CN104515493B - 一种自动化径向跳动测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化径向跳动测量装置，包括：机架主体、升降机构、测量机构、装夹机构及控制器，实现了工件自动化径向跳动测量，可对工件进行装夹和测量，整个过程不需要人工干涉，配合机械手上下料，即可实现自动化生产线上进行在线检测，通过控制器控制各机构的动作并采集测量数据，能够实现智能测量；同时，本装置能够满足多种类型工件的自动化径向跳动检测要求，可以测量零件要素相对于外圆或内孔的径向跳动，适用范围广；测量过程中，测量传感器的空间位置可以由限位块和测量机构调定，能够满足不同空间位置被测工件径向跳动公差的测量要求。

Description

一种自动化径向跳动测量装置

技术领域

本发明涉及一种测量装置，具体涉及一种自动化径向跳动测量装置。

背景技术

工件的径向跳动检测是一项常规尺寸精度检测，具体是指被测回转表面在同一横剖面内实际表面上各点到基准轴线间距离的最大变动量。径向跳动是回转工件的重要精度衡量指标，如齿轮的径向跳动是影响齿轮传动精度的重要因素，汽车轮毂轮辋处的轴向跳动和径向跳动是衡量轮辋品质的重要指标。目前，制造业的发展对零件精度提出了越来越高的要求，如何高效、准确地测量径向跳动越来越受到关注。

现有的工件径向跳动的测量方法中，既有手动测量，也有自动测量。常规的手动测量中，一般先利用机构对工件进行定位、夹紧，再将千分表类的测量仪固定至测量工位，最后，将工件绕基准轴旋转，观察、读取测量仪的示数值，由此得出被测工件径向跳动公差，显然，测量效率低而且测量结果不可靠。在自动测量中，目前大都还停留在半自动化水平，全自动测量装置复杂，实现难度较大且成本较高，如实用新型专利203310388U，提出了一种轮毂跳动分拣自动检测仪在线测量轮毂的端面和径面跳动的技术方案，在测量过程中，由于要使轮毂绕其中心轴旋转，则在转动前需对轮毂完成定位、夹紧等工序，因此需要一套高性能的专用夹具，装置结构复杂而且成本很高。

可见，目前对于工件径向跳动公差的测量方法存在以下局限性：1）人工测量操作繁琐，尤其对如工件进行大批量测量时，劳动强度大，工作效率低，测量精度也难以保证。2）自动化测量普及难，现有一些适用某个或者某类零件的径向跳动自动化测量的专用机械，需要对工件完成定位、夹紧、转动等过程，同时，为保证精度测量，要配备高性能的专用夹具，无法推广到其他类型的零件上，使用范围单一。

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径向跳动测量装置，能够实现多种类型工件的径向跳动测量，快速准确且可靠性高。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种自动化径向跳动测量装置，包括：机架主体、升降机构、测量机构、装夹机构及控制器；

其中，所述机架主体包括：底板以及测量平台，所述测量平台与底板平行设置，两者通过下立柱连接；

所述升降机构包括对称分布于测量平台两端上方的一对升降组件，每个升降组件均包括：升降气缸、固定板、导柱、滑块、顶板及连接顶板和测量平台的上立柱，所述升降气缸竖直安装于底板上并且穿过测量平台，升降气缸的活塞杆穿过固定板并与滑块固定连接，所述导柱连接于顶板和固定板之间并且穿过滑块以对滑块的升降起导向作用，两个升降组件的滑块之间固定连接一与测量平台平行的连接板；

所述测量机构安装于连接板上，包括：电机、传动箱、传动轴、旋转板、导杆、传感器安装板、电动缸及测量传感器，所述电机及传动箱安装于连接板上远离测量平台的一侧，传动轴穿过连接板与旋转板连接，所述电动缸固定连接于旋转板底面并且电动缸的推杆与传感器安装板固定连接，所述导杆一端可滑动连接于旋转板上另一端固定连接于传感器安装板上以实现导向作用，所述传感器安装板竖直设置并且测量传感器安装于其下端；

