CN103234426A - 通孔直径的自动检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种通孔直径的自动检测装置，可以用于检测发动机活塞销的销孔直径。该自动检测装置主要包括控制器、旋转组件、定位组件、以及检测组件。旋转组件和定位组件共同完成待检测工件的定位，检测组件用于检测孔径，而控制器控制执行部件的顺序工作。本发明还公开了一种与自动检测装置相对应的自动检测方法。本发明将检测合格与不合格产品自动分离。解放了劳动力，提高了检测效率，使得检测数据更客观，质量更稳定。

Description

通孔直径的自动检测装置和方法

技术领域

本发明涉及一种孔径的检测设备，尤其涉及通孔直径的自动检测装置，该通孔特别是活塞销的销孔。

背景技术

孔轴配合是一种常见的定位或连接结构，例如销钉和销孔。为了保证这种定位和连接的准确性，应当严格控制孔轴的公差带和配合关系。相对于轴径，孔径的检测工艺复杂得多，这也是通常选择基孔制的原因。现有技术提出了一些孔径检测设备，以解决孔径检测的不便，如CN201210128210.X所示的那种检测设备。该检测设备包括一顶针，将工件固定在检测设备上，工件上的待检测的销孔对应于顶针布置。使用时，顶针在弹簧的作用下冲向销孔，如果销孔被推动，判定销孔的孔径不合格，如果销孔未移动，判定销孔孔径正常。显然的，这种顶针只能适用于孔径偏小的情形，只要孔径大于顶针，销孔不可能被推动。另外，如何定位工件，以保证销孔与顶针准确同轴，也是该案未能解决的技术问题。鉴于此，现有技术有进一步改进的必要。

发明内容

本发明提出一种通孔直径的自动检测装置，解决了现有技术无法自动化地准确检测孔径的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明构造了以下技术方案：一种通孔直径的检测方法，用于检测工件侧面上的通孔直径，其特征在于包括以下步骤，

定位：将工件放置在工作台上，用定位杆顶住工件侧面，旋转工件直至定位杆从通孔的一侧插入，

检测：将止通规从该通孔的另一侧伸入，该止通规由直径小于等于通孔孔径的通段和直径大于通孔孔径的止段组成，

取料：如果止段通过该通孔或者通段不能通过通孔，将工件视为次品取出，如果通段通过该通孔并且止段不能通过该通孔，将工件视为合格品取出。

本发明还构造了与所述方法对应的装置，一种通孔直径的自动检测装置，其特征在于包括：

一控制器；

用于放置待检测工件的工作台；

进料组件，所述进料组件包括进料通道、第一直线驱动器、以及将所述工件从所述进料通道推至所述工作台的推杆，所述推杆固定在所述第一直线驱动器的输出端上，所述第一直线驱动器的信号输入端连接至所述控制器；

旋转组件，所述旋转组件包括旋转驱动器、旋转轴，所述旋转驱动器的信号输入端连接至所述控制器，所述旋转驱动器的输出端连接至所述旋转轴，所述旋转轴与所述推杆分别位于所述工作台的两侧；

定位组件，所述定位组件包括第二直线驱动器、定位杆、弹性件、以及行程开关，所述第二直线驱动器的信号输入端连接至所述控制器，所述第二直线驱动器的输出端连接至所述定位杆，所述定位杆可滑动地设置在所述工作台上，所述定位杆的直径小于等于所述通孔直径，所述弹性件的一端抵靠在所述工作台上，另一端抵靠在所述定位杆上，所述行程开关限定所述定位杆远离所述工作台的最大行程；

检测组件，所述检测组件包括第三直线驱动器、止通规、以及过载检测单元，所述止通规由止段和通段组成，所述止段的直径大于所述通孔直径，所述通段的直径小于等于所述通孔直径，所述止段连接至所述第三直线驱动器的输出端，所述第三直线驱动器的信号输入端连接至所述控制器，所述过载检测单元的输入端连接至所述第三直线驱动器，所述过载检测单元的输出端连接至所述控制器；以及

