CN103112009B - 一种自动送料机手指气缸专用检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检测装置，提供了一种结构简单，检测精度高，并在各种使用环境下均可精确识别手指气缸的夹持状态的自动送料机手指气缸专用检测装置及检测方法，解决了现有技术中存在的检测装置安装调试费时费力，应用范围小，检测精度低，可靠性差等技术问题，它包括由缸体、活塞、活塞杆、夹爪构成的手指气缸，在与活塞杆相对的活塞内侧端设有测量杆，测量杆延伸至缸体外的挡块内，在挡块内嵌装有电感应线圈，电感应线圈包括初级绕组和套设在初级绕组外的两组同名端相反的次级绕组，初级绕组与正弦电压电源相连，次级绕组通过检波整形放大电路电连接在微控制单元上，测量杆穿插在初级绕组内。

Description

一种自动送料机手指气缸专用检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种可精确识别手指气缸的夹持状态的自动送料机手指气缸专用检测装置及检测方法。

背景技术

随着用工成本的增加，绝大部分生产企业都开始考虑节省人工，并采用自动化生产设备来解决用工问题，如车床加工时的机械手，首先机械手主臂移动至料仓上方，由机械手爪抓取工件毛坯，机械手抓到料后，机械手主臂上升至车床钣金上方，后移动至夹头钣金上方，机械臂等在加工产品加工完毕后，下降至夹头处，将加工好成品取出，然后将毛坯送入夹头，机械手主臂上升至钣金上方，启动车床加工等待在加工工件加工完毕，机械手将加工好成品送到料仓内。为了精确识别手指气缸是否正确夹持工件，通常在取、送料的手指气缸上设置检测装置，但现有的检测装置一般为磁簧开关，使用时活塞杆往复运动并带动夹爪实现全开、夹持、夹空三种状态，并通过磁簧开关检测夹爪是否夹持到工件，但在安装磁簧开关时需反复调试及检测，不仅费时费力，且检测精度不易保证，使送料机智能化及安全可靠性降低。

中国专利公开了一种气动取料机械手的检测装置（CN201765111U），包括连接件、缸筒、用于连接机械手的夹子且随机械手的夹子的开合动作而上下移动的活塞杆、通过设定压力范围并跟踪缸筒中的压力变化而检测机械手的夹取状态的压力开关，连接件固定于缸筒，活塞杆的上端设置有活塞体，活塞杆的上端插入于缸筒中，连接件上设置有进行口，缸筒设置有排气孔，压力开关连进气口或缸筒。此装置通过跟踪缸筒中的压力变化来检测机械手的夹取状态，虽然结构简单，但由于筒中压力还会随周围环境温度的变化而变化，即检测数据受周围环境的影响较大，直接导致其检测精度无法保证，可靠性差，应用范围小。

发明内容

本发明主要是提供了一种结构简单，检测精度高，并在各种使用环境下均可精确识别手指气缸的夹持状态的自动送料机手指气缸专用检测装置及检测方法，解决了现有技术中存在的检测装置安装调试费时费力，应用范围小，检测精度低，可靠性差等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种自动送料机手指气缸专用检测装置，包括手指气缸，手指气缸包括缸体及滑动连接在缸体内的活塞和活塞杆，活塞杆的一端固定在活塞上，活塞杆的另一端延伸至缸体外与夹爪相连，活塞杆可带动夹爪自动开合，在活塞两端对应的缸体上分别设有导通于外接气源的进气孔，在与所述活塞杆相对的活塞内侧端设有测量杆，测量杆延伸至缸体外的挡块内，在挡块内嵌装有电感应线圈，电感应线圈包括初级绕组和套设在初级绕组外的两组同名端相反的次级绕组，初级绕组与正弦电压电源相连，次级绕组通过检波整形放大电路电连接在微控制单元上，测量杆穿插在初级绕组内。通过在活塞的另一端同轴设置测量杆，测量杆延伸至缸体外的挡块内并同轴穿插在挡块内的电感应线圈中，手指气缸上的夹爪在夹持工件时，活塞杆的行程会根据夹持状态的变化而变化，测量杆随着活塞杆的行程变化而变化，由于向初级绕组接入正弦电压，当测量杆处于电感应线圈中时，在变压作用每个次级绕组都会感应出一定幅值的电压，且随着测量杆位置的不同，感应电压的幅值也不同，即可根据磁场效应读取出测量杆的相应位置，感应电压再通过检波整形放大电路后输送至微控制单元，微控制单元读取电压值后即可与其内部的标定值进行参考比对，从而换算得出测量杆的位移值，即自动检测出手指气缸的夹持状态，整体结构简单，利用电磁感应原理而设计的非接触式结构，能耗低，检测灵敏度高，且由于电感应线圈及测量杆位于全封闭结构内，防水防磁，检测精度不会受周围环境的影响，具有应用范围广，检测精度高，安全可靠性好等优点。

