一种自动化电容器壳体轴向挤压式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轴向挤压式检验筛选线，包括转运机构、送料工位、端面挤压工位、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90度设有一个侧向延伸的侧支撑杆，四个所述侧支撑杆之间相互垂直，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、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90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、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、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。

基于所述的自动化电容器壳体轴向挤压式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；

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。

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、5为图1中验伤检测工位的结构示意图；

图6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、验伤检测工位；5、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106；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、检测仓；402、光源；403、图像采集单元；404、隔光板；405、仓口；

501、喷气嘴；502、翻转板；503、翻转气缸。

具体实施方式

自动化电容器壳体轴向挤压式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、验伤检测工位4和筛选工位5。

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90度设有一个侧向延伸的侧支撑杆102，四个侧支撑杆102之间相互垂直且长度相同。

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、验伤检测工位4和筛选工位5依次顺序排列围绕转盘101设置，转盘101每旋转90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。

验伤检测工位4设有一个检测仓401，检测仓401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401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401内，检测仓401两侧设有仓口405，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405进入检测仓401，并由另一个仓口405驶出检测仓401，滑槽供侧支撑杆102穿过检测仓401。

检测仓401内的顶部设有光源402和图像采集单元403，图像采集单元403为摄像头，图像采集单元403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404沿待检测电容器壳体轴线将检测仓401分为两个检测区域，当待检测电容器壳体穿过检测仓401时，隔光板404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404将检测仓401分隔为两个独立且互不干扰的区域，隔光板404两个检测区域的仓顶各设有一个光源402和一个图形采集单元，两个图像采集单元403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401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401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5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501，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502，喷气嘴501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501工作；翻转板502固定在转轴上且底面通过翻转气缸503支撑，当翻转气缸503伸展时，翻转板502一端与合格物料通道连接，当翻转气缸503收缩时，翻转板502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、图像采集单元403，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、电子气阀、光源402、转盘101、送料气缸202、锁止气缸203、翻转气缸503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4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4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5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；

验伤检测工位4：获取当前位于验伤检测工位4内支架103ID(如编号为02)，开启光源402、图像采集单元403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402、图像采集单元403和该ID(编号02)支架103上导辊电机；

筛选工位5：根据前一次验伤检测工位4获得图像信息判断当前筛选工位5的待检测电容器壳体是否合格，若合格则伸展翻转气缸503，若不合格则收缩翻转气缸503，之后开启喷气嘴501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。