弹簧光学自动筛选机技术领域
本发明属于弹簧设备的技术领域，尤其是涉及一种弹簧光学自动筛选机。
背景技术
弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发
生形变，除去外力后又恢复原状。亦作“弹簧”。一般用弹簧钢制成。弹簧的种类复杂多样，按
形状分，主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧、异型弹簧等。在弹簧投入市场前一般要测试其
外形尺寸(钢丝直径，弹簧直径，圈数，自由高度，簧圈间隙，端圈形状，垂直度，直线度等)，
性能(指定变形量下的负荷或者扭矩，刚度，永久变形试验，疲劳寿命试验，盐雾试验，表面
涂层质量，静态试验等)，材料(化学成分，力学性能，金相组织等)，外观(是否有花痕，裂缝，
弯曲，跳圈，标识等)。现有的弹簧自动筛选机筛选效率低，不能实现全自动筛选，且检测的
精确度有待提高。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种弹簧光学自动筛选机，能够自动对弹簧
的端面进行质量检测，提高弹簧的筛选效率，保证投入市场的弹簧具有较高的合格率。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本弹簧光学自动筛选机，包括工作
平台，所述的工作平台上设有振动出料机构，所述的振动出料机构上出料端输出的弹簧通
过输送机构转移至检测设备对弹簧进行检测，所述的检测设备包括至少一个设置于工作平
台的检测机构，所述的检测机构包括设置于工作平台上的用于放置弹簧且在转动驱动组件
驱动下能够进行间歇性转动运动的转动盘，所述的检测机构还包括至少一个设置于工作平
台上的光学检测组件，当转动盘将弹簧转动至检测工位后所述的光学检测组件能够检测弹
簧质量。
作为优选，所述的振动出料机构包括振动盘，所述的振动盘在振动组件的驱动下
能够使的振动盘内处于平躺状态的弹簧沿着导向结构以直立状态进入与振动盘出料端相
连的出料轨道内，所述的出料轨道上至少一侧设有能够供平躺状态的弹簧运动至出料轨道
外部并能将直立状态的弹簧限制与出料轨道内的窗体结构。
作为优选，所述的输送机构进料端与出料轨道相连接并将出料轨道上的弹簧输送
至靠近转动盘一侧，在弹簧输送过程中能够通过设置于输送机构一侧的高度检测组件检测
弹簧的自由高度，所述的输送机构出料端设有能够将输送机构上的弹簧转移至转动盘上的
转移组件。
作为优选，所述的光学检测组件包括设置于工作平台上的安装架体，所述的安装
架体上设有能够采集弹簧其中一个端面影像的光学成像装置，弹簧另一个端面处设有与安
装架体固连的能够提高影像清晰度的补光装置。
作为优选，所述的转动盘上设有至少一个用于放置弹簧的固定座，所述的固定座
上设有防止弹簧偏离固定位的限位组件。
作为优选，所述的固定座包括用于竖直放置弹簧的透光板，所述的转动盘设置于
光学成像装置和补光装置之间，当转动盘上的固定座转动至光学成像装置和补光装置之间
时，所述的光学成像装置能够采集靠近光学成像装置一侧的弹簧端面的影像。
作为优选，所述的工作平台上设有两个检测机构，两个检测机构之间设有能够间
歇性地将第一端面经过光学检测组件检测的弹簧从其中一个转动盘上翻转180°后转移至
另一个转动盘上以便对弹簧的第二端面进行检测的翻转转移组件。
作为优选，所述的翻转转移组件包括与旋转驱动器固连的用于抓取弹簧的抓取气
缸，所述的抓取气缸在旋转驱动器的驱动下能够旋转180°且能在旋转驱动器的驱动下复
位。
作为优选，所述的对弹簧第二端面进行检测的检测机构一侧设有能够将合格弹簧
与不合格弹簧进行分类处理的筛选组件。
作为优选，所述的筛选组件包括设置于转动盘一侧的第一下料机械手和第二下料
机械手，所述的第一下料机械手将合格的弹簧抓取后投放至合格通道中，所述的第二下料
