一种自动化电容器壳体质量检验筛选线的制作方法

本发明涉及电容器检测领域。

背景技术：

电容器为常用的电子元器件，应用领域广泛，而其中的大型机械电容器由于单品价格高，需要壳体具有一定的抗挤压和抗变形的性能，从而保护内部的电容器本体不受损坏，为了提高电容器壳体的抗变形性能，其壳体一般为圆柱形结构，两端设有端盖，这样的结构具有一定韧性，可以可靠的保护电容器内部的本体结构，但电容器壳体在制作完成后，目前并没有一个检验其壳体是否合格的装置，从而难以对壳体质量进行有效的管控。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是实现一种合理施压，并能够快速、可靠检验电容器壳体的抗压性能是否合格的检测系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种自动化电容器壳体质量检验筛选线，包括转运机构、送料工位、端面挤压工位、侧壁滚压工位、侧壁点压工位、验伤检测工位和筛选工位；

所述转运机构设有位于中心位置的转盘，所述转盘每间隔60度设有一个侧向延伸的侧支撑杆，相邻的所述侧支撑杆之间夹角为60度，每个侧支撑杆端部均设有支架，每个所述支架顶端固定有两个用于放置待检测电容器壳体的支撑辊，所述支撑辊一端设有固定在支架上的端面支撑板，所述端面支撑板与待检测电容器一端接触并限位，所述送料工位、端面挤压工位、侧壁滚压工位、侧壁点压工位、验伤检测工位和筛选工位依次顺序排列围绕转盘设置，所述转盘每旋转60度则支架均由一个工位进入另一个工位；

所述送料工位设有放置待检测电容器壳体的物料滑道，所述物料滑道底端出口处位于支撑辊的上方，所述物料滑道底端设有气缸杆伸入物料滑道内控制物料下落的送料气缸，所述送料气缸上方设有气缸杆伸入物料滑道内的锁止气缸，所述锁止气缸和送料气缸的气缸杆之间仅容纳一个待检测电容器壳体；

所述端面挤压工位设有固定在支撑辊上方的升降基座，所述升降基座下表面固定有挤压丝杆单元，所述挤压丝杆单元包括挤压电机、连接挤压电机输出轴的挤压丝杆、固定在挤压丝杆上的挤压螺母、以及与挤压螺母固接且向下延伸的挤压连杆，所述端面支撑板与端面挤压板的一面配合夹持待检测电容器壳体，所述端面挤压板另一面通过施力传感器与挤压连杆连接；

所述侧壁滚压工位设有固定在支撑辊上方的下压基座，所述下压基座下表面固定有滚压丝杆单元，所述滚压丝杆单元包括滚压电机、连接滚压电机输出轴的滚压丝杆、固定在滚压丝杆上的滚压螺母，所述滚压螺母上固定有向下延伸的连接件，所述连接件底端设有施压辊，所述施压辊与连接件之间设有测力传感器；

所述侧壁点压工位设有固定在支撑辊上方的固定基座，所述固定基座的下表面固定有至少一个向下伸缩的点压液压缸，每个所述点压液压缸的液压杆端头设有用于点压待检测电容器壳体上表面的橡胶触头，所述橡胶触头与液压杆之间设有压力测量单元；

所述验伤检测工位设有固定在支撑辊行径路线上的检测仓，所述检测仓内的顶部设有光源和图像采集单元，所述检测仓两侧设有仓口，当所述行转盘旋转时，所述支撑辊和待检测电容器壳体由其一个仓口进入检测仓，并由另一个仓口驶出检测仓；

所述筛选工位设有位于支撑辊内侧向待检测电容器壳体侧面吹气的喷气嘴，以及位于支撑辊外侧接收吹落下来的待检测电容器壳体的翻转板，所述喷气嘴的气源管道上设有电子气阀，所述翻转板固定在转轴上且底面通过翻转气缸支撑，当所述翻转气缸伸展时，所述翻转板一端与合格物料通道连接，当所述翻转气缸收缩时，所述翻转板另一端与不合格物料通道连接；