将所述工件取出的出料组件，所述出料组件至少由合格品驱动器和次品驱动器组成，所述合格品驱动器和次品驱动器均连接至所述控制器。

在本发明的这种通孔直径的自动检测装置中，控制器实现第一直线驱动器、旋转驱动器、第二直线驱动器、以及第三直线驱动器的顺序工作。具体的，工件从所述进料通道进入，推杆作用在工件的一端，将工件推至工作台，直至顶住旋转轴；定位杆在弹性件的作用下顶在工件的侧面上，旋转驱动器控制旋转轴转动，旋转轴带动工件转动，直至定位杆伸入通孔中；第三直线驱动器驱动止通规插入所述销孔，若第三直线驱动器发生过载，过载检测单元将过载信号反馈至控制器，控制器驱动次品驱动器工作，如果定位杆在止通规的推动下触发行程开关，行程开关将信号反馈至控制器，控制器驱动次品驱动器工作，否则，控制器控制合格品驱动器工作。

进一步的，所述控制器具有一PLC单元。

进一步的，所述进料组件还包括一振动盘，所述振动盘的出口连接至所述进料通道。

进一步的，所述旋转轴的靠近所述工作台的一侧设有摩擦垫。

进一步的，所述旋转组件还包括至少一个的拉力弹簧、缆绳，所述拉力弹簧的一端固定在所述旋转驱动器上，另一端连接至所述缆绳，所述缆绳的端部缠绕在所述旋转轴上。

进一步的，所述弹性件为一推力弹簧，该推力弹簧推动所述定位杆朝向所述工作台的方向运动。

进一步的，所述工作台由上活动部分和下固定部分组成，所述合格品驱动器和次品驱动器沿相反的方向推动所述上活动部分。

实施本发明的这种通孔直径的自动检测装置中，具有以下有益效果：当孔径小于通段直径或者直径大于止段直径时均能被检测出，相对于现有技术，可以准确检测出通孔直径是否符合要求。旋转轴带动工件旋转，定位杆通过逐一寻找的方式定位工件，实现了自动化地固定工件。控制器控制多个组件顺序工作，可以完成孔径的全自动检测，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的所述通孔直径的自动检测方法的流程图；

图2为本发明的通孔直径的自动检测装置的优选实施方式下的示意图，图中为了更为清楚地显示主要构件，对部分结构做了省略；

图3为图2的另一方向的示意图；

图4为图3的另一状态下的示意图；

图5为本发明的待检测工件与止通规的优选示意图；

图6为发明的通孔直径的自动检测装置的框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现以活塞销8的销孔81作为工件的待检测通孔，简述本发明的检测方法和检测设备的优先实施例。本发明利用PLC实现可编程控制，将检测合格与不合格产品自动分离。解放了劳动力，提高了检测效率，使得检测数据更客观，质量更稳定。

如图1所示的销孔直径的检测方法，用于检测截面圆形的活塞销的侧面上的销孔直径，其包括以下步骤：

S01：将活塞销放置在工作台上；

S02：用定位杆顶住活塞销侧面；

S03：旋转活塞销直至定位杆从销孔的一侧插入；

S04：将止通规从该销孔的另一侧伸入通孔；

S05：如果止段通过该通孔或者通段不能通过通孔，进入S07；如果通段通过该通孔并且止段不能通过该通孔，进入S06；

S06：将活塞销视为合格品取出，返回至S01；

S07：将活塞销视为次品取出，返回至S01。

如图2至6所示的本发明的这种销孔直径的自动检测装置，其包括：控制器1、工作台2、进料组件3、旋转组件4、定位组件5、检测组件6、出料组件7，以下分述之。

控制器1用于控制整个装置的顺序工作，输入端连接至行程开关54、过载检测单元63，其输出端连接至第一直线驱动器33、旋转驱动器41、第二直线驱动器51、以及第三直线驱动器61。在控制器中，时序逻辑控制可以由PLC单元11实现。PLC单元11包括处理器、电源、时钟以及其他必要的组分，在此不作赘述。

