一种平板电脑尺寸在线检测及修整装置
阅读说明：本技术 一种平板电脑尺寸在线检测及修整装置 (Online detection and finishing device for size of tablet personal computer ) 是由 章志华 王东明 于 2021-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种平板电脑尺寸在线检测及修整装置,属于工件尺寸检测修整技术领域。一种平板电脑尺寸在线检测及修整装置,包括数据采集处理模块、尺寸检测模块、工件修整模块、工件运输模块组成。采用三组位移传感器,三个机械臂、一对百分表,分别安装于传送带上相应的工位,通过对信号的采集及处理测得工件的尺寸,具有精度高、检测速度快等特点。本发明可实现工件尺寸的在线检测及修整,同时具有涉及零件少、安全性高,结构紧凑、检测方式简单,生产效率高等特点,对现有的生产线工件尺寸检测和修整提供了一种新的方案参考,具有较好的使用价值和应用前景。(The invention discloses an online detection and finishing device for the size of a tablet personal computer, and belongs to the technical field of workpiece size detection and finishing. An on-line detection and trimming device for the size of a tablet personal computer comprises a data acquisition and processing module, a size detection module, a workpiece trimming module and a workpiece transportation module. Three sets of displacement sensors, three mechanical arms and a pair of dial indicators are respectively arranged on corresponding stations on the conveying belt, the size of the workpiece is measured by acquiring and processing signals, and the device has the characteristics of high precision, high detection speed and the like. The invention can realize the on-line detection and finishing of the workpiece size, has the characteristics of less related parts, high safety, compact structure, simple detection mode, high production efficiency and the like, provides a new scheme reference for the workpiece size detection and finishing of the existing production line, and has better use value and application prospect.)
技术领域
本发明涉及工件尺寸检测修整技术领域，尤其涉及一种平板电脑尺寸在线检测及修整装置。
背景技术
如今电子设备手机、电脑随处可见，近几年来平板电脑也变得越来越受欢迎。在工厂加工平板电脑过程中，由于为使生产效率提高，大多数工厂都采取了流水线式生产模式。由于流水线的连续性特点，其长时间使用必然存在传送带松弛、传动零件磨损和失效等问题，从而导致输送带速度不稳定。当工件在传送带上匀速行驶、正常加工时，工件尺寸误差较小。而在出现传动零件磨损、润滑较差、设备出现问题维护不及时等情况时，工件输送速度不稳定，这时所加工的产品误差较大甚至出现不合格工件还在加工生产。传统的人工检测，不仅检测精度差而且劳动强度高，是难以满足工件高精度和经济性生产要求的。需要设计一款能自动检测工件尺寸以及及时修整的装置来解决上述问题。