系统设有控制器，工位与转盘之间设有与行经的侧支撑杆接触的行程开关，所述行程开关、施力传感器、测力传感器、压力测量单元、图像采集单元，输出信号至控制器，所述控制器输出驱动信号至升降基座、挤压丝杆单元、下压基座、滚压丝杆单元、点压液压缸、电子气阀、光源、转盘、送料气缸、锁止气缸、翻转气缸。

每个所述支架上的支撑辊均包括并排设置的主动辊和从动辊，所述主动辊为由导辊电机驱动旋转的橡胶材质辊状结构，所述导辊电机固定在支架上，所述从动辊为由转轴支撑的金属材质辊状结构，支撑所述从动辊的转轴与支架之间设有压力传感器，所述压力传感器输出压力信号至控制器。

沿所述检测仓顶部设有竖直向下延伸的隔光板，所述隔光板沿待检测电容器壳体轴线将检测仓分为两个检测区域，每个所述检测区域各设有一个光源和一个图形采集单元，两个所述图像采集单元输出图像信号至控制器。

所述送料工位、端面挤压工位和验伤检测工位设有读卡器，每个所述支架上均设有一个含有id信号的卡，当支架进入送料工位、端面挤压工位或验伤检测工位时，所述读卡器获取支架上的id信息，所述读卡器输出id信号至控制器。

所述端面支撑板和端面挤压板的相向面设有橡胶垫片保护层，所述施压辊为橡胶材质且周面为向内凹陷的弧形面，所述施压辊通过一根轴固定在辊架上，所述连接件经测力传感器连接辊架。

所述连接片两侧通过延伸杆固定有两个采集下方待检测电容器壳体距离的激光测距传感器，所述激光测距传感器沿施压辊的行径方向设置，所述激光测距传感器输出距离信号至控制器。

沿所述检测仓顶部设有竖直向下延伸的隔光板，所述隔光板沿待检测电容器壳体轴线将检测仓分为两个检测区域，每个所述检测区域各设有一个光源和一个图形采集单元，两个所述图像采集单元输出图像信号至控制器。

基于所述的自动化电容器壳体质量检验筛选线的运行控制方法：

1)转盘旋转至接收到行程开关信号后停止；

2)送料工位获取当前支架id，判断该id支架上是否有物料，若无则执行下一步，若有则停机报警；

3)端面挤压工位获取当前支架id，判断该id支架上是否有物料，若有则执行下一步，若无则停机报警；

4)每个工位执行相应程序包括：

送料工位：卸下一个待检测电容器壳体至该工位的支撑辊上；

端面挤压工位：升降基座下行，驱动挤压丝杆单元使端面挤压板向端面支撑板运行，待施力传感器的压力值达到设定值后，维持设定时间后驱动挤压丝杆单元反向运行，升降基座上行；

侧壁滚压工位：下压基座下行至测力传感器的压力值达到设定值，驱动滚压丝杆单元工作使施压辊在待测电容器壳体表面往复滚动设定次数，下压基座上行；

侧壁点压工位：驱动点压液压缸的液压缸向下延伸使橡胶触头与待检测电容器壳体接触，待压力测量单元的压力值达到设定值后，维持设定时间后驱动点压液压缸的液压杆向上回缩；

验伤检测工位：获取当前验伤检测工位内支架id，开启光源、图像采集单元和该id支架上的导辊电机，并在运行设定时间后关闭光源、图像采集单元和该id支架上导辊电机；

筛选工位：根据前一次验伤检测工位获得图像信息判断当前筛选工位的待检测电容器壳体是否合格，若合格则伸展翻转气缸，若不合格则收缩翻转气缸，之后开启喷气嘴的电子气阀额定时间；

