CN102689171B - 一种仪表机芯间隙精密自动调节系统 - Google Patents

Abstract

一种仪表机芯间隙精密自动调节系统，包括工作台、机头模块、机座模块、拨片模块、激光位移传感器模块和控制器，机头模块包括刀头和刀头驱动机构，拨片模块包括拨片和拨片驱动机构，激光位移传感器模块包括探针、激光位移传感器和探针驱动机构，激光位移传感器的信号输出端与控制器连接，刀头驱动机构、拨片驱动机构和探针驱动机构中的驱动元件的控制端与控制器连接。本发明利用拨片、探针和激光位移传感器检测待调节电测量仪表中测量机构内的下轴承与轴尖的间隙，利用控制器根据检测信号输出调节量，利用刀头驱动下轴承产生轴向位移，从而实现下轴承与轴尖间隙的精密调节。加工周期短，成本低，效率高，提高了精度的批量一致性和稳定性。

Description

一种仪表机芯间隙精密自动调节系统

技术领域:

本发明涉及机械领域，尤其涉及电测量仪表的生产装配技术，特别是一种仪表机芯间隙精密自动调节系统。

背景技术:

现有技术中，电测量仪表中测量机构（标准机芯）中下轴承跟轴尖的间隙的调节靠工人利用螺丝刀敲击与封样比对进行，其精密程度完全依靠工人熟练程度来控制，经常导致仪表测量机构（标准机芯）的间隙精密度批量不一致，装配过程中易造成仪表呆滞卡针，返修率高、稳定性差，需要花费大量的人力物力来纠整，生产成本高，效率较低，且产品质量不稳定。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种仪表机芯间隙精密自动调节系统，所述的这种仪表机芯间隙精密自动调节系统要解决现有技术中电测量仪表内测量机构的间隙的精密调节误差大的技术问题。

本发明的这种仪表机芯间隙精密自动调节系统，包括工作台、机头模块、机座模块、拨片模块、激光位移传感器模块和控制器，其中，所述的机座模块设置在所述的工作台上，机座模块中包括有零件定位夹具，所述的机头模块包括刀头和刀头驱动机构，所述的刀头设置在所述的刀头驱动机构中，刀头驱动机构通过一个固定板与机座模块连接，所述的拨片模块包括拨片和拨片驱动机构，所述的拨片设置在所述的拨片驱动机构中，拨片驱动机构与机座模块连接，所述的激光位移传感器模块包括探针、激光位移传感器和探针驱动机构，所述的探针和所述的激光位移传感器均设置在所述的探针驱动机构中，探针驱动机构通过一个安装板与机头模块连接，激光位移传感器的信号输出端与所述的控制器连接，刀头驱动机构、拨片驱动机构和探针驱动机构中的驱动元件的控制端与控制器连接。

进一步的，所述的机座模块由转盘、法兰盘、零位传感器、零件定位夹具、定位气缸和第一步进电机构成，所述的法兰盘设置在所述的工作台上，所述的转盘、零位传感器、定位气缸和第一步进电机设置在法兰盘上，转盘的下侧面中设置有零位凹槽，所述的零位凹槽与转盘中心的距离等于零位传感器与转盘中心在水平方向上的距离，所述的零件定位夹具设置在转盘上，转盘通过联轴器与第一步进电机的输出轴连接，定位气缸的活塞杆上设置有定位销，转盘的下侧面中设置有定位孔，所述的机头模块由刀头移动气缸、线性滑轨、第二步进电机、刀头、接近传感器、激光位移传感器模块安装板和固定板构成，所述的固定板垂直设置在法兰盘上，所述的刀头移动气缸和线性滑轨设置在固定板上，所述的第二步进电机设置在线性滑轨上，第二步进电机的机身与刀头移动气缸的活塞杆连接，所述的刀头设置在第二步进电机的输出轴上，所述的激光位移传感器模块安装板设置在固定板上，所述的接近传感器设置在激光位移传感器模块安装板上，所述的拨片模块由第三气缸、第一单动气缸、拨片和第二线性滑轨构成，所述的拨片的前端呈叉形，拨片与第一单动气缸的活塞杆连接，所述的第一单动气缸的缸体与所述的第三气缸的活塞杆连接，第三气缸设置在所述的第二线性滑轨上，第二线性滑轨设置在机头模块中的固定板上，所述的激光位移传感器模块由探针、第四气缸、第二单动气缸、第四线性滑轨、第三线性滑轨、滚珠丝杆、第三步进电机和激光位移传感器构成，所述的滚珠丝杠设置在所述的第三线性滑轨上，所述的第三步进电机的输出轴通过联轴器与滚珠丝杆的丝杆连接，所述的第四线性滑轨和激光位移传感器设置在滚珠丝杆的螺母上，所述的第四气缸设置在第四线性滑轨上，所述的第二单动气缸的缸体与第四气缸的活塞杆连接，所述的探针与第二单动气缸的活塞杆连接，第三线性滑轨设置在机头模块中的激光位移传感器模块安装板上，零位传感器、接近传感器和激光位移传感器的信号输出端均与所述的控制器连接，定位气缸、刀头移动气缸、第三气缸、第一单动气缸、第四气缸、第二单动气缸、第一步进电机、第二步进电机和第三步进电机的控制端均与控制器连接。

