一种用于新能源充电枪端子的集成检测自动化装置的制作方法

本发明涉及一种用于新能源充电枪端子的集成检测自动化装置。

背景技术：

1、新能源充电枪端子是现行充电枪上常见的电连接部件，其结构通常由接线座和经由轴颈部同接线座连接的插拔部共同构成，插拔部为劈槽形式，其内设簧片。目前新能源充电枪端子的生产行业内针对加工好的新能源充电枪端子需依次进行插拔力测试、插拔部的内、外孔径检测和涂油工序，经过检测剔除不良品，留下良品，从而提高产品品质。

2、已知技术中无论是新能源充电枪端子的待检品、不良品还是良品都采用托盘进行装载，由人工在检测设备工位上对相应托盘进行上下料操作。实际操作时首先由人工将装有待检测的新能源充电枪端子（下面简称待检品）的待检品托盘运至检测设备上由人工操作简易夹紧治具定位后再进行检测，检测合格的新能源充电枪端子放入良品托盘内，而不合格的则放入不良品托盘内。待良品托盘或不良品托盘装满后，由人工将其卸下，并摆放空的良品托盘或不良品托盘；而空的待检品托盘则也需要移走，进而摆上新的装满待检品的待检品托盘。

3、显然目前如上述对于新能源充电枪端子传统检测操作缺点很明显：

4、1、人工操作劳动强度大，而效率较低，用工成本较高，使企业生产成本增加；且上下料作业时，由于人员操作的差异性，经常出现托盘摆放速度跟不上检测设备的运行速度，都大大限制了设备生产效率的提高；

5、2、用工成本高，使企业生产成本增加；

6、3、不同人员之间操作差异性大，检测结果和涂油效果很难保证一致，导致产品品控难以保证；

7、4、生产过程可能会因不同工人的作业手法不规范制造出不良品。上下料容易有误操作，例如对于有摆放方向要求的待检品，人员操作可能会出现反向情况，导致后工序出现不良或其他异常情况出现。

8、为了提高检测效率，并保证对于新能源充电枪端子的检测品质，目前行业内针对新能源充电枪端子的各道工序均设计有相应专业的自动化检测单机设备，如插拔力测试装置、内径视觉检测装置、外径视觉检测装置和涂油装置，通过传输机构将这些装置统合连线后对新能源充电枪端子进行连续的检测。

9、然而上述这种将检测装置统合连线后进行检测的方式在实际实施过程中暴露出如下问题：

10、1、依旧需要人工在各个检测装置上进行装夹和替换新能源充电枪端子，阻碍了检测效率的提高；且由于新能源充电枪端子在各检测装置上的摆件方位基准不同，需要工人进行调试，费时费力；

11、2、由于输送机构和各检测装置均缺乏基准规格统一的新能源充电枪端子的定位或装夹治具，一旦更换需检测的新能源充电枪端子换线的规格批次（即换线），那么也要同时更换输送机构和各检测装置相应的装夹治具并进行调试，换线成本高，耗时久。

12、3、多各检测装置统合连线后体积较大，往往要为其腾出专门的车间，比较占用企业生产资源。

13、此外，目前亦有部分企业拟采用振动盘直接对工件实施自动化的上下料作用，然而振动盘的缺陷如下：

14、1.振动盘通过垂直振动方式传送工件，对于表面镀有贵金属的新能源充电枪端子来说有极大的外观品质风险。

15、2.振动盘具有专用性，传送轨道是依据产品外形定制，不能适用于经常换线的生产环境。

16、3.振动盘运行时有噪声，长时间在此环境，听觉有损伤风险。

17、目前行业内亟待一种结构简单、效率高、噪音小、运行平稳可靠且易于换线生产的新能源充电枪端子的集成检测自动化装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种结构紧凑、效率高、噪音小、运行平稳可靠且易于换线生产的新能源充电枪端子的集成检测自动化装置，能够大大节约企业生产成本。

2、本发明的技术方案为：一种用于新能源充电枪端子的集成检测自动化装置，包括分别用于放置新能源充电枪端子的待检品、良品和不良品的多个同规格的托盘和新能源充电枪端子的插拔力测试装置、内径视觉检测装置和外径视觉检测装置和涂油装置，其特征在于还包括托盘多工位上下料机构、端子多工位同步检测机构和用于在这两个机构间运输新能源充电枪端子的端子传递机械手，以及plc控制器，其中：

