CN117775716B - 一种减质高精度平衡风扇及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种减质高精度平衡风扇及其制造方法，该方案包括通过入料输送机构上料；通过移动吸取机构将风扇吸取移动至输入线上；通过输入线将风扇输送至机械手活动范围内；机械手将风扇吸取并移动至中心孔检测装置上识别中心孔位置；将风扇移动置于动平衡设备的检测工位上进行检测；判断检测数据是否合格；若合格，将风扇吸取移动置于输出线上；若不合格，则将风扇吸取移动至内圆切削装置上进行切削操作，等待切削完成后再通过机械手将已切削的风扇置于动平衡设备的检测工位上进行检测，得到检测数据，不断循环，直至检测数据合格；通过移动吸取机构将已检测合格的风扇移动至出料输送机构的物料盒内。本申请可提高加工效率，提高产品质量。

Description

一种减质高精度平衡风扇及其制造方法

技术领域

本申请涉及风扇加工技术领域，具体涉及一种减质高精度平衡风扇及其制造方法。

背景技术

风扇的风叶在与马达装配前需要经过动平衡检测，以保证其性能。目前同行业采用的方法大多为人工操作机床一点点切削进行加工或者人工增加配重块，并利用动平衡设备进行反复检测，直到达到动平衡性能要求为止，工作强度较高，加工效率较低。并未有一次性实现上料-检测-切削-下料的方法和设备，导致加工效率低下，产品质量不能够得到保证。

发明内容

本申请的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种减质高精度平衡风扇及其制造方法。

为了实现上述申请目的，本申请采用了以下技术方案：一种减质高精度平衡风扇制造方法包括以下步骤：

S00、通过入料输送机构将置于物料盒中的待检测风扇按批次输入到设定位置，等待移动吸取机构上料；

S10、通过移动吸取机构将当前批次中的一个待检测风扇吸取移动至输入线上，放下待检测风扇后再进行下一个待检测风扇的吸取移动操作；

S20、通过输入线动作将待检测风扇输送至机械手活动范围内，停止并等待机械手吸取待检测风扇；

S30、通过机械手将待检测风扇吸取并移动至中心孔检测装置上方，通过中心孔检测装置对待检测风扇底部进行图像检测以识别中心孔位置；

S40、机械手基于该中心孔位置的数据，将待检测风扇移动置于动平衡设备的检测工位上进行检测，得到检测数据；

S50、判断检测数据是否合格；

S60、若合格，则通过机械手将已检测风扇吸取移动置于输出线上，通过输出线将已检测合格的风扇移动至移动吸取机构的活动范围内；若不合格，则通过机械手将已检测不合格的风扇吸取移动至内圆切削装置上进行切削操作，等待切削完成后再通过机械手将已切削的风扇置于动平衡设备的检测工位上进行检测，得到检测数据，不断循环，直至检测数据合格；

S70、通过移动吸取机构将已检测合格的风扇移动至出料输送机构的物料盒内；

S80、循环S10~S70步骤，直至当前批次的待检测风扇全部检测完毕再执行S00步骤进行下一批次检测。

进一步地，S60步骤中，当单个风扇的检测数据不合格次数达到或超过阈值时，将当前风扇标记为报废品，通过机械手将报废品置于临时放置台上。

如此，可以避免对单个风扇的过度检测和过度切削，从而快速找到报废品并放在临时放置台上，方便后续进行报废处理。

进一步地，S00步骤中，物料盒上均设有多个供风扇放置的放置槽，在入料输送机构将置于物料盒中的待检测风扇按批次输入到设定位置后，通过移动吸取机构将物料盒吸取置于出料输送机构作为盛放已检测合格的风扇的物料盒。

如此，一开始上料的时候就是一层一层叠放形式的物料盒，这样第一次移动吸取机构将物料盒放在出料输送机构后，这个物料盒就成为了用于盛放已检测合格的风扇的物料盒，而第一层（第一批次）的待检测风扇检测完毕后，移动吸取机构再将最上层（即原先的第二层）的物料盒放在出料输送机构已经装满已检测合格的风扇的物料盒上，可以继续盛放已检测合格的风扇，如此等到全部待检测风扇检测完毕后，在出料输送机构上就有了与进料时一样放置的层层叠放的物料盒，不再需要人工叠放操作，显著提高了工人的下料效率，便于存储。