所述装夹机构位于测量机构下方，包括：三爪卡盘和驱动组件，所述三爪卡盘安装于测量平台中部；

所述控制器安装于测量平台上，用于控制电机、电动缸、升降气缸的动作并采集测量传感器的测量数据。

进一步地，位于滑块下方的固定板上还设有若干个限位块。

优选地，前述限位块的高度是能够调节的。

优选地，前述连接板与滑块的连接处还设置有加强肋，所述加强肋与连接板是一体成型的。

优选地，前述三爪卡盘为回转体结构。

作为一种具体结构，前述三爪卡盘与传动轴同轴设置。

本发明的有益之处在于：本发明实现了工件自动化径向跳动测量，可对工件进行自动装夹和测量，整个过程不需要人工干涉，配合机械手上下料，即可在自动化生产线上进行在线检测，通过控制器控制各机构的动作并采集测量数据，能够实现智能测量；同时，本装置能够满足多种类型工件的自动化径向跳动检测要求，可以测量零件要素相对于外圆或内孔的径向跳动，适用范围广；测量过程中，测量传感器的空间位置可以由限位块和测量机构调定，能够满足不同空间位置被测工件径向跳动公差的测量要求。

附图说明

图1是本发明的一种自动化径向跳动测量装置的一个优选实施例的结构示意图；

图2是图1所示实施例中测量机构的结构示意图。

图中附图标记的含义：1、底板，2、下立柱，3、测量平台，4、升降气缸，5、固定板，6、限位块，7、导柱，8、滑块，9、上立柱，10、顶板，11、电机，12、传动箱，13、连接板，14、传动轴，15、导杆，16、旋转板，17、传感器安装板，18、电动缸，19、测量传感器，20、控制器，21、三爪卡盘，22、加强肋。

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，本发明的一种自动化径向跳动测量装置包括：机架主体、升降机构、测量机构、装夹机构及控制器20。其中，机架主体包括：底板1和测量平台3，两者平行设置并且通过下立柱2连接。控制器20安装于测量平台3上，用于控制升降机构、测量机构、装夹机构的动作并采集和记录测量数据。

如图1所示，升降机构包括对称分布于测量平台3两端上方的一对升降组件，两个升降组件的结构完全一样，以其中一个为例进行介绍，包括：升降气缸4、固定板5、导柱7、滑块8、顶板10及连接顶板10和测量平台3的上立柱9。升降气缸4竖直安装于底板1上并且穿过测量平台3，其活塞杆穿过固定板5并与滑块8固定连接以带动滑块8实现升降；导柱7连接于顶板10和固定板5之间并且穿过滑块8，导柱7与滑块8之间通过固定在滑块8上的直线轴承滑动副连接，从而对滑块8的升降起导向作用；两个升降组件的滑块8之间固定连接一与测量平台3平行的连接板13，当滑块8升降运动时，带动连接板13升降运动。为了提高结构的稳固性，在连接板13与滑块8的连接处还设置有加强肋22，加强肋22与连接板13是一体成型的。

作为本发明的一个改进，位于滑块8下方的固定板5上还设有若干个限位块6，本实施例中限位块6的数量为两个，并且限位块6的高度是能够调节的，升降机构的升降行程可由限位块6的高度进行调整。

如图2所示，测量机构安装于连接板13上并随着连接板13升降，包括：电机11、传动箱12、传动轴14、旋转板16、导杆15、传感器安装板17、电动缸18及测量传感器19。电机11及传动箱12安装于连接板13上远离测量平台3的一侧（即上表面），传动轴14穿过连接板13与旋转板16连接，电动缸18固定连接于旋转板16底面并且电动缸18的推杆与传感器安装板17固定连接，导杆15一端可滑动连接于旋转板16上，另一端固定连接于传感器安装板17上以对传感器安装板17的位移方向起导向作用，传感器安装板17竖直设置并且测量传感器19安装于传感器安装板17的下端。测量时，通过升降机构调整测量传感器19的竖直位置，利用电动缸18推动传感器安装板17靠近或远离电动缸18进而调整测量传感器19的径向位置，电机11则带动测量传感器19旋转以进行径向跳动测量。