进一步的，所述的零位传感器由另一个接近传感器构成。

进一步的，所述的机头模块外设置有罩壳，罩壳上设置有操作面板。

进一步的，所述的转盘上设有两组以上数目的夹具定位孔，两组以上数目的零件定位夹具各自通过螺栓安装在所述的夹具定位孔上。

进一步的，在激光位移传感器模块中包括有两个激光位移传感器。

本发明的工作原理是：待调节的电测量仪表中的测量机构（标准机芯）利用转盘上的零件定位夹具固定在转盘上。控制器启动后，第一步进电机带动转盘转动，设置在转盘底部的零位传感器检测到加工零位信号时反馈给控制器，控制器先定位加工零位，再控制第一步进电机带动转盘转动到第一个加工工位，然后控制激光位移传感器模块中的第三步进电机带动激光位移传感器和探针运动到对应位置，再控制定位气缸带动定位销向上运动并插入转盘下侧面中的定位孔内，完成零件的精确定位，然后控制激光位移传感器模块里的第四气缸带动探针运动到待调节的测量机构内，然后控制拨片模块中的第三气缸带动拨片运动到待调节的测量机构内并与该测量机构中的轴尖的下端相邻，并且驱动探针直到探针接触到待调节的测量机构，然后控制机头模块中的刀头移动气缸带动第二步进电机向下运动到零件定位夹具位置，然后控制拨片模块中的第一单动气缸使拨片上下移动，拨片拨动待调节测量机构内的轴尖上下移动并带动探针上下移动，利用激光位移传感器检测探针上下移动的距离并反馈给控制器，控制器计算距离后向给机头模块中的第二步进电机输出驱动信号，使第二步进电机带动刀头旋转，刀头驱动待调节测量机构内的下轴承产生轴向位移，从而调整下轴承与轴尖之间的间隙。间隙检测合格后，机头模块里的刀头移动气缸带动第二步进电机向上运动到起始位置，第一单动气缸和第二单动气缸运动使探针和拨片脱离仪表机芯测量机构，然后由第三气缸和第四气缸运动带动探针和拨片退回到起始位置，定位气缸带动定位销向下运动至起始位置，解除转盘定位，再由第一步进电机带动转盘旋转至第二个工位处，进行下一次加工。

本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明利用拨片、探针和激光位移传感器检测待调节电测量仪表中测量机构内的下轴承与轴尖的间隙，利用控制器根据检测信号输出调节量，利用刀头驱动下轴承产生轴向位移，从而实现下轴承与轴尖间隙的精密调节。误差减小到0.01毫米内，能够对单件、小批量和大批量的测量机构间隙进行调节，加工周期短，成本低，生产效率高、产品质量稳定，大大提高了仪表测量机构间隙精度的批量一致性和稳定性。