3、托盘多工位上下料机构包括托盘纵向送进机构和设于其上方的托盘横向搬运机构，前者包括并排设置的不良品下料单元机构，良品下料单元机构，待检品上料单元机构和空托盘周转单元机构，各单元机构均设有托盘升降机构，这种托盘升降机构包括升降固定支架、经由设于升降固定支架上的伺服升降驱动机构驱动上下活动的升降活动支架和设于升降活动支架上的托盘载座；各单元机构内的伺服升降驱动机构均与plc控制器电连接；

4、而托盘横向搬运机构包括平移固定支架、经由设于平移固定支架上的伺服平移驱动机构驱动横向平移活动的平移活动支架及固定其上用于吸取托盘的吸盘装置；伺服平移驱动机构和吸盘装置均与plc控制器电连接并由其驱动工作，用于将空托盘周转单元机构搬运至不良品下料单元机构或良品下料单元机构的托盘载座上，或者将待检品上料单元机构上的空托盘搬运至空托盘周转单元机构的托盘载座上；

5、而端子多工位同步检测机构包括安装平台及并排顺序设置其上的四个检测工位，其中首端和末端检测工位上分别设有插拔力测试装置和涂油装置，而中间的两个检测工位上分别设有内径视觉检测装置和外径视觉检测装置，还包括设于安装平台上的端子定位工装和端子同步搬运机构，端子定位工装包括六个等间隔并排设置的工装单元，为分别位于首端和末端的上料工装单元和下料工装单元，以及位于上料工装单元和下料工装单元之间的同插拔力测试装置、内径视觉检测装置、外径视觉检测装置和涂油装置一一对应设置的四个检测工装单元；每个工装单元均包括基座和可拆式固定其上的端子载座，端子载座上设有供新能源充电枪端子嵌入的卡槽；

6、端子同步搬运机构包括设于导引机构上的摆动板，该摆动板上设有五个同下方的上料工装单元和四个检测工装单元一一对应的用于夹取其上的新能源充电枪端子的气动端子夹爪，同时端子同步搬运机构还包括回摆驱动装置，该回摆驱动装置用于驱动摆动板在首端检测工位和末端检测工位之间沿导引机构做往复摆动，以带动其上的各气动端子夹爪在相邻工装单元之间顺序同步搬运新能源充电枪端子，插拔力测试装置、内径视觉检测装置、外径视觉检测装置、涂油装置、回摆驱动装置和气动端子夹爪均与plc控制器电连接；

7、端子传递机械手也与plc控制器电连接并由其控制将待检品上料单元机构内的托盘内待检测的新能源充电枪端子抓取至上料工装单元上，以及将下料工装单元的新能源充电枪端子抓取至不良品下料单元机构或良品下料单元机构的托盘内。

8、进一步的，本发明中所述不良品下料单元机构、良品下料单元机构和待检品上料单元机构均设置有用于检测其相应托盘满载或空载状态的ccd传感装置，并与plc控制器电连接。

9、进一步的，本发明中所述升降活动支架上设有水平的滑槽，而所述托盘载座上固定有同滑槽配合的滑块，从而使得托盘载座可沿滑槽水平滑动。

10、更进一步的，本发明中所述托盘升降机构还包括设置在升降活动支架上的用于限制托盘载座沿滑槽水平滑动的托盘载座活动定位机构，该托盘载座活动定位机构与所述plc控制器电连接。

11、更为具体的，本发明中的所述托盘载座活动定位机构包括由伸缩驱动装置驱动的伸缩凸柱，该伸缩凸柱与设置在托盘载座上的定位孔配合以限制托盘载座沿滑槽水平滑动，该伸缩驱动装置为与所述plc控制器电连接的伸缩电机或伸缩气缸；

12、或者所述托盘载座定位机构包括由翻转驱动装置驱动的翻转卡块，该翻转卡块与设置在托盘载座上的定位凹槽或定位挡块配合以限制托盘载座沿滑槽水平滑动，该翻转驱动装置为与所述plc控制器电连接的翻转电机或翻转气缸。