进一步地，入料输送机构和出料输送机构镜像对称设置，且入料输送机构和出料输送机构上均设有导向结构，以对物料盒和物料盒进行导向。

如此，通过导向机构可以便于物料盒和物料盒的放置，使得物料盒和物料盒能够精准地放在需要放置的位置，也便于移动吸取机构的吸取。

进一步地，S10步骤中，移动吸取机构将待检测风扇置于输入线的起始端，输入线动作将待检测风扇移动至输入线的末端后停止。

如此，方便输入线的定位和工作，即输入线每一次动作只需要以固定的转速转动固定的时间即可，极大地方便了控制，简化了控制逻辑。

进一步地，输入线和输送线平行并对称设置，且输入线和输送线的中心线与入料输送机构和出料输送机构的中心线重合，机械手位于两个重合的中心线上，且动平衡设备和内圆切削装置均分别以该中心线为基准镜像对称设置。

如此，可方便移动吸取机构和机械手的定位操作，显著提高运行效率。

进一步地，移动吸取机构上设有用于吸取物料盒的第一吸盘组以及用于吸取单个风扇的第二吸盘。

如此，第一吸盘组可以方便地吸取物料盒，而第二吸盘可以专注于吸取风扇，两者互不干涉，运行效率高，稳定性好。

进一步地，入料输送机构和出料输送机构的顶部、输入线和输出线的起始端和末端、动平衡设备的侧面以及内圆切削装置的侧面均设有有无传感器。

如此，通过目前技术成熟的有无传感器，可以精确快速地识别到风扇和物料盒以及物料盒等物体，从而为各个机构进行下一步动作提供信号。如输入线在起始端检测到风扇后，就可以动作将风扇输送到输入线的末端，末端检测到风扇后就会停止输入线，这样就可以让下一个风扇放置，等等操作，可直线快速高效地自动化操作，而不需要人工计算好时间按照指定时间执行动作，误差率小，也显著降低了编程难度。

进一步地，内圆切削装置包括切削刀、用于驱动该切削刀转动的驱动电机、用于驱动该驱动电机上下移动的升降机构以及用于对风扇进行压紧定位的压紧机构，压紧机构的压块在风扇放入切削刀上方位置前位于切削刀旁，当风扇放入切削刀上方位置时，切削刀上升与风扇配合，压紧机构的压块转动至风扇上方并下压风扇，以实现风扇的定位固定。

如此，风扇放置后，升降机构驱动驱动电机上升，切削刀就能够插入风扇底部，然后用压紧机构的压块压紧风扇，切削刀转动就可以将风扇内壁的部分进行切削，切削一定时间后，切削刀切削完毕，不会再接触风扇内壁，如此就代表风扇此时基本上符合了检测要求的硬件标准，只需要让动平衡设备进行检测验证即可。如此，可以不需要再次切削加工，如果还是检测不合格，基本上可以判定为无法通过切削加工使其达到检测标准了，即报废品。

一种减质高精度平衡风扇，通过上述的一种减质高精度平衡风扇制造方法制造得到。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

1.本申请可实现自动上料，自动检测动平衡数据，自动根据检测数据判断是否需要切削加工，检测完毕后能够得到检测合格的风扇并自动输出，工人不再需要操作机床和动平衡设备，显著降低了人力成本和工作强度，有效地提高了加工效率和产品质量；

2.本申请可以一个物料盒内装的所有待检测风扇为一个批次，多个批次叠放在入料输送机构上，如此可省去大量的上料时间。

附图说明

图1是本申请的制造方法的流程图；

图2是本申请整个制造设备的俯视图（为更清楚展示内部结构，删除了部分外部壳体和框架）；

图3是图2的立体图；

图4是图3中A的放大图；

图5是图3的另一视角示意图；

图6是图5中B的放大图；

图7是内圆切削装置的结构示意图。

图中，1、入料输送机构；2、物料盒；3、风扇；4、移动吸取机构；5、出料输送机构；6、导向结构；7、有无传感器；8、输入线；9、输出线；10、机械手；11、中心孔检测装置；12、动平衡设备；13、内圆切削装置；14、工控电脑；41、第一吸盘组；42、第二吸盘；43、移动支架；44、升降气缸；45、XY移动滑轨组；131、切削刀；132、驱动电机；133、升降机构；134、压紧机构。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本申请的披露中，术语“纵向”“横向”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本申请和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本申请的限制。