专利CN112658503A给出了一种可实时判断板材大小的切割方法及切割系统，该系统预设具有多个切割规则的切割规则库，每一切割规则对应一板材尺寸，调用切割规则库中的一个切割规则并将其设置为当前切割规则。该发明提供了一种可实时判断板材大小的切割系统及切割方法，克服了现有切割方法中存在的自动化程度低且加工效率低的缺陷。但未考虑到实际工厂生产线连续性、以及该系统切割规则库的搭建等问题，实用性欠佳。
专利CN212598079U给出了一种工业生产自动监测系统，解决现有的板材尺寸检测方式劳动强度高且效率较低的问题。该发明考虑到了工厂生产线的连续性，解决了人工检测精度低的问题。但该发明对不合格工件产品未考虑，还是在人工检测的基础上进行了改善，并且在出现不合格品时，只是分流出去，缺少修整装置，未实现一体化的尺寸检测修整装置。同时该发明采用的是机械检测装置，检测精度略差。
专利CN209639674U公开了一种板材尺寸检测机，其特征包括机架、输送带、视觉检测机构、光学组件和摄像光源。通过按照规定的位置的视觉检测机构获得板材的尺寸。该发明可实现板材尺寸的有效检测，具有体积较小，占用空间较少的特点。但该发明只考虑了工件尺寸的离线检测、未考虑到不合格产品的修整，检测修整一体化性能欠佳。
目前的工件尺寸检测多采用人工和机械检测装置，这难以满足工件复杂多变的加工误差，要么检测效率差、精度差，要么即使检测精度非常高，但不能很好地兼顾尺寸检测和修整需求，同时也浪费了工时和加工原材料。现有的检测装置相关发明对尺寸检测方面已存在许多可行方案，但针对检测后的工件修整都缺乏考虑。如果生产线上具有检测装置以及可及时修整装置，不但能显著提升工件加工效率，还能降低产品报废率、提高工件加工精度，从而降低工厂生产加工成本、节约人力。为此，基于工件生产流水线的特点，从实际工况考虑，设计出采用位移传感器、百分表检测、砂轮修整的一种在线尺寸检测和修整装置，为现有的生产线工件尺寸检测和修整方案的有益补充设计一款平板电脑尺寸在线检测和修整装置有重要的实际使用价值。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有现有人工检测和机械检测装置的效率低、检测精度低等问题而提出的一种平板电脑尺寸在线检测及修整装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种平板电脑尺寸在线检测及修整装置，包括底座，所述底座上从前之后依次安装有传送带第二段、传送带第一段，在所述底座左右两侧分别固定了第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂；
所述底座后侧设有采集处理模块；
所述底座上围绕传送带第二段与传送带第一段设有尺寸检测模块；
所述底座侧边设有工件修整加工模块。
优选的，所述数据采集处理模块包括USB-3300数据采集卡、数据处理中心；所述USB-3300数据采集卡、数据处理中心安装于位于后侧的底座上。
优选的，所述尺寸检测模块包括第一位移传感器、第一百分表、第一立柱、第三位移传感器、第二百分表、第二立柱、第二位移传感器；两个所述第一位移传感器对称安装在传送带第一段左右两侧的底座上，所述第一立柱设于传送带第一段上方并与其左右两端的底座连接固定，所述第一百分表与第二百分表称前后对称安装于第一立柱的导轨上，所述第二立柱固定于传送带第二段上方并与其左右两端的底座连接固定；三个所述第二位移传感器等距固定于第二立柱上,两个所述第一位移传感器对称安装在传送带第一段左右两侧的底座上。
优选的，所述工件修整加工模块包括加工台，端磨设备，固定砂轮，切割设备；所述加工台放置于两固定砂轮之间，所述切割设备位于传送带第一段、传送带第二段之间的孔隙中；所述端磨设备固定于加工台左侧。
优选的，所述第二位移传感器距离传送带第二段上表面为H，两个所述第一位移传感器的距离为L，两个所述第三位移传感器的距离为L’。
一种应用于权利要求1-5任一所述的检测及修整装置中的平板电脑尺寸在线检测及修整流程工艺，包括以下步骤：
步骤一：当工件通过第一位移传感器时，由所述USB-3300数据采集卡采集第一位移传感器数据交于所述信号数据处理中心，所述第一位移传感器可分别测得其到工件左右端面S3的距离L1、L2，并由所述信号数据处理中心根据公式L-L1-L2计算出工件的宽度b；
步骤二：当工件被第一百分表、第二百分表检测工件前后端面S1时，由所述USB-3300数据采集卡采集百分表数据交于所述信号数据处理中心，所述第一百分表、第二百分表可分别测得工件前后端面S1的粗糙度，并由所述信号数据处理中心与粗糙度限定值比较；