机械手将不合格的弹簧抓取后投放至不合格通道中。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、通过在导轨出料端口之间设有能够使平躺状态的弹簧沿出料轨道以直立状态
输出的导向结构，能够实现弹簧以垂直状态出料，并且倾斜设置的出料轨道能够使得平躺
状态的弹簧朝倾斜一侧滚动，进而通过窗体结构从间隙中滚出出料轨道，保证出料轨道中
的只存在垂直状态的弹簧，将平躺状态的弹簧进行剔除，提高设备工作的可靠性；
2、能够将弹簧以垂直状态进行输送，在传输过程中能通过高度检测组件对弹簧进
行高度检测，弹簧的输送座垂直设置有防止弹簧倾倒的定位结构，防止弹簧在输送过程中
发生倾倒，提高了输送机构工作的稳定性；
3、通过在两个转动盘之间设置翻转转移组件，能够自动对弹簧的两个端面进行质
量检测，提高弹簧的筛选效率，此外采用光学检测组件对弹簧的端面进行影像采集后进行
电脑分析，能够对弹簧端圈的变形、偏心情况，弹簧的磨面度，倒角，磕碰以及缺陷进行检
测，并将合格产品与不合格产品进行分类，能够提高检测精度，保证投入市场的弹簧具有较
高的合格率。
附图说明
图1是本发明提供的弹簧光学自动筛选机的结构图。
图2是本发明提供的振动出料机构的结构图。
图3是本发明提供的导向结构的结构图。
图4是本发明提供的输送机构的结构图。
图5是图4的A部放大图。
图6是本发明提供的检测设备的结构图。
图7是本发明提供的光学检测组件的结构图。
图8是本发明提供的固定座的结构图。
图中，振动出料机构a、输送机构b、检测设备c、振动盘a1、出料端口a21、振动组件
a3、出料轨道a4、导向结构a5、窗体结构a6、上挡板a7、导轨a2、第一侧挡板a8、翻转通道a9、
第二侧挡板a91、第一调节块a41、第二调节块a71、调节槽a42、接料盘a10、传输带b2、输送组
件b3、机械手组件、高度检测组件b5、传感器b6、滑轨b31、输送座b32、定位结构b33、投光器
b51、接收器b52、抓取气缸b41、平移气缸b71、升降气缸b72、侧挡条b21、上挡条b22、输送通
道b23、调节座b8、高度调节孔b221、驱动气缸b9、工作平台b1、转动驱动组件c1、转动盘c2、
光学检测组件c3、安装架体c31、光学成像装置c32、补光装置c33、固定座c4、固定位c41、透
光板c42、翻转转移组件c5、旋转驱动器c51、抓取气缸c52、转移升降气缸c53、第一下料机械
手c6、第二下料机械手c7、合格通道c8、不合格通道c9、分通道c91、控制阀板c92、限位板
c43、凹槽结构c44、第一滑块c34、第二滑块c35、调节旋钮c36。
具体实施方式
如图1至图8所示，本方案包括工作平台b1，所述的工作平台b1上设有振动出料机
构a，所述的振动出料机构a上出料端输出的弹簧通过输送机构b转移至检测设备c对弹簧进
行检测，所述的检测设备c包括至少一个设置于工作平台b1的检测机构，所述的检测机构包
括设置于工作平台b1上的用于放置弹簧且在转动驱动组件c1驱动下能够进行间歇性转动
运动的转动盘c2，所述的检测机构还包括至少一个设置于工作平台b1上的光学检测组件
c3，当转动盘c2将弹簧转动至检测工位后所述的光学检测组件c3能够检测弹簧质量。
本方案中的振动出料机构a包括振动盘a1，振动盘a1上设有能够驱动振动盘a1做
扭摆振动从而使的弹簧沿着振动盘a1上的导轨a2横向输出至导轨出料端口a21的振动组件
a3，振动组件a3包括振动盘a1的脉冲电磁铁，可以使振动盘a1作垂直方向振动，由倾斜的弹
簧片带动振动盘a1绕其垂直轴做扭摆振动。振动盘a1内弹簧，由于受到这种振动而沿螺旋
状的导轨a2上升。在上升的过程中经过一系列轨道的筛选或者姿态变化，零件能够按照组
装或者加工的要求呈统一状态自动进入组装或者加工位置，其工作目的是通过振动将无序
工件自动有序定向排列整齐、准确地输送到下道工序。振动盘a1上设有一端与导轨出料端