13、进一步的，本发明中各单元机构内的所述托盘升降机构还包括设于升降固定支架顶部用于横向夹紧托盘的托盘夹紧机构。

14、更具体的，本发明中所述托盘夹紧机构包括在水平方向相向布置的第一托盘夹紧气缸和第二托盘夹紧气缸，第一托盘夹紧气缸的顶杆固定有第一夹紧挡板，而第二托盘夹紧气缸的顶杆上固定有与第一夹紧挡板相对的第二夹紧挡板，用以在前后或左右两个方向夹紧固定所述托盘，第一托盘夹紧气缸和第二托盘夹紧气缸均与所述plc控制器电连接。

15、进一步的，本发明中所述吸盘装置包括固定在平移活动支架的双轴气缸和经由双轴气缸驱动升降的吸盘定位平台，吸盘定位平台上固定有多个吸盘经气路管道与抽真空机连接，双轴气缸和抽真空机均与所述plc控制器电连接。

16、进一步的，本发明中所述伺服升降驱动机构为伺服电缸或伺服液压缸或直线电机，而伺服平移驱动机构也为伺服电缸、伺服液压缸或直线电机。

17、进一步的，本发明中所述导引机构包括支撑板和横移板，支撑板固定在安装平台上，横移板通过水平线性导轨滑动装配至支撑板上，而所述摆动板通过垂直线性导轨滑动装配至横移板上；所述回摆驱动装置包括正反转电机、减速器和偏心轮，正反转电机的输出轴经由减速器与偏心轮的中心轴连接，而偏心轮的偏心轴与所述摆动板连接，以此驱动摆动板沿导引机构做往复摆动，所述正反转电机与plc控制器电连接。

18、进一步的，本发明中所述上料工装单元和下料工装单元均为双工位工装单元，其包括所述基座和可拆式固定其上的并排的两个所述端子载座，还包括设于安装平台上连接驱动基座横移的基座横移气缸，用于切换基座上的两个端子载座分别至工作位置同相应的气动端子夹爪配合，该基座横移气缸同所述plc控制器电连接。上料工装单元和下料工装单元均设计成双工位工装单元，可以显著提升上料和下料效率；且更利于端子同步搬运机构的执行速度能与端子传递机械手的执行速度同步（即相同的时间内可借助端子传递机械手一次完成两个新能源充电枪端子的上下料），避免端子传递机械手单工位上下料时的速度赶不上同步搬运机构的执行速度。

19、为避免由于下料工装单元同与涂油装置对应的检测工装单元距离太近，从而造成该检测工装单元及其上方的气动端子夹爪干涉端子传递机械手在下料工装单元上的下料抓取动作，本发明中采取如下改进措施：

20、进一步的，本发明中所述端子定位工装包括七个等间隔并排设置的工装单元，为分别位于首端和末端的上料工装单元和下料工装单元，位于上料工装单元和下料工装单元之间的同插拔力测试装置、内径视觉检测装置、外径视觉检测装置和涂油装置一一对应设置的四个检测工装单元，以及位于所述下料工装单元和同涂油装置所对应的检测工装单元之间的缓冲工装单元，并且所述摆动板上设有与该缓冲工装单元相对的气动端子夹爪。

21、缓冲工装单元的引入拉远了下料工装单元同与涂油装置对应的检测工装单元之间的距离，可以有效避免该检测工装单元和其上的气动端子夹爪干涉端子传递机械手在下料工装单元上的下料抓取动作。

22、进一步的，本发明中所述工装单元还包括设于端子载座上用于检测所述卡槽内是否具有新能源充电枪端子的红外传感装置，该红外传感装置与所述plc控制器电连接。

23、进一步的，本发明中所述新能源充电枪端子包括接线座和经由轴颈部同接线座连接的插拔部，所述卡槽内成型有伸入轴颈部外围环槽内以限制新能源充电枪端子沿卡槽轴向活动的挡片。

24、进一步的，本发明中所述端子载座底部粘接有磁片，通过磁片吸附固定至基座上，本发明中的端子载座实际采用高分子聚合物材料制成，而基座为铁碳合金材质。或者所述端子载座也可以通过螺钉固定至基座上，上述两种端子载座的定位方式均便于快速更换端子载座以适配不同规格新能源充电枪端子的换线检测。

