CN101762233A - 检测机械零件尺寸的光机电一体化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化检测装置，具体涉及检测机械零件尺寸的光机电一体化装置。它包括光电控制系统、产品流水线和不合格产品剔除系统，光电控制系统是由复合光源扫描仪和光电控制器通过数据控制线相连接，电子计时器再与光电控制器相连接，其中不合格产品剔除系统是由电磁线圈空气阀一侧设有不合格产品容器，不合格产品剔除系统置于被检测产品两侧，这样被电磁线圈空气阀控制的喷气口喷出的强气流使得不合格的产品从自动传输带落入不合格产品容器中。本发明运用了光、机、电一体化检测技术，可以大幅度地降低检测技术人员的劳动强度，实现检测的自动化，连续化，检测数据稳定可靠。

Description

检测机械零件尺寸的光机电一体化装置

技术领域

本发明涉及自动化检测装置，具体涉及检测机械零件尺寸的光机电一体化装置。

背景技术

光机电一体化技术是由机械技术与激光、微电子等技术揉合融汇在一起的新兴技术。它与传统的机械产品比较，主要有以下特征：1.综合性与系统性：光机电一体化是一门跨学科的边缘科学，它是激光技术、微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术结合而成的综合性高技术。这种多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分如机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感技术、电力电子技术、接口技术、模拟量与数字量交换技术以及软件技术等在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就需要取长补短，不断向理想化方向发展。其结果使原来各种技术扬长避短，更趋于合理。2.多层次，覆盖面广：光机电一体化是一个总的技术指导思想，它不仅体现在一些机电一体化的单机产品之中，而且贯穿于工程系统设计之中。从简单的单台光机电一体化产品，到现代工业中的柔性加工系统；从简单的单参数显示，到复杂的多参数、多级控制；从机械零部件连续自动热处理生产线，到各种现代高速重型机械自动化生产线等，光机电一体化技术都有不同层次、覆盖面很广的应用领域。对于工程系统，需成套地进行开发和制造。对于光机电一体化单机产品(设备)，应采用简繁并举、高低级并存的多层次发展途径。可发展功能附加型的低级产品；也可发展功能替代型的中级产品；还可发展机电融合型的高级产品，成为前所未有的新一代产品。3.结构简化，方便操作：光机电一体化技术可位过去靠机械传动链连接的各个相关动作部分，改用几台电机分别驱动，或用电力电子器件，或用电子电控装置进行相关动作控制来实现。因此，使机械结构大大简化，甚至使有些机械结构“脱胎换骨”，产生了质的变化。光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节拍频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，能以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序。任何一台光机电一体化装置或系统各个相关传动机构的动作及功能协调关系，可由预设的程序一步一步地由电子控制系统指挥，如数控机床、柔性加工系统等。有些光机电一体化装置，可实现操作全自动化，如工业机器人、印制电路板数控高速钻床等。有些更高级的光机电一体化系统，还可通过被控对象的数学模型以及根据任何时刻外界各种参数的变化情况，随机自寻最佳工作程序、动作程度和快慢以及协调关系，以实现最优化工作及最佳操作，例如微机控制的热连轧机钢板测厚自控系统、电梯群控系统、智能机器人等。4.精度提高，功能增加，机电一体化技术使机械传动部件减少，因而使机械磨损及配合间隙等所引起的动作误差大大减小，同时由于采用了电子技术，反馈控制水平的提高并能进行高速处理，可通过电子自动控制系统精确地按预设量使相应机构动作，因各种干扰因素造成的误差，又可通过自控系统自行诊断、校正、补偿去达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。因而光机电一体化产品应用领域宽，适用面广，易于满足各种需要。电子技术的引入，使产品面貌发生巨大变化，电子装置能按照入的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序、指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋。5.高可靠性，高稳定性和高使用寿命：传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，而发出由于可动摩擦、撞击、振动等引起的声响噪声，这显然影响装置的寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。有些光机电一体化产品甚至做到不需维修或者具有自诊断功能。6.开发上的知识密集性：研制开发光机电一体化产品往往要涉及许多学科和专业知识，如数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等多门学科以及各门类的专业知识。

光机电一体化技术既然有那么多的优势，能否在实践中得到很多运用？在机械工业的产品检测中，特别是检测一批同样大小的零件时，很多中小型企业是采用通规与止规来人工检测机械零件是否符合图纸规定的公差的，这样检测速度慢、效率低下，而且要制造好每种产品的通规与止规。是否能研发出一种自动化检测装置，来快速、高效、准确检测不同的机械产品，该装置能将不合格产品自动剔除。该种自动化检测装置正是目前很多企业所渴望的。

发明内容

本发明针对上述存在问题，提出了一种检测机械零件尺寸的光机电一体化装置，该装置可以解决机械产品的自动化检测，特别适合对于产品的外径、内径的尺寸检测，当产品从自动化传输带经过时，复合光源扫描仪1可以挨个对机械零件进行检测，主要是利用测距扫描传感探头9对零件进行尺寸检测，并在光电控制器2设定图纸上规定的公差范围，使得不符合图纸上规定的公差范围的零件被电磁线圈空气阀6通过喷气口8将不合格的机械零件进行自动化剔除。这样大幅度地提高了生产效率和自动化程度。