附图说明： 

   图1是本发明的一种仪表机芯间隙精密自动调节系统的整体结构示意图。

图2是本发明的一种仪表机芯间隙精密自动调节系统中的机头模块、机座模块、拨片模块与激光位移传感器模块的安装结构示意图。

图3是本发明的一种仪表机芯间隙精密自动调节系统中的机座模块的结构示意图。

图4是本发明的一种仪表机芯间隙精密自动调节系统中的机头模块的结构示意图。

图5是本发明的一种仪表机芯间隙精密自动调节系统中的拨片模块的结构示意图。

图6是本发明的一种仪表机芯间隙精密自动调节系统中的激光位移传感器模块的结构示意图。

具体实施方式：

实施例1:

如图1和图2所示，本发明的一种仪表机芯间隙精密自动调节系统，由机头模块200、机座模块300、拨片模块400、激光位移传感器模块500和控制器600构成，如图3所示，机座模块300由转盘5、法兰盘2、零位传感器3、零件定位夹具4、定位气缸6和第一步进电机1构成，法兰盘2设置在工作台100上，转盘5、零位传感器3、定位气缸6和第一步进电机1设置在法兰盘2上，转盘5的下侧面中设置有零位凹槽，零位凹槽与转盘中心的距离等于零位传感器3与转盘5中心在水平方向上的距离，零件定位夹具4设置在转盘5的上侧面中，转盘5通过联轴器与第一步进电机1的输出轴连接，定位气缸6的活塞杆上设置有定位销，转盘5下侧设置有定位孔，如图4所示，机头模块200由刀头移动气缸10、线性滑轨9、第二步进电机11、刀头7、接近传感器29、激光位移传感器模块安装板12和固定板30构成，固定板30垂直设置在法兰盘2上，刀头移动气缸10和线性滑轨9设置在固定板30上，第二步进电机11设置在线性滑轨9上，第二步进电机11的机身与刀头移动气缸10的活塞杆连接，刀头7设置在第二步进电机11的输出轴上，激光位移传感器模块安装板12设置在固定板30上，接近传感器29设置在激光位移传感器模块安装板12上，如图5所示，拨片模块400由第三气缸16、第一单动气缸14、拨片13和第二线性滑轨15构成，拨片13与第一单动气缸14的活塞杆连接，第一单动气缸14的缸体与第三气缸16的活塞杆连接，第三气缸16设置在第二线性滑轨15上，第二线性滑轨15设置在固定板30上，拨片13前端呈叉形，拨片13拨动待调节仪表机芯的轴尖上下移动，如图6所示，激光位移传感器模块500由探针17、第四气缸23、第二单动气缸18、第四线性滑轨24、第三线性滑轨22、滚珠丝杆21、第三步进电机20和激光位移传感器19构成，滚珠丝杠21设置在第三线性滑轨22上，第三步进电机20的输出轴通过联轴器与滚珠丝杆21中的丝杆连接，第四线性滑轨24和激光位移传感器19设置在滚珠丝杆21中的螺母上，第四气缸23设置在第四线性滑轨24上，第二单动气缸18的缸体与第四气缸23的活塞杆连接，探针17与第二单动气缸18的活塞杆连接，第三线性滑轨22设置在激光位移传感器模块安装板12上，零位传感器3、接近传感器29和激光位移传感器19的信号输出端与控制器600连接，定位气缸6、刀头移动气缸10、第三气缸16、第一单动气缸14、第四气缸23、第二单动气缸18、第一步进电机1、第二步进电机11和第三步进电机20的控制端与控制器600连接。

进一步的，零位传感器3由另一个接近传感器构成，接近传感器是一种开关容量控制输出的传感器。

进一步的，机头模块200外设置有不锈钢钣金大的罩壳201，罩壳201上设置有操作面板202。

进一步的，转盘5上设有复数组夹具定位孔，复数个零件定位夹具4通过螺栓安装在夹具定位孔上。

进一步的，激光位移传感器19是一种用激光测量物体高度的传感器。

Claims (5)

