CN101482388A - 测量移动工件的高度和直径的测量系统 - Google Patents

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本发明是一种测量移动工件的高度和直径的测量系统，它是由装在铝型材支架上的匀速移动装置、高度测量机构、直径测量机构和微型可编程控制器PLC构成。匀速移动装置、高度测量机构和直径测量机构都通过现场总线和可编程控制器PLC电连接。微型可编程控制器PLC与上层控制系统WinCC的界面相接。本发明的优点是提供了一种用于在线测量工件高度和直径的测量系统，特别是该系统的机械结构和控制系统方案。该测量系统具有制作工艺简单、制造成本低，测量准确、自动化程度高、调节起来容易、体积小，运输及携带方便等优点。

Description

测量移动工件的高度和直径的测量系统
技术领域
本发明涉及测量设备技术领域，尤其是一种用于测量移动工件的高度和直径的测量系统。
背景技术
目前，市场上对工件的高度和直径的测量系统，都是在工件处于静止状态下进行测量的。尚未见有对运动中的工件进行同时测量其高度和直径的的测量系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种测量移动工件的高度和直径的测量系统。该测量系统具有制作工艺简单、制造成本低、测量准确、自动化程度高、调节起来容易、体积小，运输及携带方便等优点。
本发明的技术方案是：一种测量移动工件的高度和直径的测量系统，它由装在铝型材支架上的匀速移动装置、高度测量机构、直径测量机构和微型可编程控制器PLC构成。匀速移动装置、高度测量机构和直径测量机构都通过现场总线和可编程控制器PLC相连接。微型可编程控制器PLC通过现场总线与上层控制系统WinCC的界面相接。
匀速移动装置的铝型材支架上装有伺服电机、轴承座A、轴承座B、二根直线导轨和微型可编程控制器PLC。伺服电机和微型可编程控制器PLC相连接，微型可编程控制器PLC根据预先编制的程序发出均匀脉冲信号指示伺服电机作匀速转动。精密滚珠丝杆两端分别装在轴承座A和轴承座B的轴承中。精密滚珠丝杆一端部和伺服电机相连接。匀速转动的伺服电机带动精密滚珠丝杆作匀速转动。移动工作台装在二根直线导轨上并和精密滚珠丝杆齿连接。被测移动工件放在移动工作台上。匀速转动的精密滚珠丝杆带动移动工作台及放在工作台上的移动工件在二根直线导轨上作匀速移动。
高度测量机构的位移传感器支架装在铝型材支架上。位移传感器支架上装有位移传感器本体。位移传感器本体下面为位移传感器测量头。位移传感器支架上还装有杠杆支点，杠杆支点上支承一杠杆。杠杆位于精密滚珠丝杆的上方。杠杆一端上平面与位移传感器测量头相靠接，杠杆另一端装有杠杆接触头。杠杆支点到位移传感器测量头的距离与杠杆支点到杠杆接触头的距离相等。杠杆上方装有弹簧，弹簧一端和杠杆相连接，弹簧另一端和装在位移传感器支架上的弹簧支点相连接。位移传感器本体和微型可编程控制器PLC相连接。移动工件在移动过程中被杠杆上的接触头触及。接触头移动到移动工件处时接触头产生向上方的位移。接触头向上方的的位移使位移传感器测量头产生向下方的位移。由于杠杆支点到位移传感器测量头的距离与杠杆支点到杠杆接触头的距离相等，这就使接触头向上方位移的距离与位移传感器测量头向下方位移的距离相等。位移传感器将测得的位移距离信号转换成模拟电压信号并将该模拟电压信号送到微型可编程控制器PLC的模拟量输入输出模块中。这样微型可编程控制器PLC就能根据预先设定的程序计算出移动工件的高度。该高度将在上层控制系统WinCC的界面中直接反应出来。当接触头离开工件后，弹簧的力量使杠杆恢复到原来的位置。
