一种电极帽端面在线检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种电极帽端面在线检测装置，可用于电极帽修磨后检测其端面修磨效果是否达到重新投入使用要求。所述装置包括杆式固定支座、活动形十字架、上下导柱座、圆柱形导柱、弹性元件、直线轴承、摆角气缸、旋转支臂、可移动的防护盖板、检测盒子；检测盒子由LED光源、工业级高分辨率镜头、CCD相机、电极帽定位板组成。所述装置对已完成修磨的电极帽端面进行拍照、图像采集、图像分析处理后，对检测不合格的电极帽，点焊机器人系统继续移动焊钳到达电极帽修磨机位置进行重新研磨，如果检测合格则通知点焊机器人系统可以重新投入到工件的焊接。

【技术实现步骤摘要】
一种电极帽端面在线检测装置
本技术是一种与使用电极帽焊接工件的点焊机器人系统焊钳、电极帽修磨机配套工作的检测装置。涉及到对焊接电极头或电极帽在经过修磨机修磨后，对电极帽端面的质量好坏进行检测判别，同时根据检测结果是否合格分别发出相应信号，以便点焊机器人执行下一步的动作。
技术介绍
在各种焊接方法中，电阻点焊是最重要的焊接方法之一，广泛应用于汽车，拖拉机、航天航空等工业领域。点焊机器人系统的出现，加速了电阻焊技术的发展。目前点焊机器人系统主要由机器人执行器、机器人控制器、焊机、焊钳、冷却系统、电极帽修磨机、I/O控制器等组成。就目前的点焊机器人系统配置而言，使用过程中存在的问题是，电极帽经过修磨后大都缺少有效的检测，或者仅采用人工目视检测确认，这样修磨的质量就会直接影响后续工件焊接的质量，同时也影响到电极帽的使用寿命，采用人工则增加制造成本，生产线不能达到完全的自动化。本技术提供了一种电极帽端面在线检测装置，能实现电极帽端面修磨后对修磨质量进行在线检测判别，在点焊机器人系统中实现闭环控制的作用，将成为大多数点焊机器人系统的重要组成部分，同时需要说明的是，本技术不限于配合点焊机器人系统的电极帽端面质量在线检定，还包括离线修磨方法的电极帽端面质量的检测判定。
技术实现思路
焊接电极头或电极帽在对工件多次焊接后，由于频繁的大电流高温导致其表面不断氧化，可能会导致被焊工件焊接质量不断下降而得不到及时发现，同时也存在的另一种情形则是由于经常加大修磨量及修磨次数，造成电极帽的提前报废。本技术提供了一种电极帽端面在线检测装置，本技术所述装置的光电系统主要由LED光源、工业级高分辨率镜头、CCD相机、图像采集单元、图像分析处理及控制单元组成；将LED光源、高分辨率镜头、CCD相机组成的光学成像单元集成在一个检测盒子内，电极帽定位板安装在此检测盒子上，点焊机器人系统将焊钳上的电极帽直接送到此检测盒子处进行拍照，在对点焊机器人系统焊钳的动静电极、电极帽端面检测时，首先检测一个电极帽，然后翻转指定角度检测另外一个电极帽。LED光源与CCD相机的电源和信号的输入输出都有专门的接口连接至控制系统工控机中，通过图像采集卡对被检电极帽的高分辨率照片进行数据采集，控制系统工控机高性能的CPU配合图像分析处理软件进行运算处理。本技术所述装置将图像分析处理的结果与点焊机器人系统进行数据交换，点焊机器人系统根据接收到的检测结果信号决定下一步的运行方式：如果检测信号为合格，则进入到下一工件的焊接操作；如果检测信号为不合格，则返回修磨机中继续进行电极帽修磨；如果多次修磨仍不合格，则需要采取更换电极帽等措施。进一步地，本技术采用了移动式L形防护盖板，此盖板与一个气缸相连接，在检测电极帽时移开检测窗口，检测完毕后则封闭检测窗口，使光学成像单元平时都处在一个密封闭合的环境之中。进一步地，本技术采用了0°～180°任意角度摆动可调的摆角气缸，通过旋转支臂与检测盒子相连接。进一步地，本技术采用了一个活动形十字架与摆角气缸连接，此活动形十字架上下均安装有弹性元件组成的缓冲构件。进一步地，本技术通过一个杆式固定支座，安装了上下导柱座及两条圆柱形导柱，导柱内安装弹性元件和直线轴承，杆式固定支座用于支承和连接检测装置的主体部件。本技术的技术效果和优点：所述装置采用光学图像检测，可对电极帽端面的多个缺陷指标进行有效识别：1)端面面积的判别：根据不同种类的电极帽检测端面面积进行阈值判定；2)端面未修磨氧化：通过分析图像修磨后的一定阈值总面积识别；3)端面修磨不彻底有氧化残留：分析图像修磨后的在一定阈值的阴影部分面积大小判别；4)端面修磨不彻底有缺角：分析图像修磨后端面形成圆的拟合完整性判别；5)端面有斑点：分析图像端面的阴影大小识别；6)端面有中心凸环：分析图像端面内侧圆的阴影大小识别；7)端面有中心凸点：分析图像端面中心点的阴影大小识别。