作为优选，在所述测量杆上滑动连接有环形堵头，环形堵头的轴向截面呈“T”字型，环形堵头的大径端延伸至缸体内并与缸体内壁保持密闭连接，环形堵头的小径端延伸并嵌装在挡块内。环形堵头起到导向的作用，保证了测量杆在电感应线圈内沿轴向移动，提高了检测精度。

作为更优选，在所述环形堵头的大径端外环面上设有第一环形凹槽，在第一环形凹槽内设有第一密封圈，环形堵头通过第一密封圈与缸体内壁保持密闭连接；在测量杆的外环面上设有第二环形凹槽，在第二环形凹槽内设有第二密封圈，测量杆通过第二密封圈与环形堵头保持密闭连接。环形凹槽及环形凹槽内的密封圈确保缸体保持密封性，保证手指气缸可靠运行。

作为优选，在所述挡块上设有通孔，电感应线圈嵌装在通孔内，且在电感应线圈外对应的通孔端口上封装有堵头螺钉。电感应线圈嵌装在通孔内并通过堵头螺钉封堵通孔端口时，便于电感应线圈安装及调试。

作为更优选，在所述电感应线圈内侧端对应的通孔内壁面上设有第一环形凸台，在缸体内对应的测量杆上设有与第一环形凸台相抵的第二环形凸台。当测量杆完全移动至电感应线圈内时测量杆上的第二环形凸台即平抵在第一环形凸台上，防止测量杆过移而影响检测精度。

作为优选，所述测量杆同轴旋接在活塞上。

一种自动送料机手指气缸专用检测装置的检测方法，包括如下顺序步骤：

1）首先将初级绕组与正弦电压电源相连通；

2）启动手指气缸，活塞带动测量杆在电感应线圈内沿轴向摆动；

3）随着测量杆的不同位置，次级绕组感应出各种幅值的电压，此电压通过检波整形放大电路后传送至微控制单元；

4）微控制单元读取步骤3）中的电压值后与微控制单元内部的电压标定值进行比对，即获得测量杆的位移值；

5）最后微控制单元将含有位移信息的数据传送至外围设备。

因此，本发明的一种自动送料机手指气缸专用检测装置及检测方法具有下述优点：由于测量杆是电感性耦合至电感应线圈内，随夹爪运动的测量杆和静止的电感应线圈或缸体等之间不存在任何机械接触，即为非接触式位置传感器，检测灵敏度高，能耗低；整体采用全封闭结构，结构简单，同时具有防水、防磁等特点，在各种使用环境下均可精确识别手指气缸的夹持状态，检测精度高，使用范围广。

附图说明：

图1是本发明一种自动送料机手指气缸专用检测装置的结构示意图；

图2是图1所示A处的放大图。

具体实施方式：

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如图1所示，本发明的一种自动送料机手指气缸专用检测装置，包括一个平行气爪式的手指气缸1，手指气缸1又包括圆桶形的缸体2，在缸体2内轴向滑动连接一个活塞3，在活塞3左、右两端对应的缸体2上分别开有一个进气孔6，进气孔6连通在外接气源上，活塞3的右端同轴连接一个活塞杆4，活塞杆4顺沿缸体2的右端口延伸至缸体2外，在缸体2外的活塞杆4上通过销轴转动连接着左、右连杆，左、右连杆的另一端分别转动连接一个夹爪5，活塞杆4轴向移动时，左、右连杆通过直线滑轨带动两个夹爪5自动开合，缸体2的左端口上封装一挡块9，在挡块9上开有通孔15，通孔15与缸体2同轴，在通孔15内嵌装一电感应线圈8，并在通孔15的左端口上旋接一堵头螺钉，使电感应线圈8封装在挡块9的通孔15内，与通孔15对应的活塞3左端通过螺纹同轴连接一个测量杆7，测量杆7向左延伸并穿插在电感应线圈8内，在电感应线圈8右端对应的通孔15内壁面上一体式形成一个第一环形凸台16，在缸体2内对应的测量杆7上一体式向外延伸形成一个第二环形凸台17，在第二环形凸台17上滑动套装一个环形堵头10，环形堵头10的轴向截面呈“T”字型，环形堵头10的大径端位于缸体2内，环形堵头10的小径端朝外同轴嵌装在通孔15的右端口处，如图2所示，在环形堵头10的大径端外环面上还开有一个第一环形凹槽11，在第一环形凹槽11内装有一个第一密封圈12，环形堵头10通过第一密封圈12与缸体2内壁保持密闭连接，在测量杆7的第二环形凸台17外环面上开有一个第二环形凹槽13，在第二环形凹槽13内装有一个第二密封圈14，测量杆7通过第二密封圈14与环形堵头10保持密封滑动连接，其中的电感应线圈8又包括初级绕组和套设在初级绕组外的两组同名端相反的次级绕组，初级绕组与正弦电压电源相连，次级绕组通过检波整形放大电路电连接在微控制单元上，测量杆7同轴穿插在初级绕组内。