本发明涉及的技术解决方案：

本发明为检测机械零件尺寸的光机电一体化装置，包括光电控制系统、产品流水线和不合格产品剔除系统，其特征在于：所述的光电控制系统是由复合光源扫描仪1和光电控制器2通过数据控制线11相连接，电子计时器3再与光电控制器2相连接，所述的不合格产品剔除系统是由电磁线圈空气阀6一侧设有不合格产品容器10，不合格产品剔除系统置于被检测产品4两侧，这样被电磁线圈空气阀6控制的喷气口8喷出的强气流使得不合格的产品从自动传输带5落入不合格产品容器10中。所述的产品流水线主要有连续运转的自动传输带5和被检测产品4组成，被检测产品4被自动传输带5陆续带到复合光源扫描仪1下方，测距扫描传感探头9可以对被检测产品4进行逐个检测。

本发明进一步技术解决方案是，所述的电磁线圈空气阀6下方设有进气管7、上方设有喷气口8，在电磁线圈空气阀6前道工序可也设置空气压缩机产生压缩空气供给电磁线圈空气阀6，当“发现”尺寸不合格机械产品时，喷气口8喷出的强气流使得不合格的产品从自动传输带5落入不合格产品容器10中，提高了自动化程度。所述的复合光源扫描仪1上设有测距扫描传感探头9，便于检测运转过的自动传输带5上面的被检测产品4的外形尺寸，并将信息传输给复合光源扫描仪1和光电控制器2，从而比对被检测产品4的外形尺寸与预先人工输入尺寸公差是否相符。所述的被检测产品4下面设有自动传输带5，可以合理设置自动传输带5的表面摩擦力，使得自动传输带5与被检测产品4一起运行，因为自动传输带5可有电机带动连续运转，则被检测产品4就可以连续不断送来自动检测，使得产品检测连续化。

本发明有益效果：

一、采用本发明可以大幅度地降低检测技术人员的劳动强度，特别是检测一批同样大小的零件时，实现检测的自动化，连续化，检测数据稳定可靠，误差非常小，并可以给企业带来良好的经济收益。

二、本发明结构精巧，运用了光、机、电一体化检测技术，检测人员操作方便，不会对检测人员造成任何伤害，实用性强，造价适中，使用安全可靠。

三、本发明具有极其广阔的推广应用前景。

附图说明

附图1为本发明的总体结构示意图；

图中：复合光源扫描仪1、光电控制器2、电子计时器3、被检测产品4、自动传输带5、电磁线圈空气阀6、进气管7、喷气口8、测距扫描传感探头9、不合格产品容器10、数据控制线11。

具体实施方式

如图1所示，本发明主要是为了检测一批同样大小的盘套类零件时设计的，包括光电控制系统、产品流水线和不合格产品剔除系统三个部分组成，产品流水线经过光电控制系统，被检测产品4在自动传输带5上被传送过来，光电控制系统是由复合光源扫描仪1和光电控制器2通过数据控制线11相连接，电子计时器3再与光电控制器2相连接，不合格产品剔除系统是由电磁线圈空气阀6一侧设有不合格产品容器10，不合格产品剔除系统置于被检测产品4两侧，恰好可以检测自动传输带5上的产品。光电控制器2、电子计时器3、复合光源扫描仪1与电磁线圈空气阀6相连接，协调连贯动作，完成了不合格产品剔除工作。

以下结合附图，简述本发明的工作过程：

在机械工业的产品检测中，特别是检测一批同样大小的盘套类零件时，可以现在光电控制器2设定好图纸上规定的基本尺寸和公差范围(例如设定好孔的直径，外圆的直径等)。可将一批加工好的零件置于自动传输带5上，当被检测产品4经过复合光源扫描仪1时，测距扫描传感探头9对零件进行检测，如果该零件和预先输入的图纸上规定的基本尺寸和公差范围相吻合，则被检测产品4能顺利沿自动传输带5传到下一道工序，如果不相吻合光电控制器2就会发出指令使得电磁线圈空气阀6得电而打开空气阀，喷气口8就对准刚刚经过的被检测产品4喷射强大的气流，使得被检测产品4滑落到不合格产品容器10，这样只有合格的产品才能到达下一个工序。

综上，本发明所设计的检测机械零件尺寸的光机电一体化装置，可以达到预期的目的。

Claims (4)

1.检测机械零件尺寸的光机电一体化装置，包括光电控制系统、产品流水线和不合格产品剔除系统，其特征在于：所述的光电控制系统是由复合光源扫描仪(1)和光电控制器(2)通过数据控制线(11)相连接，电子计时器(3)再与光电控制器(2)相连接，电子计时器(3)再与电磁线圈空气阀(6)相连接；所述的不合格产品剔除系统是由电磁线圈空气阀(6)一侧设有不合格产品容器(10)，不合格产品剔除系统置于被检测产品(4)两侧。

2.根据权利要求1所述的检测机械零件尺寸的光机电一体化装置，其特征在于：所述的电磁线圈空气阀(6)下方设有进气管(7)、上方设有喷气口(8)。

3.根据权利要求1所述的检测机械零件尺寸的光机电一体化装置，其特征在于：所述的复合光源扫描仪(1)上设有测距扫描传感探头(9)。

4.根据权利要求1所述的检测机械零件尺寸的光机电一体化装置，其特征在于：所述的被检测产品(4)下面设有自动传输带(5)。