步骤三：根据步骤一计算的宽度值，由所述切割设备进行板料切割，若宽度值b小于规定尺寸，则由所述切割设备将小于部分的全部切除，再由所述第三机械臂进行分拣出传送带。若宽度值b大于规定尺寸，则由所述切割设备按照规定长度进行板料切割，之后由所述信号数据处理中心命令所述第一机械臂进行抓取放置于所述加工台，由所述固定砂轮进行加工，加工完成后由所述第一机械臂进行抓取放回传送带。若宽度值b等于规定尺寸，则不进行加工；
根据粗糙度值与限定值比较结果，由所述切割设备进行板料切割，若前端面粗糙度小于比较值则由所述切割设备按照规定长度进行板料切割，若前端面粗糙度大于限定值则由所述切割设备按照比规定长度多留5mm长度进行板料切割，作为磨削余量，之后由所述信号数据处理中心分析的工件前后端面S1粗糙度值，命令所述第一机械臂进行抓取放置于所述加工台，由所述固定砂轮进行加工，加工完成后由所述第一机械臂进行抓取放回传送带。
步骤四：当工件通过所述第二位移传感器时，由所述USB-3300数据采集卡采集传感器数据交于所述信号数据处理中心，所述第二位移传感器可分别测得其到工件上下端面S2的距离H1、H2、H3，并由所述信号数据处理中心根据公式H-(H1+H2+H3)/3计算出工件的高度h；
步骤五：根据步骤四所计算的高度值，若所测高度值大于规定高度，则所述信号数据处理中心命令所述第二机械臂进行抓取放置于所述加工台，由所述端磨设备进行加工，加工完成后由所述第二机械臂进行抓取并且旋转90度后放回传送带。若所测高度值小于规定高度，则由所述第三机械臂进行分拣出传送带。若所测高度值等于规定高度，无反馈信号，检测继续；
步骤六：当工件通过所述第三位移传感器时，由所述USB-3300数据采集卡采集传感器数据交于所述信号数据处理中心，所述第三位移传感器可分别测得其到工件前后端面S2的距离L3、L4，并由所述信号数据处理中心根据公式L'-L3-L4计算出工件的长度w。
与现有技术相比，本发明提供了一种平板电脑尺寸在线检测及修整装置，具备以下有益效果：
1、本发明采用三组位移传感器、一对百分表，并将其固定安装在传送带上，具有结构紧凑、占用空间少特点；通过对三组位移传感器、一对百分表的控制对工件进行尺寸检测，可以达到节约检测时间，能够保证加工过程的高效率、高精度等有益效果。
2、本发明采用三个机械臂固定安放实现抓取、放置操作，解决人工安全、工件取放困难问题，同时具有运输效率高的特点。通过三个机械臂的相互配合实现抓取、放置工件；本发明其中一机械臂负责分拣不合格产品，及时分拣出检测不合格产品、另外两个机械臂负责零件的加工抓取与放置。
3、本发明采用直线式传送带布局，当工件到达不同的工位时，工件进入相应的工序，集检测与修整于一体，控制方法简单，检测精度高和安全性好等优点，能够满足不同尺寸的工件检测加工要求，适应性较强。
附图说明
图1为本发明的在线检测及修整装置右侧结构示意图；
图2为本发明的在线检测及修整装置左侧结构示意图；
图3为本发明的在线检测及修整装置俯视结构示意图；
图4为本发明的工件需检测尺寸示意图；
图5为本发明的在线检测及修整步骤流程图。
图号说明：1、USB-3300数据采集卡；2、数据处理中心；3、传送带第一段；4、第一位移传感器；5、第一百分表；6、第一立柱；7、第一机械臂；8、第二机械臂；9、第三位移传感器；10、传送带第二段；11、底座；12、第三机械臂；13、第二百分表；14、第二立柱；15、第二位移传感器；16、加工台；17、端磨设备；18、固定砂轮；19、切割设备。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例：
请参阅图1-5，一种平板电脑尺寸在线检测及修整装置，包括底座(11)，所述底座(11)上从前之后依次安装有传送带第二段(10)、传送带第一段(3)，在所述底座(11)左右两侧分别固定了第一机械臂(7)、第二机械臂(8)、第三机械臂(12)；
所述底座(11)后侧设有采集处理模块；
所述底座(11)上围绕传送带第二段(10)与传送带第一段(3)设有尺寸检测模块；
所述底座(11)侧边设有工件修整加工模块。
所述数据采集处理模块包括USB-3300数据采集卡(1)、数据处理中心(2)；所述USB-3300数据采集卡(1)、数据处理中心(2)安装于位于后侧的底座(11)上。