实施例1

如图1-7所示，本减质高精度平衡风扇制造方法包括以下步骤：

S00、通过入料输送机构1将置于物料盒2中的待检测风扇3按批次输入到设定位置，等待移动吸取机构4上料；

在本实施例中，物料盒2上均设有多个供风扇3放置的放置槽，在入料输送机构1将置于物料盒2中的待检测风扇3按批次输入到设定位置后，通过移动吸取机构4将物料盒2吸取置于出料输送机构5作为盛放已检测合格的风扇3的物料盒2。相当于，一开始上料的时候就是一层一层叠放形式的物料盒2，这样第一次移动吸取机构4将物料盒2放在出料输送机构5后，这个物料盒2就成为了用于盛放已检测合格的风扇3的物料盒2，而第一层（第一批次）的待检测风扇3检测完毕后，移动吸取机构4再将最上层（即原先的第二层）的物料盒2放在出料输送机构5已经装满已检测合格的风扇3的物料盒2上，可以继续盛放已检测合格的风扇3，如此等到全部待检测风扇3检测完毕后，在出料输送机构5上就有了与进料时一样放置的层层叠放的物料盒2，不再需要人工叠放操作，显著提高了工人的下料效率，便于存储。

优选地，入料输送机构1和出料输送机构5镜像对称设置，且入料输送机构1和出料输送机构5上均设有导向结构6，以对物料盒2和物料盒2进行导向，导向结构6为左右两个导向板。在本实施例中，无论是入料输送机构1和还是出料输送机构5，结构都是包括最底部的同步带机构，用于输入和输出物料盒2；用去支撑物料盒2的托架，托架不会和同步带机构干涉，错开设置；用于驱动托架升降的滑轨和伺服电机；用于检测物料盒2有无的有无传感器7，有无传感器7位于最上层，即当检测到物料盒2的时候，这时候表示物料盒2是空的，呼叫移动吸取机构4过来取走物料盒2，放在出料输送机构5上，下一层的物料盒2再上升一层，等到全部风扇3检测完毕后就可以再将物料盒2取走，如此反复。而出料输送机构5上，只要检测到物料盒2信号持续一段时间后，即表示所有物料盒2（所有批次）的风扇3检测完毕，就可以下降将所有物料盒2放在同步带机构上，通过同步带机构将物料盒2输出。

优选地，输入线8和输送线平行并对称设置，且输入线8和输送线的中心线与入料输送机构1和出料输送机构5的中心线重合，机械手10位于两个重合的中心线上，且动平衡设备12和内圆切削装置13均分别以该中心线为基准镜像对称设置。

S10、通过移动吸取机构4将当前批次中的一个待检测风扇3吸取移动至输入线8上，放下待检测风扇3后再进行下一个待检测风扇3的吸取移动操作；

在本实施例中，移动吸取机构4将待检测风扇3置于输入线8的起始端，输入线8动作将待检测风扇3移动至输入线8的末端后停止，可方便输入线8的定位和工作，即输入线8每一步动作只需要以固定的转速转动固定的时间即可，极大地方便了控制，简化了控制逻辑。

其中，如图3和图4所示，移动吸取机构4包括用于吸取物料盒2的第一吸盘组41、用于吸取单个风扇3的第二吸盘42、用于安装第一吸盘组41和两个第二吸盘42的移动支架43、用于驱动移动支架43升降的升降气缸44以及用于驱动升降气缸44水平移动的XY移动滑轨组45，XY移动滑轨组45通过两个线性模组拼接而成。如此就可以让移动支架43在空间上上下移动和左右移动。优选地，第一吸盘组41为四个吸盘，用于吸取物料盒2上水平的面，第二吸盘42为两个，左右对称，两侧可分别吸取风扇3的顶部。而在本申请中，风扇3顶部正面为平面，背面为用于安装转子电机的安装槽，具体结构可参见我司已授权专利CN210509651U的风扇3组件或者CN217055646U的扇叶组件，本申请目的是对于该风扇3（扇叶）组件进行动平衡检测。

S20、通过输入线8动作将待检测风扇3输送至机械手10活动范围内，停止并等待机械手10吸取待检测风扇3；

在本实施例中，为了方便检测在输入线8和输出线9的起始端和末端都设置了有无传感器7，即当检测到风扇3后，可以进行下一步操作。而本申请的输入线8和输出线9均为常见的皮带输送设备，这里不再赘述其结构和原理。