5)返回步骤1)。

所述4)中，根据图像信息判断当前筛选工位的待检测电容器壳体是否合格的方法：对所采集图像做灰度化处理，获取亮斑线条，若亮斑线条均在设定的基准线区域内，则当前的待检测电容器壳体定义为合格，反之则定义为不合格。

所述4)中，侧壁滚压工位工作时，两个激光测距传感器实时获取与待检测电容器壳体的距离信息，若其中一个激光测距传感器获得的距离信号值大于阈值，则驱动滚压丝杆单元向反向运行。

所述4)中，侧壁点压工位工作时，当点压液压缸工作前驱动挡板液压缸的液压缸向下延伸使限位挡板置于待检测电容器壳体的两侧，待点压液压缸回缩同时驱动挡板液压缸的液压杆向上回缩。

本发明的优点在于系统能够快速全面的检验电容器壳体质量状况，由于检测速度快，能够对每个生产的产品进行检验，可以剔除不合格产品，有助于提高整体产品质量，提升企业形象。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为检验筛选线结构示意图；

图2为图1中送料工位的结构示意图；

图3为图1中端面挤压工位的结构示意图；

图4为图1中侧壁滚压工位结构示意图；

图5为图4中施压辊结构示意图；

图6为图1中侧壁点压工位的结构示意图；

图7、8为图1中验伤检测工位的结构示意图；

图9为图1中筛选工位的结构示意图；

上述图中的标记均为：

1、转运机构；2、送料工位；3、端面挤压工位；4、侧壁滚压工位；5、侧壁点压工位；6、验伤检测工位；7、筛选工位；

101、转盘；102、侧支撑杆；103、支架；104、从动辊；105、主动辊；106、行程开关；107、端面支撑板；

201、物料滑道；202、送料气缸；203、锁止气缸；

301、升降基座；302、挤压丝杆单元；303、端面挤压板；

401、下压基座；402、滚压丝杆单元；403、连接件；404、施压辊；

501、固定基座；502、挡板液压缸；503、限位挡板；504、点压液压缸；

601、检测仓；602、光源；603、图像采集单元；604、隔光板；605、仓口；

701、喷气嘴；702、翻转板；703、翻转气缸。

具体实施方式

自动化电容器壳体质量检验筛选线能够自动的对电容器壳体进行喂料、测试、检验，并最终完成分类筛选，运行完全自动化、智能化，无需人工操作，能够有效的对电容器产品的外观质量进行控制。检验筛选线包括转运机构1、送料工位2、端面挤压工位3、侧壁滚压工位4、侧壁点压工位5、验伤检测工位6和筛选工位7。

转运机构1用于物料的运输，转运机构1设有中心的转盘101，转盘101设有驱动其旋转的动力源，为保证其停止时的稳定性，也可以配备制动机构。转盘101每间隔60度设有一个侧向延伸的侧支撑杆102，六个侧支撑杆102长度相同且水平设置，相邻的侧支撑杆102之间夹角为60度。

每个侧支撑杆102端部均设有支架103，每个支架103的顶端均固定有两个用于放置待检测电容器壳体的支撑辊，两个支撑辊之间具有间隙，两个支撑辊与放置在其上方的待检测电容器壳体线接触，支撑辊一端设有固定在支架103上的端面支撑板107，端面支撑板107与待检测电容器一端接触并限位，通过端面支撑板107的支撑限位作用，能够保证待检测电容器壳体放置在支撑辊上的位置精准、统一。

每个支架103上的两个支撑辊分别为并排设置的主动辊105和从动辊104，其中主动辊105为由导辊电机驱动旋转的橡胶材质辊状结构，导辊电机固定在支架103上，橡胶材质能够增大摩擦力，当主动辊105旋转时，能够带动待检测电容器壳体旋转，从而能够检验壳体各个方位的状况，保证检测的质量，从动辊104为由转轴支撑的金属材质辊状结构，其仅用作辅助支撑待检测电容器壳体。