所述尺寸检测模块包括第一位移传感器(4)、第一百分表(5)、第一立柱(6)、第三位移传感器(9)、第二百分表(13)、第二立柱(14)、第二位移传感器(15)；两个所述第一位移传感器(4)对称安装在传送带第一段(3)左右两侧的底座(11)上，所述第一立柱(6)设于传送带第一段(3)上方并与其左右两端的底座(11)连接固定，所述第一百分表(5)与第二百分表(13)称前后对称安装于第一立柱(6)的导轨上，所述第二立柱(14)固定于传送带第二段(10)上方并与其左右两端的底座(11)连接固定；三个所述第二位移传感器(15)等距固定于第二立柱(14)上,两个所述第一位移传感器(4)对称安装在传送带第一段(3)左右两侧的底座(11)上。
所述工件修整加工模块包括加工台(16)，端磨设备(17)，固定砂轮(18)，切割设备(19)；所述加工台(16)放置于两固定砂轮(18)之间，所述切割设备(19)位于传送带第一段(3)、传送带第二段(10)之间的孔隙中；所述端磨设备(17)固定于加工台(16)左侧。
所述第二位移传感器(15)距离传送带第二段(10)上表面为H，两个所述第一位移传感器(4)的距离为L，两个所述第三位移传感器(9)的距离为L’。
一种应用于平板电脑尺寸在线检测及修整装置中的一种平板电脑尺寸在线检测及修整流程工艺，包括以下步骤：
步骤一：当工件通过第一位移传感器(4)时，由所述USB-3300数据采集卡(1)采集第一位移传感器(4)数据交于所述信号数据处理中心(2)，所述第一位移传感器(4)可分别测得其到工件左右端面S3的距离L1、L2，并由所述信号数据处理中心(2)根据公式L-L1-L2计算出工件的宽度b；
步骤二：当工件被第一百分表(5)、第二百分表(13)检测工件前后端面S1时，由所述USB-3300数据采集卡(1)采集百分表数据交于所述信号数据处理中心(2)，所述第一百分表(5)、第二百分表(13)可分别测得工件前后端面S1的粗糙度，并由所述信号数据处理中心(2)与粗糙度限定值比较；
步骤三：根据步骤一计算的宽度值，由所述切割设备(19)进行板料切割，若宽度值b小于规定尺寸，则由所述切割设备(19)将小于部分的全部切除，再由所述第三机械臂(12)进行分拣出传送带。若宽度值b大于规定尺寸，则由所述切割设备(19)按照规定长度进行板料切割，之后由所述信号数据处理中心(2)命令所述第一机械臂(7)进行抓取放置于所述加工台(16)，由所述固定砂轮(18)进行加工，加工完成后由所述第一机械臂(7)进行抓取放回传送带。若宽度值b等于规定尺寸，则不进行加工；
根据粗糙度值与限定值比较结果，由所述切割设备(19)进行板料切割，若前端面粗糙度小于比较值则由所述切割设备(19)按照规定长度进行板料切割，若前端面粗糙度大于限定值则由所述切割设备(19)按照比规定长度多留5mm长度进行板料切割，作为磨削余量，之后由所述信号数据处理中心(2)分析的工件前后端面S1粗糙度值，命令所述第一机械臂(7)进行抓取放置于所述加工台(16)，由所述固定砂轮(18)进行加工，加工完成后由所述第一机械臂(7)进行抓取放回传送带；
步骤四：当工件通过所述第二位移传感器(15)时，由所述USB-3300数据采集卡(1)采集传感器数据交于所述信号数据处理中心(2)，所述第二位移传感器(15)可分别测得其到工件上下端面S2的距离H1、H2、H3，并由所述信号数据处理中心(2)根据公式H-(H1+H2+H3)/3计算出工件的高度h；
步骤五：根据步骤四所计算的高度值，若所测高度值大于规定高度，则所述信号数据处理中心(2)命令所述第二机械臂(8)进行抓取放置于所述加工台(16)，由所述端磨设备(17)进行加工，加工完成后由所述第二机械臂(8)进行抓取并且旋转90度后放回传送带。若所测高度值小于规定高度，则由所述第三机械臂(12)进行分拣出传送带。若所测高度值等于规定高度，无反馈信号，检测继续；
步骤六：当工件通过所述第三位移传感器(9)时，由所述USB-3300数据采集卡(1)采集传感器数据交于所述信号数据处理中心(2)，所述第三位移传感器(9)可分别测得其到工件前后端面S2的距离L3、L4，并由所述信号数据处理中心(2)根据公式L'-L3-L4计算出工件的长度w。
本发明可实现工件尺寸的在线检测及修整，同时具有涉及零件少、安全性高，结构紧凑、检测方式简单，生产效率高等特点，对现有的生产线工件尺寸检测和修整提供了一种新的方案参考，具有较好的使用价值和应用前景。
