CN104515490A - 一种翻转式在线外径自动测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种翻转式在线外径自动测量装置，包括相邻设置的翻转式装夹机构和升降式测量机构。能实现零件的自动送料、夹紧和在线自动检测，测量方便高效，有效地减少了工人的数量，解决了企业招工和管理的难题；而且通用性强，灵活性高，利用接触式测量能够直接地得到零件的尺寸信息，测量结果准确，检测精度高、工作稳定可靠；装置设计及制造成本较低，可以满足国内中小企业的需求，也不需要高额的维护费用，可为中小企业大大降低成本。

Description

一种翻转式在线外径自动测量装置

技术领域

本发明涉及一种外径自动测量装置，具体涉及一种翻转式在线外径自动测量装置；属于检测设备技术领域。

背景技术

外径检测是指利用实物量具、极限量规、显示测量仪等对轴类、圆环类、套筒类和盘柱类零件的外径进行检测，广泛应用于机械行业，按测量原理可分为接触式测量、非接触式测量和组合测量。

现有的外径检测通常为手动检测，检测装置一般有游标式测量仪、微动螺旋副式测量仪、机械式测量仪、气动测量仪和电学测量仪等。在手动检测过程中，操作人员通常将检测工具的量爪、测杆或测砧放在待测工件的直径两侧，然后微动调整量具，读取零件的外径数据。在对大批量零件外径进行检测时，该方法的劳动强度大、工作效率低。为了解决这一问题，现有技术中也开发了一些自动化的检测设备，如专利CN202862211U中就提出了一种圆轴外径检测机械手和圆轴外径检测机配合使用的外径自动检测装置，虽然该装置工作效率较高，但是圆轴外径检测机械手结构比较复杂，对横向滑轨和纵向滑轨的精度要求很高，并且圆轴外径检测机采用的是光学非接触式检测，对工作环境要求较高且检测精度低，整个装置的柔性化程度不高，很难完成多种规格的工件的检测，设备的通用性不强。

综上，目前现有技术中针对轴类、套筒类、圆环类和盘柱类等零件外径的检测存在以下局限性：

1）、自动化程度低：目前市场上的外径检测工具虽然种类繁多，但大都为手动检测工具，如游标式测量仪、微动螺旋副式测量仪等，检测过程中需要人工操作，生产模式仍为劳动密集型；

2）、检测精度低：手动检测中人为因素的影响，包括检测工人的技术熟练程度、检测方式的选择等会使得对于相同零件的检测结果因人而异，从而导致对制造过程的反馈信息不准确，而现有自动检测装置的装夹方式或检测方式的选择不佳也会导致检测精度降低；

3）、采用国外的全自动在线检测系统资金投入大，不适合在国内的中小企业中推广应用。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自动化程度高、测量结果准确可靠的翻转式在线外径自动检测装置。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种翻转式在线外径自动测量装置，其特征在于，包括相邻设置的翻转式装夹机构和升降式测量机构；其中，所述翻转式装夹机构包括：翻转气缸、一对侧板、翻盖及抓取组件，所述翻转气缸通过气缸转轴转动连接于侧板之间，所述翻盖的一端通过翻盖转轴转动连接于侧板顶部，翻转气缸的推杆带动翻盖相对于侧板实现翻转，所述抓取组件设置于翻盖内并且位于远离翻盖转轴的另一端，抓取组件包括：与翻盖固定连接的固定块、连接于固定块上的两个气动滑块以及固定于气动滑块上的一对抓手；所述升降式测量机构包括：上下平行设置的底板和测量平台，所述底板上连接一对升降气缸和一个测量组件，所述升降气缸的气缸轴端部与测量平台的底部固定连接，所述测量组件包括：一传感器、两个测杆、设置于测杆顶部的测量探头以及驱动两个测杆运动的一对测量气缸，所述测量平台上形成有供测量探头穿过以与待测零件接触的通槽结构，所述测量平台上还设有用于将待测零件夹紧的夹紧组件。

优选地，前述翻转气缸的推杆端部安装一接头，所述接头与翻盖铰接。

进一步地，前述翻转式装夹机构还包括：用于驱动两个气缸滑块动作的外部气缸。

具体地，前述抓手与气动滑块通过螺栓固定连接。

作为一种具体结构，前述夹紧组件包括：设置于测量平台上的固定V型块、一对导向块以及与导向块滑动连接的活动V型块，所述固定V型块与活动V型块的V型面相对设置。

进一步地去，前述固定V型块与活动V型块之间的测量平台上还固定有四个定位钉。

前述夹紧组件还包括：用于驱动活动V型块滑动的顶紧气缸。

作为本发明的进一步的改进，前述底板和测量平台之间还设有若干定位组件，所述定位组件包括：与底板固定连接的定位套筒以及与测量平台固定连接的定位杆，所述定位杆在定位套筒内滑动。