为了提高系统运行的自动化程度，在支撑从动辊104的转轴与支架103之间设有压力传感器，当电容器壳体放置到支撑辊上时，压力传感器会接收到压力信号，压力传感器实时的将压力信号输送至控制器，可以让控制器知晓支撑辊上是否放置有待检测的电容器壳体。

送料工位2、端面挤压工位3、侧壁滚压工位4、侧壁点压工位5、验伤检测工位6和筛选工位7依次顺序排列围绕转盘101设置，转盘101每旋转60度则支架103均由一个工位进入另一个工位，将每个支架103上的待检测电容器壳体依次送入各个工位，完成整套检测筛选工作。

送料工位2设有放置待检测电容器壳体的物料滑道201，电容器壳体水平放置且自下而上竖直堆列，物料滑道201倾斜设置在支撑辊上方，物料滑道201底端出口处位于支撑辊之间，这样从物料滑道201落下的电容器壳体能够落入到支撑辊上。

物料滑道201底端设有气缸杆伸入物料滑道201内控制物料下落的送料气缸202，送料气缸202上方设有气缸杆伸入物料滑道201内的锁止气缸203，锁止气缸203和送料气缸202均固定在物料滑道201的侧面，锁止气缸203和送料气缸202的气缸杆之间仅容纳一个待检测电容器壳体。

初始状态，锁止气缸203和送料气缸202的气缸杆均伸入到物料滑槽内，阻挡电容器壳体下落，送料时，锁止气缸203的气缸杆回缩再伸展，则一个电容器壳体落入到锁止气缸203和送料气缸202的气缸杆之间，之后送料气缸202的气缸杆回缩再伸展，则该电容器壳体落入到支撑辊上，完成一次送料。

端面挤压工位3设有固定在支撑辊上方的升降基座301，升降基座301可以由液压机构驱动升降，下降时，可以利用挤压丝杆单元302和端面挤压板303进行施压测试，上升时，可以让支撑辊和待检测电容器壳体顺利通过端面挤压工位3。

升降基座301下表面固定有挤压丝杆单元302，挤压丝杆单元302包括挤压电机、连接挤压电机输出轴的挤压丝杆、固定在挤压丝杆上的挤压螺母、以及与挤压螺母固接且向下延伸的挤压连杆，挤压连杆为l形，挤压丝杆与待检测电容器壳体的轴线平行，端面支撑板107与端面挤压板303的一面配合夹持待检测电容器壳体，端面挤压板303另一面通过施力传感器与挤压连杆连接，施力传感器为一个力感应电子元器件，其将获取的施力信号输送至控制器。端面支撑板107和端面挤压板303的相向面设有橡胶垫片保护层，其具有保护作用，避免对电容器壳体的端面造成损害，同时，若电容器壳体已安装了端盖则端面支撑板107和端面挤压板303均预留端盖上凸出部件收纳腔，避免损坏电容器端盖。

侧壁滚压工位4设有固定在支撑辊上方的下压基座401，下压基座401可以由液压机构驱动升降，下降时，可以利用滚压丝杆单元402和施压辊404对待检测电容器壳体的侧壁进行滚压测试，上升时，可以让支撑辊和待检测电容器壳体顺利通过侧壁滚压工位4。

下压基座401下表面固定有滚压丝杆单元402，滚压丝杆单元402包括滚压电机、连接滚压电机输出轴的滚压丝杆、固定在滚压丝杆上的滚压螺母，滚压螺母上固定有向下延伸的连接件403，连接件403底端设有施压辊404，施压辊404的周面为向内凹陷的弧形面，且施压辊404为橡胶材质，这样能够避免滚压时损伤电容器壳体，也能保证施压辊404与圆柱形的电容器壳体面接触，使施压力度均匀，施压辊404通过一根轴固定在辊架上，连接件403经测力传感器连接辊架，测力传感器采集下压基座401的下压力度，并将采集的信号输送至控制器。