工作台2用于放置待检测活塞销8，其与本发明的驱动器的机架固定连接在一起。工作台2可以是一四周包络的筒状结构，允许活塞销8轴向移动。工作台2由上活动部分21和下固定部分22组成，上活动部分21限定活塞销三个侧面，下固定部分22限定活塞销的一个侧面。合格品驱动器71和次品驱动器72沿两个不同的方向推动所述上活动部分21。当活塞销8偏离下固定部分22后，沿着图4箭头的方向坠落，最终区分合格品和次品。

所述进料组件3主要由振动盘31、进料通道32、第一直线驱动器33、以及推杆34组成。振动盘31包括盘状体311和电磁振动器312，盘状体311连接至进料通道32。在电磁振动器312的驱动下，盘状体311上下震动，进而将活塞销8抖入进料通道32。进料通道32的截面形状可与活塞销8相同，其输出口位于推杆34的上方。推杆34将所述活塞销8从进料通道32推至所述工作台2，推杆34固定在第一直线驱动器33的输出端上。第一直线驱动器33可以是气缸，该气缸的信号输入端连接至所述控制器1。

所述旋转组件4包括旋转驱动器41、旋转轴42。所述旋转驱动器41可以是步进电机或者交流伺服电机。旋转驱动器41的信号输入端连接至所述控制器1，所述旋转驱动器41的输出端连接至所述旋转轴42。所述旋转轴42与所述推杆34分别位于所述工作台2的两侧，所述旋转轴42的靠近所述工作台2的一侧设有摩擦垫43。推杆34推动活塞销8进入工作台2，旋转轴42从活塞销8的另一端顶住活塞销8。旋转驱动器带动活塞销8旋转，摩擦垫43可以提高摩擦力，以保证活塞销8同步转动。如图2所示，所述旋转组件4还包括至少一个的拉力弹簧44、缆绳45，所述拉力弹簧44的一端固定在所述旋转驱动器41的机架，另一端连接至所述缆绳45，所述缆绳45的端部缠绕在所述旋转轴42上。这种拉力弹簧44提供的拉力可以使得摩擦垫43紧紧地顶在活塞销8的端面。

所述定位组件5包括第二直线驱动器51、定位杆52、弹性件53、以及行程开关54。类似于第一直线驱动器33，所述第二直线驱动器51也可以是气缸，第二直线驱动器51的信号输入端连接至所述控制器1，所述第二直线驱动器51的输出端连接至所述定位杆52。所述定位杆52可滑动地设置在所述工作台2上，所述定位杆52的直径小于等于所述销孔81直径。所述弹性件53为一推力弹簧，该推力弹簧推动所述定位杆52朝向所述工作台2的方向运动，该弹性件53的一端抵靠在所述工作台2上，另一端抵靠在所述定位杆52上。在定位组件5中，定位杆52顶在在活塞销8的侧面，当销孔81旋转至定位杆52所在的位置时，定位杆52在推力弹簧的推动下插入销孔81。当定位杆52向着远离工作台2的方向运动到一定的距离时，会触碰行程开关54，即，所述行程开关54限定所述定位杆52远离所述工作台2的最大行程。

所述检测组件6包括第三直线驱动器61、止通规62、以及过载检测单元63。所述止通规62由止段621和通段622组成，类似于阶梯轴，所述止段621的直径大于所述销孔81直径，所述通段622的直径小于等于所述销孔81的直径。如果要求更为精确地测定销孔81直径，应当考虑到公差带的影响，所述止段621的直径大于所述销孔81的最大直径，通段622的直径小于等于所述销孔81的最小直径。所述止段621连接至所述第三直线驱动器61的输出端，通段622更为靠近活塞销8。所述第三直线驱动器61的信号输入端连接至所述控制器1，所述过载检测单元63的输入端连接至所述第三直线驱动器61，输出端连接至所述控制器1。

所述出料组件7至少由合格品驱动器71和次品驱动器72组成，合格品驱动器71和次品驱动器72均为气缸，这两个驱动器的输出端均连接至上活动部分21，但是驱动的方向不同。

