CN105136078B - 一种位置检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检测装置，属于质量检测设备领域，具体涉及一种位置检测装置。包括：金属传感器，探测杆，还包括：精度转换单元，设置于所述金属传感器与探测杆之间，该精度转换单元位于所述金属传感器轴向上的部位设置有转换单元凸起，所述探测杆上设置有与所述转换单元凸起相配合的探测杆凸起，并且当所述探测杆垂直往复运动时，所述转换单元凸起能够在探测杆凸起的驱动下带动精度转换单元在水平方向上往复运动。该装置检测精度高，检测精度可调节，并且设备成本低，应用范围更广。

Description

一种位置检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测装置，属于质量检测设备领域，具体涉及一种位置检测装置。

背景技术

对于车灯行业，很多与车身定位相关的零部件如定位点、定位螺栓或其它关与工艺相关的关键装配零件，在装配过程或装配完成后，都需要进行有效的Poka-Yoke或自动检出管控，以保证其在客户端可靠的质量表现。

然而对于工艺控制而言，检出稳定性和设备/机构成本是必须同时考虑的两个因素。稳定性很差的系统对于大批量生产而言比100％失效的机构更让人担心，而100％稳定但需要高额投资的系统势必会因为阻碍公司正常盈利而得不到很好的推广。因此，开发出经济而稳定的检测系统是一线工程师们非常向往的研究方向。

现有技术中的位置检测装置主要包括光纤对射式高度检测装置和金属传感器高度检测装置两种。

光纤对射式高度检测装置如图1所示。其主要结构为探测杆1和光纤传感器组件2。在探测杆1上对应的合适位置，沿对应截面圆的径向开一定直径的贯穿圆孔，圆孔直径取决于待探测部件的允许高度公差。理论上而言，该机构的探测识别度其中δ0为传感器检测偏差。在主动或被动受力前，组件探测杆非通孔部分阻断光纤传感器对射的光线传播，此时探测回路处于断开状态；主动或被动受力后，组件探测杆底部直接和待测部件接触，沿图1所示双箭头虚线方向移动，当通孔刚好能允许足够的对射光线透过时，传感器探测回路接通，部件存在被探测到。此时电信号从无到有产生上升沿；若因为部件安装高度不对，探测杆会被沿虚线箭头方向推动到更远的位置，而使对射的光线再次被阻断，部件检测失败。由于探测杆外形为方柱形，其主体固定在方形的导槽中上下移动，为了保证运行通畅同时受限于方形导槽和探测杆的加工、配合精度，探测过程中探测杆会存在沿运动方向各侧的晃动。这将导致A的影响因素变多，有其中δ1为采用光纤对射机构直接检测时方形探测杆和方形导槽配合晃动导致的电信号上升沿、下降沿延时引起的识别度变差。另外，在探测精度要求较高时，就必须开到很小，此时受制于检测原理，光纤传感器发射端和接收端因为对射光线本身的衍射效应将使δ0波动更大，检测结果更不可靠，误判概率急剧上升，生产检测稳定性大大降低。

金属传感器高度检测装置如图2所示。其主要结构为探测杆1、金属传感器3和金属薄片4。在主动或被动受力前，组件探测杆不移动，金属薄片未能进入图2所示金属传感器的振荡回路感应区(图中虚线纵向直线箭头示意)，传感器探测回路处于断开状态；在主动或被动受力后，组件探测杆移动，当金属薄片能进入图2所示金属传感器的振荡回路感应区(图中虚线弯曲箭头示意)时，传感器探测回路接通，部件存在被探测到。此时电信号从无到有产生上升沿；若因为部件安装高度不对，探测杆会被沿虚线箭头方向推动到更远的位置，而使对金属薄片移出金属传感器的振荡回路感应区，此时电信号会产生一个下降沿。同光纤对射式传感器探测单元类似，上升沿和下降沿的存在会导致传感器的识别度变差而达不到设计的检测精度或使检测变得不稳定。

另外，对于金属传感器而言，其最稳定的使用方式是使整个被感应端面沿着图示金属传感器的轴线方向(图2所示虚线横向直线箭头方向)移动，此时传感器感应金属的有效面积才是最大的。按照图2所示的机构，金属薄片沿金属传感器轴线方向与金属传感器端面的距离固定，金属薄片运动方向在传感器的径向方向。运动过程中金属薄片进入金属传感器的振荡回路感应区的有效面积很小S2《S1(如图3所示)，其中，S1为传感器端面面积，S2为金属薄片沿传感器轴线方向的投影面积，S3为传感器基座端面，探测过程的稳定性很差。如此一来，这种机构在检出率和可靠性上并不比传统的光纤对射式传感器高度探测单元更好。