连接片两侧通过延伸杆固定有两个采集下方待检测电容器壳体距离的激光测距传感器，其能随连接片运动，激光测距传感器沿施压辊404的行径方向设置,通过对距离的监测能够避免施压辊404位移出电容器壳体，因为激光测距传感器获得距离应为定值，若获得距离值突然变化，则表示施压辊404即将位移出电容器壳体了。激光测距传感器输出距离信号至控制器，能够让控制器执行施压辊404是否将要位移出电容器壳体的范围，使得施压辊404的运动范围可控、精准。

侧壁点压工位5设有固定在支撑辊上方的固定基座501，当转盘101旋转带动支架103和支撑辊行径侧壁点压工位5时，固定基座501位于支撑辊的上方，固定基座501的下表面固定有至少一个向下伸缩的点压液压缸504，一般并排设置三个，每个点压液压缸504的液压杆端头设有用于点压待检测电容器壳体上表面的橡胶触头，采用橡胶材质的触头可以避免对电容器壳体造成损伤。

为避免下压时橡胶触头使电容器壳体发生侧移而跌落支撑辊，橡胶触头的下表面为与壳体配合的弧形结构，橡胶触头与液压杆之间设有压力测量单元，压力测量单元获取下压的力度信号并输送至控制器。

为了能够进一步提高系统工作的稳定性，点压液压缸504的两侧设有限位挡板503，限位挡板503通过具有上下伸缩功能的挡板液压缸502固定在固定基座501上，当限位挡板503下行至其行程末端时，两块限位挡板503位于待检测电容器壳体的两侧，能够完全避免因橡胶触头下压电容器壳体而发生其跌落的可能。

验伤检测工位6设有一个检测仓601，检测仓601为密闭不透光的空间，避免外界光线的影响，提高检验的准确性，检测仓601位于支架103和支撑辊的行径路线上，转盘101旋转时支架103和支撑辊携带待检测电容器壳体进入检测仓601内，检测仓601两侧设有仓口605，内侧(朝向转盘101一侧)设有滑槽，当支架103和支撑辊随转盘101转动时，支撑辊和待检测电容器壳体由其一个仓口605进入检测仓601，并由另一个仓口605驶出检测仓601，滑槽供侧支撑杆102穿过检测仓601。

检测仓601内的顶部设有光源602和图像采集单元603，图像采集单元603为摄像头，图像采集单元603采集待检测电容器壳体的图像信号并输送至控制器，控制器根据图像信号判断壳体是否合格。

为了提高检测效率和准确性，隔光板604沿待检测电容器壳体轴线将检测仓601分为两个检测区域，当待检测电容器壳体穿过检测仓601时，隔光板604与待检测电容器壳体顶部之间仅具有避免干涉且供壳体通过的间隙，则通过隔光板604将检测仓601分隔为两个独立且互不干扰的区域，隔光板604两个检测区域的仓顶各设有一个光源602和一个图形采集单元，两个图像采集单元603输出图像信号至控制器，两个独立的单元独立的进行检测，这样电容器仅在检测仓601内旋转半圈，则能够检测到壳体的全部部位，可以提高检测速度，若电容器在检测仓601内旋转一圈，则能够获取到两套电容器壳体的数据供以判断，提高检测的准确性。

筛选工位7设有位于支撑辊内侧(靠近转盘101一侧)向待检测电容器壳体侧面吹气的喷气嘴701，以及位于支撑辊外侧接收吹落下来的待检测电容器壳体的翻转板702，喷气嘴701的气源管道上设有电子气阀，通过电子气阀可以控制喷气嘴701工作；翻转板702固定在转轴上且底面通过翻转气缸703支撑，当翻转气缸703伸展时，翻转板702一端与合格物料通道连接，当翻转气缸703收缩时，翻转板702另一端与不合格物料通道连接；合格物料通道和不合格物料通道可以将筛选出来的电容器壳体分别送入不同的收集框或传送带。