检测时，包括如下顺序步骤：

1）首先将初级绕组与正弦电压电源相连通；

2）启动手指气缸1，活塞3带动测量杆7在电感应线圈8内沿轴向摆动；

3）随着测量杆7的不同位置，次级绕组感应出各种幅值的电压，此电压通过检波整形放大电路后传送至微控制单元；

4）微控制单元读取步骤3）中的电压值后与微控制单元内部的电压标定值进行比对，即获得测量杆7的位移值；

5）最后微控制单元将含有位移信息的数据传送至外围设备。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明。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。

Claims (7)

1.一种自动送料机手指气缸专用检测装置，包括手指气缸（1），手指气缸（1）包括缸体（2）及滑动连接在缸体（2）内的活塞（3）和活塞杆（4），活塞杆（4）的一端固定在活塞（3）上，活塞杆（4）的另一端延伸至缸体（2）外与夹爪（5）相连，活塞杆（4）可带动夹爪（5）自动开合，与活塞杆（4）相对的缸体（2）端口上封装有挡块（9），在活塞（3）两端对应的缸体（2）上分别设有导通于外接气源的进气孔（6），其特征在于：在与所述活塞杆（4）相对的活塞（3）内侧端设有测量杆（7），测量杆（7）延伸至缸体（2）外的挡块（9）内，在挡块（9）内嵌装有电感应线圈（8），电感应线圈（8）包括初级绕组和套设在初级绕组外的两组同名端相反的次级绕组，初级绕组与正弦电压电源相连，次级绕组通过检波整形放大电路电连接在微控制单元上，测量杆（7）穿插在初级绕组内；根据磁场效应读取出测量杆（7）的相应位置，感应电压再通过检波整形放大电路后输送至微控制单元，微控制单元读取电压值后即可与其内部的标定值进行参考比对，从而换算得出测量杆（7）的位移值，即自动检测出手指气缸（1）的夹持状态。

2.根据权利要求1所述的一种自动送料机手指气缸专用检测装置，其特征在于：在所述测量杆（7）上滑动连接有环形堵头（10），环形堵头（10）的轴向截面呈“T”字型，环形堵头（10）的大径端延伸至缸体（2）内并与缸体（2）内壁保持密闭连接，环形堵头（10）的小径端延伸并嵌装在挡块（9）内。

3.根据权利要求2所述的一种自动送料机手指气缸专用检测装置，其特征在于：在所述环形堵头（10）的大径端外环面上设有第一环形凹槽（11），在第一环形凹槽（11）内设有第一密封圈（12），环形堵头（10）通过第一密封圈（12）与缸体（2）内壁保持密闭连接；在测量杆（7）的外环面上设有第二环形凹槽（13），在第二环形凹槽（13）内设有第二密封圈（14），测量杆（7）通过第二密封圈（14）与环形堵头（10）保持密闭连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种自动送料机手指气缸专用检测装置，其特征在于：在所述挡块（9）上设有通孔（15），电感应线圈（8）嵌装在通孔（15）内，且在电感应线圈（8）外对应的通孔（15）端口上封装有堵头螺钉。

5.根据权利要求4所述的一种自动送料机手指气缸专用检测装置，其特征在于：在所述电感应线圈（8）内侧端对应的通孔（15）内壁面上设有第一环形凸台（16），在缸体（2）内对应的测量杆（7）上设有与第一环形凸台（16）相抵的第二环形凸台（17）。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种自动送料机手指气缸专用检测装置，其特征在于：所述测量杆（7）同轴旋接在活塞（3）上。

7.一种根据权利要求1所述的自动送料机手指气缸专用检测装置的检测方法，其特征在于：包括如下顺序步骤：

1）首先将初级绕组与正弦电压电源相连通；

2）启动手指气缸（1），活塞（3）带动测量杆（7）在电感应线圈（8）内沿轴向摆动；

3）随着测量杆（7）的不同位置，次级绕组感应出各种幅值的电压，此电压通过检波整形放大电路后传送至微控制单元；

4）微控制单元读取步骤3）中的电压值后与微控制单元内部的电压标定值进行比对，即获得测量杆（7）的位移值；

5）最后微控制单元将含有位移信息的数据传送至外围设备。