25、进一步的，本发明中所述端子载座的底部设有若干定位孔，而基座上设有与定位孔配合的定位凸柱。

26、进一步的，本发明中所述摆动板上还设有四个端子压紧气缸，它们分别与插拔力测试装置、内径视觉检测装置、外径视觉检测装置和涂油装置所对应的四个所述检测工装单元一一对应设置，用于将新能源充电枪端子压紧至所在的端子载座的卡槽内，四个端子压紧气缸均与所述plc控制器电连接。摆动板动作时，四个端子压紧气缸随摆动板同步做往复摆动。

27、本发明的工作原理如下：

28、一、托盘多工位上下料机构的工作方式：

29、托盘多工位上下料机构用于待检品托盘、良品托盘和不良品托盘之间的上下料和周转，同已知技术一样，其中的待检品托盘（初始时满载）是用于待检测的新能源充电枪端子的托盘，良品托盘（初始时空盘）是用于放置检测合格的新能源充电枪端子的托盘，不良品托盘（初始时空盘）是用于放置检测不合格的新能源充电枪端子的托盘，这些托盘的规格均相同。且托盘上设有阵列排布的供新能源充电枪端子装入的嵌槽，并且在嵌槽旁边印有二维码，可通过扫码设备识别并记录或读取装入对应嵌槽内的新能源充电枪端子（不良品或良品）的检测数据信息。

30、初始时，由工人打开箱体，将各托盘对应放置到不良品下料单元机构，良品下料单元机构，待检品上料单元机构和空托盘周转单元机构内的托盘升降机构底部托盘载座上，随后通过操控屏启动装置，在plc控制器的驱动下托盘升降机构工作将托盘载座升至最高位，而后通过托盘夹紧机构夹紧定位托盘。

31、随后前端的端子传递机械手从待检品托盘内抓取待检品至端子多工位同步检测机构进行检测，检测合格的新能源充电枪端子放入良品托盘内，而不合格的则放入不良品托盘内。

32、待良品托盘满载后，ccd传感装置发出信号给plc控制器，控制良品下料单元机构的托盘升降机构，托盘夹紧机构的第一托盘夹紧气缸和第二托盘夹紧气缸打开，托盘载座载良品托盘下降至底部，然后托盘载座活动定位机构的伸缩凸柱缩回，由工人将托盘载座沿滑槽拉出，取下良品托盘完成良品下料。随后在plc控制器下托盘载座复位到高位。

33、待上述良品下料单元机构的托盘载座复位到高位后，plc控制器驱动托盘横向搬运机构工作，通过吸盘装置从空托盘周转单元机构上吸取空托盘，并将其搬运至良品下料单元机构的托盘载座上，并由其托盘夹紧机构夹紧固定。

34、同理，待不良品托盘满载后，ccd传感装置发出信号给plc控制器，控制不良品下料单元机构的托盘升降机构工作，完成不良品下料和其托盘载座复位，并由托盘横向搬运机构向其补充空托盘。

35、而当待检品托盘内的新能源充电枪端子检测完毕空盘时，ccd传感装置发出信号给plc控制器，由其驱动托盘横向搬运机构工作，将平移活动支架及其上的吸盘装置移动到空的待检品托盘上方，吸取该空的待检品托盘，并搬运补充到空托盘周转单元机构的托盘载座上。

36、当然空托盘周转单元机构上的空托盘也可人工补充摆放，且空托盘可在托盘载座上堆叠摆放。

37、二、端子多工位同步检测机构的工作方式：

38、端子传递机械手从待检品托盘内抓取待检测的新能源充电枪端子，并将其放置到上料工装单元上，而下料则同样可由端子传递机械手将下料工装单元上检测完毕的新能源充电枪端子取下，然后送至托盘多工位上下料机构的良品托盘或不良品托盘内。

39、具体工作时，在plc控制器的控制下，回摆驱动装置驱动摆动板在首端检测工位和末端检测工位之间沿导引机构做往复摆动，带动其上的各气动端子夹爪在相邻工装单元之间顺序同步搬运新能源充电枪端子；上料工装单元上的新能源充电枪端子被依次搬运并依靠端子压紧气缸定位至插拔力测试装置、内径视觉检测装置、外径视觉检测装置和涂油装置前面所对应的检测工装单元上，并由相应装置启动依次执行插拔力测试、内径检测、外径检测和涂油操作。