整个系统由控制器协调控制，工位与转盘101之间设有与行经的侧支撑杆102接触的行程开关106，由于侧支撑杆102是等夹角设置，因此只需设置一个行程开关106即可，通行程开关106可以控制转盘101的停止时机。系统中的压力传感器、行程开关106、施力传感器、测力传感器、压力测量单元、图像采集单元603，输出信号至控制器，控制器输出驱动信号至升降基座301、挤压丝杆单元302、下压基座401、滚压丝杆单元402、挡板液压缸502、点压液压缸504、电子气阀、光源602、转盘101、送料气缸202、锁止气缸203、翻转气缸703和导辊电机，实现整个系统的自动运行。

为了能够精准的控制导辊电机工作，并且保证各个工位运作可靠，其中送料工位2、端面挤压工位3和验伤检测工位6设有读卡器，每个支架103上均设有一个含有id信号的卡，利用id信息对每个支架103进行编号，当支架103进入送料工位2、端面挤压工位3或验伤检测工位6时，读卡器获取支架103上的id信息，每个读卡器输出id信号至控制器，能够让控制器知晓当前位于各个工位的支架103的id(编号)。

基于上述系统，其运行控制方法按照如下步骤逐一执行：

1)系统启动后初始化自检，之后取得转盘101转动，转盘101旋转至接收到行程开关106信号后停止；

2)送料工位2获取当前支架103id，判断该id支架103上是否有物料，若无则执行下一步，若有则停机报警，避免筛选工位7未将电容器壳体吹落；

3)端面挤压工位3获取当前支架103id，判断该id支架103上是否有物料，若有则执行下一步，若无则停机报警，避免送料工位2未将电容器壳体放入到支撑辊上；

4)每个工位执行相应程序包括：

送料工位2：通过控制送料气缸202和锁止气缸203工作，卸下一个待检测电容器壳体至当前位于该工位内的支撑辊上；

端面挤压工位3：升降基座301下行，驱动挤压丝杆单元302使端面挤压板303向端面支撑板107运行，待施力传感器的压力值达到设定值后，维持设定时间后驱动挤压丝杆单元302反向运行，升降基座301上行；

侧壁滚压工位4：下压基座401下行至测力传感器的压力值达到设定值，保持下压基座401静止，驱动滚压丝杆单元402工作使施压辊404在待测电容器壳体表面往复滚动设定次数，下压基座401上行，若其中一个激光测距传感器获得的距离信号值大于阈值，则驱动滚压丝杆单元402向反向运行，避免施压辊404位移出电容器壳体范围；

侧壁点压工位5：驱动挡板液压缸502的液压缸向下延伸使限位挡板503置于待检测电容器壳体的两侧，再驱动点压液压缸504的液压缸向下延伸使橡胶触头与待检测电容器壳体接触，待压力测量单元的压力值达到设定值后，维持设定时间后驱动点压液压缸504的液压缸向上回缩，同时驱动挡板液压缸502的液压杆向上回缩；

验伤检测工位6：获取当前位于验伤检测工位6内支架103id(如编号为02)，开启光源602、图像采集单元603和该id(编号02)支架103上的导辊电机，并在运行设定时间后关闭光源602、图像采集单元603和该id(编号02)支架103上导辊电机；

筛选工位7：根据前一次验伤检测工位6获得图像信息判断当前筛选工位7的待检测电容器壳体是否合格，若合格则伸展翻转气缸703，若不合格则收缩翻转气缸703，之后开启喷气嘴701的电子气阀额定时间；

判断方式：电容器壳体为银色，具有反光性能，若电容器壳体发生变形，则光斑为非直线，或者光斑存在凹凸的曲线或“畸形”大光斑，基于这样的原理，对所采集图像做灰度化处理，获取亮斑线条，若亮斑线条均在设定的基准线区域内，则当前的待检测电容器壳体定义为合格，反之则定义为不合格，基准线为预设的两条合格的虚拟线，基准线相互平行限定了合格的光斑线条区间；

5)返回步骤1)。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。