使用时，活塞销8从振动盘经由进料通道32滑入滑槽（未示出），推杆作用在活塞销8的一端，将活塞销8推至工作台2，直至顶住旋转轴42。定位杆52在弹性件53的作用下顶在活塞销8的侧面上，旋转驱动器41控制旋转轴42转动，直至定位杆52伸入销孔81中。第三直线驱动器61驱动止通规62插入所述销孔81，若第三直线驱动器61发生过载，过载检测单元63将过载信号反馈至控制器1，控制器1驱动次品驱动器72工作，如果定位杆52在止通规62的推动下触发行程开关54，行程开关54将信号反馈至控制器1，控制器1驱动次品驱动器72工作。否则，控制器1控制合格品驱动器71工作。显然，现有技术问题得以解决。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种通孔直径的检测方法，用于检测工件侧面上的通孔直径，其特征在于包括以下步骤，

定位：将工件放置在工作台上，用定位杆顶住工件侧面，旋转工件直至定位杆从通孔的一侧插入，

检测：将止通规从该通孔的另一侧伸入，该止通规由直径小于等于通孔孔径的通段和直径大于通孔孔径的止段组成，

取料：如果止段通过该通孔或者通段不能通过通孔，将工件视为次品取出，如果通段通过该通孔并且止段不能通过该通孔，将工件视为合格品取出。

2.一种通孔直径的自动检测装置，其特征在于包括：

一控制器；

用于放置待检测工件的工作台；

进料组件，所述进料组件包括进料通道、第一直线驱动器、以及将所述工件从所述进料通道推至所述工作台的推杆，所述推杆固定在所述第一直线驱动器的输出端上，所述第一直线驱动器的信号输入端连接至所述控制器；

旋转组件，所述旋转组件包括旋转驱动器、旋转轴，所述旋转驱动器的信号输入端连接至所述控制器，所述旋转驱动器的输出端连接至所述旋转轴，所述旋转轴与所述推杆分别位于所述工作台的两侧；

定位组件，所述定位组件包括第二直线驱动器、定位杆、弹性件、以及行程开关，所述第二直线驱动器的信号输入端连接至所述控制器，所述第二直线驱动器的输出端连接至所述定位杆，所述定位杆可滑动地设置在所述工作台上，所述定位杆的直径小于等于所述通孔直径，所述弹性件的一端抵靠在所述工作台上，另一端抵靠在所述定位杆上，所述行程开关限定所述定位杆远离所述工作台的最大行程；

检测组件，所述检测组件包括第三直线驱动器、止通规、以及过载检测单元，所述止通规由止段和通段组成，所述止段的直径大于所述通孔直径，所述通段的直径小于等于所述通孔直径，所述止段连接至所述第三直线驱动器的输出端，所述第三直线驱动器的信号输入端连接至所述控制器，所述过载检测单元的输入端连接至所述第三直线驱动器，所述过载检测单元的输出端连接至所述控制器；以及

将所述工件取出的出料组件，所述出料组件至少由合格品驱动器和次品驱动器组成，所述合格品驱动器和次品驱动器均连接至所述控制器。

3.根据权利要求2所述的自动检测装置，其特征在于，所述控制器具有一PLC单元。

4.根据权利要求2所述的自动检测装置，其特征在于，所述进料组件还包括一振动盘，所述振动盘的出口连接至所述进料通道。

5.根据权利要求2所述的自动检测装置，其特征在于，所述旋转轴的靠近所述工作台的一侧设有摩擦垫。

6.根据权利要求2至5任意一项所述的自动检测装置，其特征在于，所述旋转组件还包括至少一个的拉力弹簧和缆绳，所述拉力弹簧的一端固定在所述旋转驱动器上，另一端连接至所述缆绳，所述缆绳的端部缠绕在所述旋转轴上。

7.根据权利要求2至5任意一项所述的自动检测装置，其特征在于，所述弹性件为一推力弹簧，该推力弹簧推动所述定位杆朝向所述工作台的方向运动。

8.根据权利要求2至5任意一项所述的自动检测装置，其特征在于，所述工作台由上活动部分和下固定部分组成，所述合格品驱动器和次品驱动器沿相反的方向推动所述上活动部分。

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