40、同已知技术一样，插拔力测试装置、内径视觉检测装置和外径视觉检测装置的检测结果以脉冲信号（检测合格则发出ng信号，检测不合格则发出ok信号）的形式发送至plc控制器。只要其中任意一项检测不合格，plc控制器即可判定该新能源充电枪端子为不良品，从而向连接的端子传递机械手发出控制信号，以将不良品从下料工装单元上取下，转移至不良品托盘内。而只有当新能源充电枪端子的上述三项检测结果都ok，才能判定其为良品，从而由端子传递机械手将其从下料工装单元上取下后转移至良品托盘内。

41、plc控制器连接红外传感装置，当某一工装单元的端子载座上的红外传感装置检测其卡槽内没有新能源充电枪端子时则发出信号给plc控制器以记录空的检测信息，避免生成错误的测量数据。

42、当然，plc控制器也可以与外部服务器或云端存储设备连接，以存储并与终端设备共享新能源充电枪端子的检测数据。

43、采用本发明技术方案的优点如下：

44、本发明提供的这种新能源充电枪端子的集成检测自动化装置，整合集成设计出托盘多工位上下料机构、端子多工位同步检测机构和端子传递机械手，能够自动高效的实施新能源充电枪端子的上下料作业以及新能源充电枪端子的插拔力测试、内外孔径视觉检测和涂油操作，装置整体结构紧凑，执行效率高、运行噪音小、工作平稳可靠，能够提高新能源充电枪端子的检测品控，且装置的结构设计还易于换线生产。其具体优点展开如下：

45、1、本发明中提供的托盘多工位上下料机构，其各单元机构能够在ccd传感装置和plc控制器的控制下高效有序的完成不良品或良品托盘的满载下料和空托盘补充，以及待检品托盘的上料和空托盘移除，确保新能源充电枪端子的待检品、不良品和良品的取放与前方的端子多工位同步检测机构工序同步，顺畅衔接，大大提高生产效率。同时减轻工人劳动负担，减少原先托盘人工上下料的操作人员，从而节约用工成本，降低企业生产成本。

46、2、本发明中提供的托盘多工位上下料机构相比人工，机构执行准确性和稳定性好，能够减少人为操作托盘上下料时的误操作，从而提高新能源充电枪端子的托盘摆件精度，进而提高最终的检测品质。

47、3、本发明中提供的托盘多工位上下料机构以托盘作为新能源充电枪端子的载体，而无论是托盘纵向送进机构，还是托盘横向搬运机构都运行平稳，避免托盘内的新能源充电枪端子受到剧烈振动，相比常规的振动盘机构，能够消除对于表面镀有贵金属的新能源充电枪端子外观品质风险。

48、4、本发明中提供的托盘多工位上下料机构以托盘作为新能源充电枪端子的载体，整个机构针对托盘实施上下料和周转作业，相比于常规振动盘机构中的输送轨道而言，托盘可以任意更换以适配不同外形的新能源充电枪端子，适应性强，更适用于经常换线的生产环境。并且托盘成型制造也非常便利，生产成本低。

49、5.本发明中提供的托盘多工位上下料机构相比常规振动盘机构噪音更小。

50、6、本发明中提供的端子多工位同步检测机构能够取代人工完成新能源充电枪端子在各检测工位之间的同步自动传递和装夹定位，且搬运路径短，执行速度快，可以极大的节省新能源充电枪端子的检测时间，提高检测效率，同时降低工人劳动强度，为企业也节省人工成本。

51、7、本发明中提供的端子多工位同步检测机构采用完全同规格的工装单元来定位新能源充电枪端子，其上的端子载座可相对基座快速更换，便于适配不同规格新能源充电枪端子的换线检测，且换线无需替换或改动其它任意机构，避免重新调试，大大节约了换线成本，大幅提高了换线效率。

52、8、本发明整体布局结构紧凑，其可以完全整合装入箱体内，占据体积小，易于转移，相比目前的多检测装置统合连线设备，无需占据较大的厂房空间，能够节约布局，节省企业生产资源。

53、9、本发明整体执行动作精度高，一致性好，运行稳定性和可靠性更高，确保同批次的新能源充电枪端子的检测具有一致的高品控。

54、10、本发明相较于目前采用的将各新能源充电枪端子的检测设备通过振动盘输送机构统合连线后进行检测的设备，整体成本投入减少35%以上，而同批量新能源充电枪端子的检测工时则可缩短近60%。