直径测量机构的对射式光电接近开关的光发射器和光接收器分别装在铝型材支架上。光发射器所射出的光线应正对光接收器。光发射器所射出的光线应与精密滚珠丝杆呈垂直方向设置。光线的高度应在移动工件上下高度的范围内。对射式光电接近开关的光发射器及光接收器均与微型可编程控制器PLC相连接。接近开关的光发射器和光接收器在微型可编程控制器PLC的指示下工作，同时工件也在作匀速运动。当光接收器能接收到光发射器发出的光的时侯，可编程控制器PLC上的时间间隔定时器不工作。当光路上有工件通过而遮蔽光线时，光接收器就接收不到光发射器发送的光。光接收器将这一信号传到微型可编程控制器PLC上，微型可编程控制器PLC指示其时间间隔定时器工作并开始计算时间。当光路上没有工件通过时，光接收器就能接收到光发射器发送的光，光接收器将这一信号传到微型可编程控制器PLC上，微型可编程控制器PLC立即指示其时间间隔定时器停止工作并停止计算时间。微型可编程控制器PLC跟据时间间隔定时器工作的时间和工件匀速移动的速度可计算出移动工件的直径并在上层控制系统WinCC的界面中直接反应出来。
所述的微型可编程控制器PLC选用西门子S7—200PLC。
所述的对射式光电接近开关采用德国施克对射式光电接近开关。
所述的位移传感器选用上海天沐自动化仪表有限公司的位移传感器。
本发明的优点是提供了一种测量移动工件的高度和直径的测量系统，特别是该系统的机械结构和控制系统方案。该测量系统具有制作工艺简单、制造成本低、测量准确、自动化程度高、调节起来容易、体积小，运输及携带方便等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的左视结构示意图。
图3是本发明匀速移动装置的结构示意图。
图4是图3的俯视结构示意图。
图5是本发明高度测量机构的结构示意图。
图6是本发明直径测量机构的结构示意图。
图7是本发明光发射器和光接收器的位置的结构示意图。
图中：1、铝型材支架，2、伺服电机，3、直线导轨，4、移动工作台，5、工件，6、位移传感器支架，7、位移传感器本体，8、杠杆，9、杠杆接触头，10、微型可编程控制器PLC，12、光发射器，13、轴承座A，14、精密滚珠丝杆，15、轴承座B，16、位移传感器测量头，17、弹簧支点，18、弹簧，19、杠杆支点，20、光线，21、光接收器。
具体实施方式
如各图所示的实施例如下：一种测量移动工件的高度和直径的测量系统，它由装在铝型材支架1上的匀速移动装置、高度测量机构、直径测量机构和微型可编程控制器PLC 10构成。匀速移动装置、高度测量机构和直径测量机构都通过现场总线和可编程控制器PLC 10相连接。微型可编程控制器PLC 10通过现场总线与上层控制系统WinCC的界面相接。
匀速移动装置的铝型材支架1上装有伺服电机2、轴承座A 13、轴承座B 15、二根直线导轨3和微型可编程控制器PLC 10。精密滚珠丝杆14两端分别装在轴承座A 13和轴承座B 15的轴承中。精密滚珠丝杆14一端部和伺服电机2相连接。移动工作台4装在二根直线导轨3上并和精密滚珠丝杆14齿连接。被测移动工件5放在移动工作台4上。伺服电机2和微型可编程控制器PLC 10相连接。
高度测量机构的位移传感器支架6装在铝型材支架1上，位移传感器支架6上装有位移传感器本体7，位移传感器本体7下面为位移传感器测量头16。铝型材支架1上还装有杠杆支点19，杠杆支点19上支承一杠杆8，杠杆8位于精密滚珠丝杆14的上方。杠杆8一端上平面与位移传感器测量头16相靠接，杠杆8另一端装有杠杆接触头9。杠杆支点19到位移传感器测量头16的距离与杠杆支点19到杠杆接触头9的距离相等。杠杆8上方装有弹簧18，弹簧18一端和杠杆8相连接，弹簧18另一端和装在位移传感器支架6上的弹簧支点17相连接。位移传感器本体7和微型可编程控制器PLC 10相连接。
直径测量机构的对射式光电接近开关的光发射器12和光接收器21分别装在铝型材支架1上。光发射器12所射出的光线20应正对光接收器21。光发射器12所射出的光线20应与精密滚珠丝杆14呈垂直方向设置。光线20的高度应在移动工件5上下高度的范围内。对射式光电接近开关的光发射器12及光接收器21均与微型可编程控制器PLC 10相连接。