附图说明利用附图对本技术作进一步说明，但附图中的内容不构成对本技术的任何限制。在附图中：图1是本技术的总体结构示意图。图2是本技术的检测盒子组件示意图。在图1、图2中，用序号分别表示为：1.防护盖板，2.气缸，3.杆式固定支座，4.活动形十字架，5.弹性元件，6.上下导柱座，7.导柱，8.摆角气缸，9.旋转支臂，10.检测盒子，21.电极帽定位板，22.LED光源，23.镜头，24.CCD相机，25.CCD相机固定座具体实施方式如图1所示，一种电极帽端面在线检测装置，包括用于保护光学检测元件的防护盖板1，用于带动防护盖板1水平运动的气缸2，用于支承固定整个检测装置的杆式固定支座3，活动形十字架4、弹性元件5、上下导柱座6、导柱7组成组件后，与检测盒子10的位置上下随动，在点焊机器人系统焊钳进入此工位进行在线检测电极帽时，由于弹性元件5的位置补偿功能，因此焊钳上的电极帽将会紧贴检测窗口。如图1所示，摆角气缸8缸体部分与活动形十字架4连接固定，摆动角度盘与旋转支臂9、检测盒子10通过螺丝紧固，摆角气缸8可以摆动到0°～180°的任何位置，安装时需根据现场检测实际要求，将摆动角度调整旋转至合适位置后固定。如图1所示，检测盒子10由光学成像单元组成，电极帽紧靠检测盒子10的检测窗口，检测盒子10的光学成像单元可以有效采集到修磨后的电极帽的图像信息，并发送到控制系统进行有效辨识。如图2所示，CCD相机固定座25是检测盒子10的支承主体部分，它与旋转支臂9相连接，可随摆角气缸8进行0°～180°任意角度摆动，同时也与点焊机器人系统焊钳随动并跟随活动形十字架4上下运动。如图2所示，电极帽定位板21开有检测窗口，此检测窗口形状与电极帽完全贴合，确保每个待检电极帽与成像传感器的相对空间位置相同，达到对拍照图像的有效辨识。如图2所示，LED光源22采用高密度LED阵列，通过光源控制器调节光源色温和亮度，达到光照亮度足够，光线均匀柔和。如图2所示，镜头23属于工业级高分辨率型号，它设置在CCD相机24上，能够充分满足本技术所述装置对采集图像清晰度的要求。如图2所示，CCD相机24是成像传感器的核心部件，它通过控制系统工控机接收到点焊机器人系统的指令对被检电极帽端面进行拍摄，并将清晰的影像传送回控制系统工控机的图像采集单元，经控制系统工控机的CPU单元及图像处理软件进行运算处理分析，对被检电极帽得出合格或不合格的检测结果，并反馈给点焊机器人系统，最终由点焊机器人系统根据检测结果执行下一步的操作：如果收到检测合格的信号，则点焊机器人系统移动焊钳到焊接工位继续焊接工件；如果收到检测不合格的信号，则点焊机器人系统移动焊钳到电极帽修磨机工位重新修磨；如果多次修磨仍不合格，则进行电极帽报废换新等处理措施。同时需要说明的是，本技术不限于配合点焊机器人系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极帽端面在线检测装置，其特征在于：包括杆式固定支座、活动形十字架、上下导柱座、圆柱形导柱、弹性元件、直线轴承、摆角气缸、旋转支臂、可移动的防护盖板、检测盒子；检测盒子由LED光源、工业级高分辨率镜头、CCD相机、电极帽定位板组成；光电系统主要由LED光源、工业级高分辨率镜头、CCD相机、图像采集单元、图像分析处理及控制单元组成；所述的杆式固定支座连接上下导柱座及两条圆柱形导柱，圆柱形导柱内安装有弹性元件、直线轴承；所述的活动形十字架与上述两条圆柱形导柱采用固定连接方式，两条圆柱形导柱的上下两侧都对称安装有弹性元件，以保证在电极帽检测过程中光学传感元件与电极帽端面的相对位置和距离始终保持一致；所述的旋转支臂与摆角气缸、检测盒子通过螺丝连接，并且摆角气缸与活动形十字架连接固定，摆角气缸可以摆动到0°～180°之间的任意一个角度。/n

【技术特征摘要】
1.一种电极帽端面在线检测装置，其特征在于：包括杆式固定支座、活动形十字架、上下导柱座、圆柱形导柱、弹性元件、直线轴承、摆角气缸、旋转支臂、可移动的防护盖板、检测盒子；检测盒子由LED光源、工业级高分辨率镜头、CCD相机、电极帽定位板组成；光电系统主要由LED光源、工业级高分辨率镜头、CCD相机、图像采集单元、图像分析处理及控制单元组成；所述的杆式固定支座连接上下导柱座...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈向荣，黄河，
申请(专利权)人：广东谷田精密科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44