、3、本發明中棒料硬度自動檢測系統采取重力驅動物料分揀的方式，摒棄了傳統上下料中專用夾具夾取棒料的方式，可實現棒料直徑范圍較大的兼容性，提高了棒料硬度自動檢測系統的使用范圍；同時在長度方面，設置有可調整機構，進一步提高了整體檢測系統的兼容性和柔性。

19、4、本發明中棒料硬度自動檢測系統通過機械手推動的方式實現棒料在v型輸送機構中前后方向的驅動，降低了機械手夾具的柔性化要求，同時減少了機械手的動作，提高了整體系統的檢測效率。

20、5、本發明中棒料硬度自動檢測系統的下料倉，可根據實際使用要求進行設置料倉的分倉數量，便于對不同硬度區間的棒料進行自動分揀。