口a21对接且高度低于导轨出料端口a21的出料轨道a4，出料轨道a4与导轨出料端口a21之
间设有能够使平躺状态的弹簧沿出料轨道a4以直立状态输出的导向结构a5，出料轨道a4上
至少一侧设有能够供平躺状态的弹簧运动至出料轨道a4外部并能将直立状态的弹簧限制
于出料轨道a4内的窗体结构a6。
具体地说，出料轨道a4上方设有放置直立状态的弹簧倾倒的上挡板a7，上挡板a7
与出料轨道a4之间形成供弹簧以直立状态运动的出料通道，能够保证弹簧以垂直的状态在
出料通道中被输出至加工工位，防止弹簧倾倒。
具体地说，出料轨道a4倾斜设置，出料轨道a4向低处倾斜的一侧设有第一侧挡板
a8，窗体结构a6开设于第一侧挡板a8上且窗体结构a6的底部与出料轨道a4底面齐平，出料
轨道a4朝振动盘a1中心处向下倾斜设置，出料轨道a4与振动盘a1之间设有能够使平躺状态
的弹簧滚落的间隙，倾斜设置的出料轨道a4能够使得平躺状态的弹簧朝倾斜一侧滚动，进
而通过窗体结构a6从间隙中滚出出料轨道a4，保证出料轨道a4中的只存在垂直状态的弹
簧，将平躺状态的弹簧进行剔除，提高设备工作的可靠性。
具体地说，出料轨道a4向高处倾斜的一侧且靠近导向结构a5处设有能够与第一侧
挡板a8形成翻转通道a9从而防止弹簧在翻转时脱离出料轨道a4的第二侧挡板a91，第二侧
挡板a91能够保证弹簧当以平躺状态从导轨出料端口a21翻转至出料轨道a4并处于垂直状
态，可有效防止弹簧在翻转过程中掉出出料轨道a4。
具体地说，导向结构a5为一端连接于导轨出料端口a21向下倾斜的导向斜板，导向
斜板另一端延伸至出料轨道a4的进料端，起到将弹簧从平躺状态引导至垂直状态的作用，
能够提高弹簧翻转的成功率。
具体地说，上挡板a7通过高度调节结构设置于出料轨道a4上，使得出料轨道a4能
够适应不同高度尺寸的弹簧，提高了设备的实用性能。
具体地说，高度调节结构包括至少一个设置于出料轨道a4上的第一调节块a41，上
挡板a7上设有与第一调节块a41对应的第二调节块a71，第一调节块a41与第二调节块a71其
中一个上开设有纵向设置的调节槽a42，另一个上开设有与调节槽a42对应设置的固定孔，
第一调节块a41和第二调节块a71通过穿过调节槽a42和固定孔的调节螺栓紧固连接。
具体地说，振动盘a1上位于窗体结构a6的下方设有用于接取以平躺状态从出料轨
道a4脱离的弹簧的接料盘a10。
其中输送机构b进料端与出料轨道a4相连接并将出料轨道a4上的弹簧输送至靠近
转动盘c2一侧，在弹簧输送过程中能够通过设置于输送机构b一侧的高度检测组件b5检测
弹簧的自由高度，所述的输送机构b出料端设有能够将输送机构b上的弹簧转移至转动盘c2
上的转移组件d，转移组件d包括转移抓取气缸，转移抓取气缸能够在转移气缸组件驱动下
将弹簧从输送机构b转移至转动盘c2上。
具体地说，转移气缸组件包括设置于工作平台上且能驱动转移平移气缸竖直运动
的转移升降气缸，转移平移气缸上设有在转移平移气缸驱动下横向运动的转移抓取气缸。
输送机构b包括设置于工作平台b1上的能够在驱动电机的驱动下输送弹簧的传输
带b2，传输带b2一侧设有输送组件b3，工作平台上设有能够将传输带b2上弹簧转移至输送
组件b3并将弹簧竖直放置于输送组件上的机械手组件，输送组件b3在驱动气缸b9驱动下能
够带动弹簧平移运动并经过设置于输送组件b3一侧用于检测弹簧自由高度的高度检测组
件b5的工作面，结构简单，能够将弹簧以垂直状态进行输送，在传输过程中能通过高度检测
组件对弹簧进行高度检测。
具体地说，传输带b2靠近机械手组件的一端设有用于检测弹簧的传感器b6，当传
感器b6检测到弹簧输送至机械手组件下方时，机械手组件收到操作信号将传输带b2上的弹
簧转移至输送组件b3上。
具体地说，输送组件b3包括设置于工作平台b1上的滑轨b31，滑轨b31上设有在第
二驱动组件驱动下可沿滑轨b31运动的用于放置弹簧的输送座b32，弹簧的输送座b32垂直