Claims (4)

1、一种测量移动工件的高度和直径的测量系统，其特征在于：它由装在铝型材支架上的匀速移动装置、高度测量机构、直径测量机构和微型可编程控制器PLC构成；匀速移动装置、高度测量机构和直径测量机构都通过现场总线和可编程控制器PLC相连接；微型可编程控制器PLC通过现场总线与上层控制系统WinCC的界面相接。
2、根据权利要求1所述的一种测量移动工件的高度和直径的测量系统，其特征在于：匀速移动装置的铝型材支架上装有伺服电机、轴承座A、轴承座B、二根直线导轨和微型可编程控制器PLC；伺服电机和微型可编程控制器PLC相连接，微型可编程控制器PLC根据预先编制的程序发出均匀脉冲信号指示伺服电机作匀速转动；精密滚珠丝杆两端分别装在轴承座A和轴承座B的轴承中，精密滚珠丝杆一端部和伺服电机相连接，匀速转动的伺服电机带动精密滚珠丝杆作匀速转动；移动工作台装在二根直线导轨上并和精密滚珠丝杆齿连接，被测移动工件放在移动工作台上，匀速转动的精密滚珠丝杆带动移动工作台及放在工作台上的移动工件在二根直线导轨上作匀速移动。
3、根据权利要求1所述的一种测量移动工件的高度和直径的测量系统，其特征在于：高度测量机构的位移传感器支架装在铝型材支架上，位移传感器支架上装有位移传感器本体，位移传感器本体下面为位移传感器测量头；位移传感器支架上还装有杠杆支点，杠杆支点上支承一杠杆，杠杆位于精密滚珠丝杆的上方，杠杆一端上平面与位移传感器测量头相靠接，杠杆另一端装有杠杆接触头；杠杆支点到位移传感器测量头的距离与杠杆支点到杠杆接触头的距离相等；杠杆上方装有弹簧，弹簧一端和杠杆相连接，弹簧另一端和装在位移传感器支架上的弹簧支点相连接；位移传感器本体和微型可编程控制器PLC相连接；移动工件在移动过程中被杠杆上的接触头触及，接触头移动到移动工件处时接触头产生向上方的位移，接触头向上方的的位移使位移传感器测量头产生向下方的位移；由于杠杆支点到位移传感器测量头的距离与杠杆支点到杠杆接触头的距离相等，这就使接触头向上方位移的距离与位移传感器测量头向下方位移的距离相等；位移传感器将测得的位移距离信号转换成模拟电压信号并将该模拟电压信号送到微型可编程控制器PLC的模拟量输入输出模块中，这样微型可编程控制器PLC就能根据预先设定的程序计算出移动工件的高度，该高度将在上层控制系统WinCC的界面中直接反应出来；当接触头离开工件后，弹簧的力量使杠杆恢复到原来的位置。
4、根据权利要求1所述的一种测量移动工件的高度和直径的测量系统，其特征在于：直径测量机构的对射式光电接近开关的光发射器和光接收器分别装在铝型材支架上；光发射器所射出的光线应正对光接收器，光发射器所射出的光线应与精密滚珠丝杆呈垂直方向设置，光线的高度应在移动工件上下高度的范围内；对射式光电接近开关的光发射器及光接收器均与微型可编程控制器PLC电连接；接近开关的光发射器和光接收器在微型可编程控制器PLC的指示下工作，工件也在作匀速运动；当光接收器能接收到光发射器发出的光的时侯，可编程控制器PLC上的时间间隔定时器不工作；当光路上有工件通过而遮蔽光线时，光接收器就接收不到光发射器发送的光，光接收器将这一信号传到微型可编程控制器PLC上，微型可编程控制器PLC指示其时间间隔定时器工作并开始计算时间；当光路上没有工件通过时，光接收器就能接收到光发射器发送的光，光接收器将这一信号传到微型可编程控制器PLC上，微型可编程控制器PLC立即指示其时间间隔定时器停止工作并停止计算时间；微型可编程控制器PLC跟据时间间隔定时器工作的时间和工件匀速移动的速度可计算出移动工件的直径并在上层控制系统WinCC的界面中直接反应出来。
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