S30、通过机械手10将待检测风扇3吸取并移动至中心孔检测装置11上方，通过中心孔检测装置11对待检测风扇3底部进行图像检测以识别中心孔位置；

在本实施例中，机械手10的执行末端也设有第二吸盘42，本申请的吸盘均为真空吸盘，具体原理为现有技术。本申请的中心孔检测装置11，即利用一圈LED灯作为补光，利用LED灯环中间的摄像头对风扇3底部位置的中心孔进行图像检测，检测算法可以是现有的深度学习算法等手段。

S40、机械手10基于该中心孔位置的数据，将待检测风扇3移动置于动平衡设备12的检测工位上进行检测，得到检测数据；

在本实施例中，识别到中心孔位置后，机械手10就能够根据执行末端的空间坐标位置计算出风扇3与执行末端之间的位置偏差数据，这样就可以通过以这个位置偏差数据作为补偿，准确放在动平衡设备12的检测工位上。而动平衡设备12为现有自动化检测设备，属于现有技术的产品，可将风扇3放置在用于检测的转轴上后使其转动，利用有无传感器7检测风扇3的有无，转动一定时间就可以得出其检测数据，可根据预设的标准判断是否符合标准。

S50、判断检测数据是否合格；

S60、若合格，则通过机械手10将已检测风扇3吸取移动置于输出线9上，通过输出线9将已检测合格的风扇3移动至移动吸取机构4的活动范围内；若不合格，则通过机械手10将已检测不合格的风扇3吸取移动至内圆切削装置13上进行切削操作，等待切削完成后再通过机械手10将已切削的风扇3置于动平衡设备12的检测工位上进行检测，得到检测数据，不断循环，直至检测数据合格；

在本实施例中，如图5-7所示，当单个风扇3的检测数据不合格次数达到或超过阈值时，将当前风扇3标记为报废品，通过机械手10将报废品置于临时放置台上。更为优选地，内圆切削装置13包括切削刀131、用于驱动该切削刀131转动的驱动电机132、用于驱动该驱动电机132上下移动的升降机构133以及用于对风扇3进行压紧定位的压紧机构134，压紧机构134的压块在风扇3放入切削刀131上方位置前位于切削刀131旁，当风扇3放入切削刀131上方位置时，切削刀131上升与风扇3配合，压紧机构134的压块转动至风扇3上方并下压风扇3，以实现风扇3的定位固定。因此，风扇3放置后，升降机构133驱动驱动电机132上升，切削刀131就能够插入风扇3底部，然后用压紧机构134的压块压紧风扇3，切削刀131转动就可以将风扇3内壁的部分进行切削，切削一定时间后，切削刀131切削完毕，不会再接触风扇3内壁，如此就代表风扇3此时基本上符合了检测要求的硬件标准，只需要让动平衡设备12进行检测验证即可。如此，可以不需要再次切削加工，如果还是检测不合格，基本上可以判定为无法通过切削加工使其达到检测标准了，即报废品，不再需要多次切削加工，节省了加工时间，提升了加工效率。

其中，升降机构133为常见的导轨配合伺服电机的形式，为本领域常见的技术手段，这里不再赘述，驱动电机132为现有的伺服电机或者减速电机，压紧机构134为现有的转角气缸，可转角0~90度并实现边旋转边伸缩的功能，如此就可以驱动压块旋转和升降，实现难度低。

S70、通过移动吸取机构4将已检测合格的风扇3移动至出料输送机构5的物料盒2内；

S80、循环S10~S70步骤，直至当前批次的待检测风扇3全部检测完毕再执行S00步骤进行下一批次检测。

上述，入料输送机构1和出料输送机构5的顶部、输入线8和输出线9的起始端和末端、动平衡设备12的侧面以及内圆切削装置13的侧面均设有有无传感器7。通过目前技术成熟的有无传感器7，可以精确快速地识别到风扇3和物料盒2以及物料盒2等物体，从而为各个机构进行下一步动作提供信号。如输入线8在起始端检测到风扇3后，就可以动作将风扇3输送到输入线8的末端，末端检测到风扇3后就会停止输入线8，这样就可以让下一个风扇3放置，等等操作，可直线快速高效地自动化操作，而不需要人工计算好时间按照指定时间执行动作，误差率小，也显著降低了编程难度。