本发明具体的实施方式包括，第一阶段，传送带第一段(3)左右两端安装距离为L的第一位移传感器(4)检测工件的宽度尺寸b，当工件通过第一位移传感器(4)时，由所述USB-3300数据采集卡(1)采集传感器检测工件左右端面S3在经过单位长度距离时宽度b的波动情况，第一位移传感器(4)可分别获得其到工件的距离，L1、L2，所述信号数据处理中心(2)根据公式L-L1-L2得出工件宽度b。若宽度b波动没有超过允许误差范围，直接通过，进入下一阶段；若在单位长度内，在某一位置宽度值b大于允许值，则记录该工件宽度尺寸，并由数据处理中心(2)将检测宽度值与规定值比较，计算出磨削余量，在第四阶段进行加工。若在单位长度内，在某一位置宽度值b小于允许值，即工件板材长度方向出现凹陷。此时控制工件运动的距离为检测点到切割点的距离后停止，然后由切割设备(19)将其切割，之后由第三机械臂(12)将其分拣出；之后重复第一阶段。
第二阶段，进行工件前端面S1平面度检测，当工件前端面S1到达第一段传送带(3)末端时，第一段传送带(3)停止运动，第一个立柱(6)上工件前进方向左端第一百分表(5)沿宽度方向快速移动，测量前端面平面度，由所述USB-3300数据采集卡(1)采集百分表数据交于所述信号数据处理中心(2)分析如达到精度要求，传送带第一段(3)启动，待工件经过切割设备(19)规定尺寸处，传送带停止运动，进行切割，若没有达到要求，控制工件尺寸多留5毫米后切割，作为修整时固定砂轮(18)的磨削余量。
第三阶段，进行工件板料切割，由切割设备(19)切割后，第一个立柱(6)上工件前进方向右端第二百分表(13)，沿宽度方向快速移动，测量切割后的后端面S1平面度，由所述USB-3300数据采集卡(1)采集百分表数据交于所述信号数据处理中心(2)分析若满足要求，无反馈结果，若不满足，则下一步将后端面的切削面也进行磨削。
第四阶段，按上一步检测情况与第一步所需宽度修整值，控制是否用第一机械臂(7)抓取工件，放置于加工台(16)上，加工台(16)固定工件后可进行纵向、横向进给运动。配合固定砂轮(18)进行前后端面S1磨削以及工件左右端面S3磨削，直至达到要求尺寸后由所述第一机械臂(7)进行抓取放回传送带第二段(10)，传送带第二段(10)启动。
第五阶段，第二个立柱(14)上等距设有三个第二位移传感器(15)，位移传感器安装高度距传送带上表面为H，对工件上下表面S2进行平面度检测以及高度尺寸h量取。由所述USB-3300数据采集卡(1)采集传感器数据交于所述信号数据处理中心(2)，所述第二位移传感器(15)可分别测得其到工件上下端面S2的距离H1、H2、H3，并由所述信号数据处理中心(2)根据公式H-(H1+H2+H3)/3计算出工件的高度h。待上表面检测完毕时，通过所述第二机械臂(8)将工件翻面，之后交于所述第一机械臂(7)，将工件重新放入第二立柱(14)前，进行下表面平面度检测以及高度尺寸h量取。之后综合两次测量结果波动值，进入高度方向尺寸h修正，若需修正，则由第二机械臂(8)夹取，放置于加工台(16)，由端磨设备(17)，将多余尺寸磨削，直至达到要求尺寸。若检测结果表明工件表面存在凹陷，则由第三机械臂(12)直接将其分拣出。
第六阶段，第5阶段检测修整达到要求尺寸后通过第二机械臂(8)将工件旋转90度后放回第二段传送带(10)，传动带左右两端放置距离为L’的第三位移传感器(9)，由所述USB-3300数据采集卡(1)采集传感器数据交于所述信号数据处理中心(2)，所述第三位移传感器(9)可分别测得其到工件前后端面S2的距离L3、L4，并由所述信号数据处理中心(2)根据公式L'-L3-L4计算出工件的长度w。
本发明采用三组位移传感器、一对百分表，并将其固定安装在传送带上，具有结构紧凑、占用空间少特点；通过对三组位移传感器、一对百分表的控制对工件进行尺寸检测，可以达到节约检测时间，能够保证加工过程的高效率、高精度等有益效果。
本发明采用三个机械臂固定安放实现抓取、放置操作，解决人工安全、工件取放困难问题，同时具有运输效率高的特点；通过三个机械臂的相互配合实现抓取、放置工件。本发明其中一机械臂负责分拣不合格产品，及时分拣出检测不合格产品、另外两个机械臂负责零件的加工抓取与放置。
本发明采用直线式传送带布局，当工件到达不同的工位时，工件进入相应的工序，集检测与修整于一体，控制方法简单，检测精度高和安全性好等优点，能够满足不同尺寸的工件检测加工要求，适应性较强。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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