设置有防止弹簧倾倒的定位结构b33，定位结构b33可以是竖直设置于输送座b32上的凸起
柱或者柱形凹槽，定位结构b33采用凸起柱时，通过将弹簧套设于凸起柱外周以实现固定定
位功能，定位结构b33采用柱形凹槽时，通过将弹簧嵌设至柱形凹槽内以实现固定定位功
能。
具体地说，高度检测组件b5包括由投光器b51和接收器b52组成的光电检测组件，
投光器b51和接收器b52分别相对设置于滑轨b31的两侧，当垂直放置于输送座上的弹簧经
过投光器b51和接收器b52之间时，能够检测弹簧的垂直高度，实现输送过程和高度检测工
艺一体化，提高了检测效率，降低了检测工艺的成本。
具体地说，机械手组件包括抓取气缸b41，抓取气缸b41能够在气缸组件驱动下将
弹簧从传输带b2转移至输送组件b3上。
具体地说，气缸组件包括设置于工作平台上且能驱动平移气缸b71竖直运动的升
降气缸b72，平移气缸b71上设有在平移气缸b71驱动下横向运动的抓取气缸b41。
具体地说，传输带b2的两侧设有侧挡条b21，传输带b2上方设有上与传输带b2平行
设置的上挡条b22，上挡条b22和两个侧挡条b21围合形成能够供弹簧以竖直状态在传输带
b2上运动的输送通道b23，输送通道b23能够保证弹簧在输送过程城中保持垂直状态，防止
弹簧倾倒，提高输送机构的工作稳定性能。
具体地说，工作平台b1上设有调节座b8，上挡条b22通过高度调节组件可调节安装
于调节座b8上，输送机构能够适应不同高度的弹簧，提高了输送机构的实用性能。
具体地说，高度调节组件包括设置于上挡条b22上的高度调节孔b221，上挡条b22
通过穿过高度调节孔b221的调节螺栓与调节座b8可调节连接。
本方案包括至少一个设置于工作平台b1的检测机构，检测机构包括设置于工作平
台b1上的用于放置弹簧且在转动驱动组件c1驱动下能够进行间歇性转动运动的转动盘c2，
转动驱动组件c1采用进步电机，进步电机与转动盘c2组成分度盘，检测机构还包括至少一
个设置于工作平台b1上的光学检测组件c3，当转动盘c2将弹簧转动至检测工位后光学检测
组件c3能够检测弹簧质量。通过在两个转动盘之间设置翻转转移组件，能够自动对弹簧的
两个端面进行质量检测，提高弹簧的筛选效率，此外采用光学检测组件对弹簧的端面进行
影像采集后进行电脑分析，能够对弹簧端圈的变形、偏心情况，弹簧的磨面度，倒角，磕碰以
及缺陷进行检测，并将合格产品与不合格产品进行分类，能够提高检测精度，保证投入市场
的弹簧具有较高的合格率。
具体地说，光学检测组件c3包括设置于工作平台上的安装架体c31，安装架体c31
上设有能够采集弹簧其中一个端面影像的光学成像装置c32，弹簧另一个端面处设有与安
装架体c31固连的能够提高影像清晰度的补光装置c33，安装架体c31上设有第一滑动轨，第
一滑动轨上设有可活动的第一滑块c34，光学成像装置c32固定安装于第一滑块c34上，工作
平台上设有第二滑轨，第二滑轨上设有可活动的第二滑块c35，安装架体c31竖直安装于第
二滑块c35上，第一滑块c34和第二滑块c35上均设有调节旋钮c36，补光装置c33通过万向头
与安装架体活动连接，补光装置c33能够根据光线的情况进行360°转动已达到最优的补光
效果，上述的光学成像装置c32采用CCD相机或摄影镜头，CCD相机采用彩色CCD相机，CCD相
机采用红外照明型，采用红外光源成像，可以在零照度的情况下进行图像采集。补光装置
c33包括LED灯板，LED灯板可以是红的光源或者白色光源或者其他颜色的光源。
具体地说，转动盘c2上设有至少一个用于放置弹簧的且能够透光的固定座c4，固
定座c4上设有防止弹簧偏离固定位c41的限位组件。
具体地说，固定座c4包括用于竖直放置弹簧的透光板c42，透光板c42设置于光学
成像装置c32和补光装置c33之间，当转动盘c2上的固定座c4转动至光学成像装置c32和补