优选地，前述定位组件为4个，设置于测量平台的边角处。

进一步优选地，前述定位套筒的内壁顶部为锥形孔，所述定位杆上部设有与锥形孔配合的锥台。

本发明的有益之处在于：

（1）、自动化程度高：本发明能实现零件的自动送料、夹紧和在线自动检测，测量方便高效，有效地减少了工人的数量，解决了企业招工和管理的难题；

（2）、通用性强，灵活性高：通过对抓手进行更换即可实现对多种规格零件（如轴类零件、套筒类零件、圆环类零件和盘柱类零件等）外径进行检测，提高了整套装置的通用性；

（3）、检测精度高：利用接触式测量能够直接地得到零件的尺寸信息，测量结果准确，检测精度高、工作稳定可靠；

（4）、装置设计及制造成本较低，可以满足国内中小企业的需求，也不需要高额的维护费用，可为中小企业大大降低成本。

附图说明

图1是本发明的一种翻转式在线外径检测装置的一个优选实施例的立体结构示意图；

图2是图1所示实施例中翻转式装夹机构的立体结构示意图；

图3是图1所示实施例中升降式测量机构的立体结构示意图；

图4是图1所示实施例中定位组件的立体结构示意图；

图5是图1所示实施例中测量组件的立体结构示意图。

图中附图标记的含义：1、翻转气缸，2、侧板，3、翻盖，4、气缸转轴，5、翻盖转轴，6、接头，7、固定块，8、气动滑块，9、抓手，10、底板，11、测量平台，12、升降气缸，13、测量组件，131、传感器，132、测杆，133、测量探头，134、测量气缸，14、固定V型块，15、导向块，16、活动V型块，17、顶紧气缸，18、定位钉，19、定位组件，191、定位套筒，1911、锥形孔，192、定位杆，1921、锥台。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

参见图1，本发明的一种翻转式在线外径自动测量装置，包括相邻设置的翻转式装夹机构和升降式测量机构，翻转式装夹机构用于搬运待测零件和已测零件，而升降式测量机构则是实现外径自动测量的核心。

其中，如图2所示，翻转式装夹机构包括：翻转气缸1、一对侧板2、翻盖3及抓取组件，两个侧板2平行放置，翻转气缸1通过气缸转轴4转动连接于侧板2之间，而翻盖3的一端通过翻盖转轴5转动连接于侧板2顶部，这样一来，通过翻转气缸1的推杆运动从而带动翻盖3相对于侧板2实现翻转，为了使得翻转更加可靠容易实现，在翻转气缸1的推杆端部安装一接头6，接头6与翻盖3铰接。

抓取组件设置于翻盖3内并且位于远离翻盖转轴5的另一端，具体包括：与翻盖3固定连接的固定块7、连接于固定块7上的两个气动滑块8以及固定于气动滑块8上的一对抓手9。抓手9与气动滑块8优选通过螺栓固定连接，实际检测过程中，可根据待测零件的规格尺寸更换抓手9，提高了装置的通用性。气动滑块8能够带动抓手9运动从而将待测零件夹紧，因此，本装置最好再配置一外部气缸，用于驱动两个气动滑块8自动运动。

如图3所示，升降式测量机构包括：上下平行设置的底板10和测量平台11，在底板10上连接一对升降气缸12和一个测量组件13。其中，升降气缸12的气缸轴端部与测量平台11的底部固定连接从而调节测量平台11的高度。如图5所示，测量组件13具体包括：一传感器131、两个测杆132、设置于测杆132顶部的测量探头133以及驱动两个测杆132运动的一对测量气缸134，在测量平台11上形成有供测量探头133穿过以与待测零件接触的通槽结构。

为了将待测零件固定于测量平台11上，从而确保检测结果的可靠性，在测量平台11上还设有用于将待测零件夹紧的夹紧组件。作为一种具体结构，夹紧组件包括：设置于测量平台11上的固定V型块14、一对导向块15以及与导向块15滑动连接的活动V型块16，固定V型块14与活动V型块16的V型面相对设置，通过V型面将待测零件可靠地夹紧并且确保待测零件不会倾斜，以保证测量数据的准确性。进一步地，夹紧组件还包括用于驱动活动V型块16滑动的顶紧气缸17。

此外，参见图3，固定V型块14与活动V型块16之间的测量平台11上还固定有四个定位钉18，用于对待测零件进行限位，保证待测零件的水平度，从而进一步提高测量数据的准确性。