在本实施例中，以上步骤的执行逻辑可安装在整个设备的机架上的控制电脑，如现有的工控电脑14上，利用工控电脑14进行控制，利用现有的数控语言进行执行。

实施例2

一种减质高精度平衡风扇，通过实施例1的一种减质高精度平衡风扇制造方法制造得到。

本申请未详述部分为现有技术，故本申请未对其进行详述。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

尽管本文较多地使用了入料输送机构1、物料盒2、风扇3、移动吸取机构4、出料输送机构5、导向结构6、有无传感器7、输入线8、输出线9、机械手10、中心孔检测装置11、动平衡设备12、内圆切削装置13、工控电脑14、第一吸盘组41、第二吸盘42、移动支架43、升降气缸44、XY移动滑轨组45、切削刀131、驱动电机132、升降机构133、压紧机构134等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本申请的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本申请精神相违背的。

本申请不局限于上述最佳实施方式，任何人在本申请的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上做任何变化，凡是具有与本申请相同或相似的技术方案，均落在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种减质高精度平衡风扇制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S00、通过入料输送机构将置于物料盒中的待检测风扇按批次输入到设定位置，等待移动吸取机构上料；

其中，所述物料盒上均设有多个供风扇放置的放置槽，在入料输送机构将置于物料盒中的待检测风扇按批次输入到设定位置后，通过移动吸取机构将所述物料盒吸取置于出料输送机构作为盛放已检测合格的风扇的物料盒；

S10、通过移动吸取机构将当前批次中的一个待检测风扇吸取移动至输入线上，放下待检测风扇后再进行下一个待检测风扇的吸取移动操作；

S20、通过所述输入线动作将待检测风扇输送至机械手活动范围内，停止并等待所述机械手吸取待检测风扇；

S30、通过所述机械手将待检测风扇吸取并移动至中心孔检测装置上方，通过所述中心孔检测装置对待检测风扇底部进行图像检测以识别中心孔位置；

S40、所述机械手基于该中心孔位置的数据，将待检测风扇移动置于动平衡设备的检测工位上进行检测，得到检测数据；

S50、判断所述检测数据是否合格；

S60、若合格，则通过所述机械手将已检测风扇吸取移动置于输出线上，通过所述输出线将已检测合格的风扇移动至所述移动吸取机构的活动范围内；若不合格，则通过所述机械手将已检测不合格的风扇吸取移动至内圆切削装置上进行切削操作，等待切削完成后再通过所述机械手将已切削的风扇置于所述动平衡设备的检测工位上进行检测，得到检测数据，不断循环，直至检测数据合格；当单个风扇的检测数据不合格次数达到或超过阈值时，将当前风扇标记为报废品，通过所述机械手将报废品置于临时放置台上；

其中，所述内圆切削装置包括切削刀、用于驱动该切削刀转动的驱动电机、用于驱动该驱动电机上下移动的升降机构以及用于对风扇进行压紧定位的压紧机构，所述压紧机构的压块在风扇放入切削刀上方位置前位于切削刀旁，当风扇放入切削刀上方位置时，所述切削刀上升与风扇配合，所述压紧机构的压块转动至风扇上方并下压风扇，以实现风扇的定位固定；

S70、通过所述移动吸取机构将已检测合格的风扇移动至出料输送机构的物料盒内；

S80、循环S10~S70步骤，直至当前批次的待检测风扇全部检测完毕再执行S00步骤进行下一批次检测；

其中，所述输入线和所述输出线平行并对称设置，且所述输入线和所述输出线的中心线与所述入料输送机构和所述出料输送机构的中心线重合，所述机械手位于两个重合的中心线上，且所述动平衡设备和所述内圆切削装置均分别以该中心线为基准镜像对称设置。

2.根据权利要求1所述的一种减质高精度平衡风扇制造方法，其特征在于，所述入料输送机构和所述出料输送机构镜像对称设置，且所述入料输送机构和所述出料输送机构上均设有导向结构，以对物料盒和物料盒进行导向。

3.根据权利要求1所述的一种减质高精度平衡风扇制造方法，其特征在于，S10步骤中，所述移动吸取机构将待检测风扇置于所述输入线的起始端，所述输入线动作将待检测风扇移动至所述输入线的末端后停止。

4.根据权利要求1或2所述的一种减质高精度平衡风扇制造方法，其特征在于，所述移动吸取机构上设有用于吸取物料盒的第一吸盘组以及用于吸取单个风扇的第二吸盘。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种减质高精度平衡风扇制造方法，其特征在于，所述入料输送机构和所述出料输送机构的顶部、所述输入线和所述输出线的起始端和末端、所述动平衡设备的侧面以及所述内圆切削装置的侧面均设有有无传感器。