光装置c33之间时，光学成像装置c32能够采集靠近光学成像装置c32一侧的弹簧端面的影
像，补光装置c33不仅能够提高拍摄的亮度，从而提高照片的清晰度，便于对弹簧进行分析
检测，容易显弹簧存在的缺陷，同时补光装置c33能够使得金属弹簧的表面形成反光，当弹
簧的表面具有磕碰或者凹陷的缺陷时，磕碰或者凹陷处会出现暗光点，便于发现弹簧端面
或者周向存在的上述缺陷，提高缺陷的识别度。
具体地说，工作平台b1上设有两个检测机构，两个检测机构之间设有能够间歇性
地将第一端面经过光学检测组件c3检测的弹簧从其中一个转动盘c2上翻转180°后转移至
另一个转动盘c2上以便对弹簧的第二端面进行检测的翻转转移组件c5。
具体地说，翻转转移组件c5包括与旋转驱动器c51固连的用于抓取弹簧的抓取气
缸c52，抓取气缸c52在旋转驱动器c51的驱动下能够旋转180°且能在旋转驱动器c51的驱动
下复位，旋转驱动器c51采用旋转气缸，旋转驱动器c51与转移升降气缸c53相连接并且能够
在转移升降气缸c53的驱动下竖直运动。
具体地说，对弹簧第二端面进行检测的检测机构一侧设有能够将合格弹簧与不合
格弹簧进行分类处理的筛选组件。
具体地说，筛选组件包括设置于转动盘c2一侧的第一下料机械手c6和第二下料机
械手c7，第一下料机械手c6将合格的弹簧抓取后投放至合格通道c8中，第二下料机械手c7
将不合格的弹簧抓取后投放至不合格通道c9中，第一下料机械手c6和第二下料机械手c7均
包括能够抓取固定座c4上的弹簧的投料抓取气缸c61，投料抓取气缸c61上连接有能够驱动
投料抓取气缸c61水平运动的投料水平驱动气缸c62，所述的投料水平驱动气缸c62上连接
有能够驱动投料水平驱动气缸c62竖直运动的投料竖直驱动气缸c63。
具体地说，不合格通道c9上连接至少两条分通道c91，分通道c91的汇合处设有控
制弹簧运动轨迹的控制阀板c92。
具体地说，检测机构包括两个光学检测组件c3，转动盘c2上设有至少4个均匀分布
的固定座c4，限位组件包括对称设置于固定座上的两块限位板c43，限位板c43靠近弹簧的
一侧设有用于卡设弹簧的凹槽结构c44，限位板c43为透光板材。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领
域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替
代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了振动出料机构a、输送机构b、检测设备c、振动盘a1、出料端
口a21、振动组件a3、出料轨道a4、导向结构a5、窗体结构a6、上挡板a7、导轨a2、第一侧挡板
a8、翻转通道a9、第二侧挡板a91、第一调节块a41、第二调节块a71、调节槽a42、接料盘a10、
传输带b2、输送组件b3、机械手组件、高度检测组件b5、传感器b6、滑轨b31、输送座b32、定位
结构b33、投光器b51、接收器b52、抓取气缸b41、平移气缸b71、升降气缸b72、侧挡条b21、上
挡条b22、输送通道b23、调节座b8、高度调节孔b221、驱动气缸b9、工作平台b1、转动驱动组
件c1、转动盘c2、光学检测组件c3、安装架体c31、光学成像装置c32、补光装置c33、固定座
c4、固定位c41、透光板c42、翻转转移组件c5、旋转驱动器c51、抓取气缸c52、转移升降气缸
c53、第一下料机械手c6、第二下料机械手c7、合格通道c8、不合格通道c9、分通道c91、控制
阀板c92、限位板c43、凹槽结构c44、第一滑块c34、第二滑块c35、调节旋钮c36等术语，但并
不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本
质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。