1.一种仪表机芯间隙精密自动调节系统，包括工作台、机头模块、机座模块、拨片模块、激光位移传感器模块和控制器，其特征在于：所述的机座模块设置在所述的工作台上，机座模块中包括有零件定位夹具，所述的机头模块包括刀头和刀头驱动机构，所述的刀头设置在所述的刀头驱动机构中，刀头驱动机构通过一个固定板与机座模块连接，所述的拨片模块包括拨片和拨片驱动机构，所述的拨片设置在所述的拨片驱动机构中，拨片驱动机构与机座模块连接，所述的激光位移传感器模块包括探针、激光位移传感器和探针驱动机构，所述的探针和所述的激光位移传感器均设置在所述的探针驱动机构中，探针驱动机构通过一个安装板与机头模块连接，激光位移传感器的信号输出端与所述的控制器连接，刀头驱动机构、拨片驱动机构和探针驱动机构中的驱动元件的控制端与控制器连接，所述的机座模块由转盘、法兰盘、零位传感器、零件定位夹具、定位气缸和第一步进电机构成，所述的法兰盘设置在所述的工作台上，所述的转盘、零位传感器、定位气缸和第一步进电机设置在法兰盘上，转盘的下侧面中设置有零位凹槽，所述的零位凹槽与转盘中心的距离等于零位传感器与转盘中心在水平方向上的距离，所述的零件定位夹具设置在转盘上，转盘通过联轴器与第一步进电机的输出轴连接，定位气缸的活塞杆上设置有定位销，转盘的下侧面中设置有定位孔，所述的机头模块由刀头移动气缸、线性滑轨、第二步进电机、刀头、接近传感器、激光位移传感器模块安装板和固定板构成，所述的固定板垂直设置在法兰盘上，所述的刀头移动气缸和线性滑轨设置在固定板上，所述的第二步进电机设置在线性滑轨上，第二步进电机的机身与刀头移动气缸的活塞杆连接，所述的刀头设置在第二步进电机的输出轴上，所述的激光位移传感器模块安装板设置在固定板上，所述的接近传感器设置在激光位移传感器模块安装板上，所述的拨片模块由第三气缸、第一单动气缸、拨片和第二线性滑轨构成，所述的拨片的前端呈叉形，拨片与第一单动气缸的活塞杆连接，所述的第一单动气缸的缸体与所述的第三气缸的活塞杆连接，第三气缸设置在所述的第二线性滑轨上，第二线性滑轨设置在机头模块中的固定板上，所述的激光位移传感器模块由探针、第四气缸、第二单动气缸、第四线性滑轨、第三线性滑轨、滚珠丝杆、第三步进电机和激光位移传感器构成，所述的滚珠丝杠设置在所述的第三线性滑轨上，所述的第三步进电机的输出轴通过联轴器与滚珠丝杆的丝杆连接，所述的第四线性滑轨和激光位移传感器设置在滚珠丝杆的螺母上，所述的第四气缸设置在第四线性滑轨上，所述的第二单动气缸的缸体与第四气缸的活塞杆连接，所述的探针与第二单动气缸的活塞杆连接，第三线性滑轨设置在机头模块中的激光位移传感器模块安装板上，零位传感器、接近传感器和激光位移传感器的信号输出端均与所述的控制器连接，定位气缸、刀头移动气缸、第三气缸、第一单动气缸、第四气缸、第二单动气缸、第一步进电机、第二步进电机和第三步进电机的控制端均与控制器连接。

2.如权利要求1所述的一种仪表机芯间隙精密自动调节系统，其特征在于：所述的零位传感器由另一个接近传感器构成。

3.如权利要求1所述的一种仪表机芯间隙精密自动调节系统，其特征在于：所述的机头模块外设置有罩壳，罩壳上设置有操作面板。

4.如权利要求1所述的一种仪表机芯间隙精密自动调节系统，其特征在于：所述的转盘上设有两组以上数目的夹具定位孔，两组以上数目的零件定位夹具各自通过螺栓安装在所述的夹具定位孔上。

5.如权利要求1所述的一种仪表机芯间隙精密自动调节系统，其特征在于：在激光位移传感器模块中包括有两个激光位移传感器。