作为本发明的进一步的改进，底板10和测量平台11之间还设有若干如图4所示的定位组件19，包括：与底板10固定连接的定位套筒191以及与测量平台11固定连接的定位杆192，测量平台11升降的过程中，定位杆192在定位套筒191内滑动。本发明中，定位组件19为4个，设置于测量平台11的边角处，如图1所示。进一步地，定位套筒191的内壁顶部为锥形孔1911，定位杆192上部设有与锥形孔1911配合的锥台1921，当升降气缸12降至如图3所示的最低位置时，锥形孔1911与锥台1921刚好相互配合。

为了更好地理解本发明，下面对本发明的自动测量装置的工作过程进行简要说明：首先，待测零件由机械手臂送至抓手9，外部气缸带动气动滑块8使抓手9抓紧待测零件，同时，升降气缸12将测量平台11升至最高位置，如图1所示，然后，翻转气缸1带动翻盖3转动至水平位置，此时抓手9松开将待测零件放置于测量平台11上的测量位置。完成自动送料后，顶紧气缸17推动活动V型块16沿导向块15滑动，与固定V型块14配合从而将待测零件夹紧，同时两个升降气缸12带动测量平台11下降至最低位置，如图3所示的状态，此时，测量探头133伸出通槽结构，然后，两个测量气缸134推动测杆132彼此靠近，使测量探头133与待测零件接触，传感器131获得测量数据，完成测量后，两个测量气缸134驱动测量探头133远离零件。最后，升降气缸12带动测量平台11回位至图1所示的最高位置，顶紧气缸17带动活动V型块16远离零件，抓手9抓取已测零件，翻转气缸1带动翻盖3回到如图1所示的初始位置，等待机械手取走已测零件并更换新的待测零件。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种翻转式在线外径自动测量装置，其特征在于，包括相邻设置的翻转式装夹机构和升降式测量机构；

其中，所述翻转式装夹机构包括：翻转气缸、一对侧板、翻盖及抓取组件，所述翻转气缸通过气缸转轴转动连接于侧板之间，所述翻盖的一端通过翻盖转轴转动连接于侧板顶部，翻转气缸的推杆带动翻盖相对于侧板实现翻转，所述抓取组件设置于翻盖内并且位于远离翻盖转轴的另一端，抓取组件包括：与翻盖固定连接的固定块、设于固定块上的两个气动滑块以及固定于气动滑块上的一对抓手；

所述升降式测量机构包括：上下平行设置的底板和测量平台，所述底板上连接一对升降气缸和一个测量组件，所述升降气缸的气缸轴端部与测量平台的底部固定连接，所述测量组件包括：一传感器、两个测杆、设置于测杆顶部的测量探头以及驱动两个测杆运动的一对测量气缸，所述测量平台上形成有供测量探头穿过以与待测零件接触的通槽结构，所述测量平台上还设有用于将待测零件夹紧的夹紧组件。

2.根据权利要求1所述的一种翻转式在线外径自动测量装置，其特征在于，所述翻转气缸的推杆端部安装一接头，所述接头与翻盖铰接。

3.根据权利要求1所述的一种翻转式在线外径自动测量装置，其特征在于，所述翻转式装夹机构还包括：用于驱动两个气缸滑块动作的外部气缸。

4.根据权利要求1所述的一种翻转式在线外径自动测量装置，其特征在于，所述抓手与气动滑块通过螺栓固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种翻转式在线外径自动测量装置，其特征在于，所述夹紧组件包括：设置于测量平台上的固定V型块、一对导向块以及与导向块滑动连接的活动V型块，所述固定V型块与活动V型块的V型面相对设置。

6.根据权利要求5所述的一种翻转式在线外径自动测量装置，其特征在于，所述固定V型块与活动V型块之间的测量平台上还固定有四个定位钉。

7.根据权利要求5所述的一种翻转式在线外径自动测量装置，其特征在于，所述夹紧组件还包括：用于驱动活动V型块滑动的顶紧气缸。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种翻转式在线外径自动测量装置，其特征在于，所述底板和测量平台之间还设有若干定位组件，所述定位组件包括：与底板固定连接的定位套筒以及与测量平台固定连接的定位杆，所述定位杆在定位套筒内滑动。

9.根据权利要求8所述的一种翻转式在线外径自动测量装置，其特征在于，所述定位组件为4个，设置于测量平台的边角处。

10.根据权利要求8所述的一种翻转式在线外径自动测量装置，其特征在于，所述定位套筒的内壁顶部为锥形孔，所述定位杆上部设有与锥形孔配合的锥台。