装夹机构是用于夹持待测试的工件的，位于测量机构下方，具体包括：三爪卡盘21和驱动组件（图中未示出），三爪卡盘21安装于测量平台3中部，驱动组件是用于带动三爪卡盘21动作的，现有技术中经常采用，因而此处不作赘述。优选地，三爪卡盘21为回转体结构，并且三爪卡盘21与传动轴14同轴设置，从而提高测试结果的可靠性。

为了更好地理解本发明，下面对测量装置的测量过程进行简要阐述。

首先，将待测量的工件置于测量平台3上，三爪卡盘21将工件定位并夹紧，确保待测工件被测要素的基准线和三爪卡盘21的中心线重合；然后，升降气缸4动作，使得滑块8平落于限位块6上，电动缸18驱动推杆的伸出长度至预定值，此时传感器安装板17带动测量传感器19到达测量的预定工位；接着，电机11开始动作，带动传动轴14转动，测量传感器19便会绕着传动轴14的轴线做圆周运动同时采集测量信号，控制器20显示并记录被测工件的径向跳动测量值；最后，控制器20依次控制电机11、电动缸18停止动作，气缸复位，三爪卡盘21松开工件，即完成测量。

综上，本发明基于工件径向跳动测量的原理，提出了一种新颖的自动化跳动测量装置，实现了整个装置的机电一体化设计，测量过程中不需要人工干预，整个装置可配合机械手上下料，实现智能测量。测量过程中，先将工件装夹、固定，再将测量传感器19绕被测实际要素基准轴做圆周运动进行测量，解决了跳动测量过程中，被测工件难以回转或回转稳定性差、测量过程中被测工件装夹困难等问题。此外，本发明通用性强、适用范围广，测量传感器19的空间位置可以由限位块6和测量机构调定，可满足不同空间位置被测实际要素径向跳动公差的测量要求，而且本发明采用的三爪卡盘21，既可以装夹零件外圆部位，也可以装夹零件内孔部位，具有更好的通用性。

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 (6)

1.一种自动化径向跳动测量装置，其特征在于，包括：机架主体、升降机构、测量机构、装夹机构及控制器；

其中，所述机架主体包括：底板以及测量平台，所述测量平台与底板平行设置，两者通过下立柱连接；

所述升降机构包括对称分布于测量平台两端上方的一对升降组件，每个升降组件均包括：升降气缸、固定板、导柱、滑块、顶板及连接顶板和测量平台的上立柱，所述升降气缸竖直安装于底板上并且穿过测量平台，升降气缸的活塞杆穿过固定板并与滑块固定连接，所述导柱连接于顶板和固定板之间并且穿过滑块以对滑块的升降起导向作用，两个升降组件的滑块之间连接一与测量平台平行的连接板；

所述测量机构安装于连接板上，包括：电机、传动箱、传动轴、旋转板、导杆、传感器安装板、电动缸及测量传感器，所述电机及传动箱安装于连接板上远离测量平台的一侧，传动轴穿过连接板与旋转板连接，所述电动缸固定连接于旋转板底面并且电动缸的推杆与传感器安装板固定连接，所述导杆一端滑动连接于旋转板上另一端固定连接于传感器安装板上以实现导向作用，所述传感器安装板竖直设置并且测量传感器安装于其下端；

所述装夹机构位于测量机构下方，包括：三爪卡盘和驱动组件，所述三爪卡盘安装于测量平台中部；

所述控制器安装于测量平台上，用于控制电机、电动缸、升降气缸的动作并采集测量传感器的测量数据。

2.根据权利要求1所述的一种自动化径向跳动测量装置，其特征在于，位于滑块下方的固定板上还设有若干个限位块。

3.根据权利要求2所述的一种自动化径向跳动测量装置，其特征在于，所述限位块的高度是能够调节的。

4.根据权利要求1所述的一种自动化径向跳动测量装置，其特征在于，所述连接板与滑块的连接处还设置有加强肋，所述加强肋与连接板是一体成型的。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种自动化径向跳动测量装置，其特征在于，所述三爪卡盘为回转体结构。

6.根据权利要求5所述的一种自动化径向跳动测量装置，其特征在于，所述三爪卡盘与传动轴同轴设置。