相比较而言，市场上有比上述两种组合检测单元精度更高、检测更可靠的位移传感器。然而，就成本而言，其远比上述两类检测单元要昂贵。一般简化版的位移传感器市场售价都在上述组合传感器检测单元价格的8～10倍以上。如此高昂的成本，严重阻碍了其在批量生产中的使用。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的检测精度较低，并且检测设备价格昂贵的技术问题，提供了一种位置检测装置。该装置检测精度高，检测精度可调节，并且设备成本低，应用范围更广。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种位置检测装置，包括：金属传感器，探测杆，还包括：

精度转换单元，设置于所述金属传感器与探测杆之间，该精度转换单元位于所述金属传感器轴向上的部位设置有转换单元凸起，所述探测杆上设置有与所述转换单元凸起相配合的探测杆凸起，并且当所述探测杆垂直往复运动时，所述转换单元凸起能够在探测杆凸起的驱动下带动精度转换单元在水平方向上往复运动。

优化的，上述的一种位置检测装置，所述金属传感器的两端分别设置有导轨，所述导轨上套有一端与精度转换单元相连接的精度转换单元弹簧。

优化的，上述的一种位置检测装置，所述金属传感器固定于一个位置纵向可调节的调整支架上。

优化的，上述的一种位置检测装置，所述调整支架的两端通过位置调整螺丝固定于外壳上。

优化的，上述的一种位置检测装置，所述探测杆的一端通过探测杆回复弹簧固定于外壳一侧的内壁上，其另一端穿出该外壳。

优化的，上述的一种位置检测装置，所述探测杆穿出所述外壳的一端设置有一限位机构。

优化的，上述的一种位置检测装置，还包括一个设置有安装孔的外壳。

因此，本发明具有如下优点：1.检测精度高，避免了传统金属传感器高度探测单元所存在的电信号上升沿、下降沿带来的检测结果波动；2.检测精度可调节，可以通过改变精度转换单元的凸台平面的长度而改变检测精度；3.设备成本低，该机构只是对传统的金属传感器和加工件进行不一样的组合，成本并不比传统的金属传感器高度探测单元高；4.应用范围更广，该机构可以但不局限于高度方面的探测，还可依据需求，运用到其它与位置变化相关的探测。

附图说明

附图1是传统光纤对射式高度探测装置原理图；

附图2是传统金属传感器高度探测单元侧视图；

附图3是传统金属传感器高度探测单元正视图；

附图4是本发明的位置检测装置结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

图中，金属传感器1、探测杆2、精度转换单元3、转换单元凸起4、探测杆凸起5、导轨6、精度转换单元弹簧7、调整支架8、位置调整螺丝9、外壳10、探测杆回复弹簧11、限位机构12、安装孔13。

实施例：

一种位置检测装置，其中主体支架为外壳10。调整支架8通过2颗位置调整螺丝9固定在外壳10上，其上再衍生固定金属传感器1和2个导轨6，导轨6对称分布在金属传感器1两侧。导轨6中安装有精度转换单元3，精度转换单元3与调整支架8之间装有精度转换单元弹簧7，提供精度转换单元3受迫运动的回复力。探测杆2为整个机构与待测部件接触、感应的桥梁，其一端通过探测杆回复弹簧11与外壳10固定，另一端通过限位机构12进行运动方向的限位，其与产品接触的外漏部分可以依据结构需求做出变形，不局限于直杆的形状。安装孔13为整个单元与外部其它机构进行联接的孔位，其具体位置可以依据使用环境做出调整。精度转换单元3位于所述金属传感器1轴向上的部位设置有转换单元凸起4，所述探测杆2上设置有与所述转换单元凸起4相配合的探测杆凸起5。其中，转换单元凸起4为金属材料。

在主动或被动受力前，探测杆12不移动，精度转换单元3未能进入金属传感器1的振荡回路感应区，金属传感器1探测回路处于断开状态；在主动或被动受力时，探测杆2移动，探测杆2的环状探测杆凸起5尖端开始与精度转换单元3对应的转换单元凸起4接触后，精度转换单元3进入金属传感器1的振荡回路感应区，金属传感器1探测回路处于接通状态，部件被探测到；若因为部件安装高度不对，探测杆2会被沿虚线箭头方向推动到更远的位置，而使精度转换单元3对应的转换单元凸起4与探测杆2的环状探测杆凸起5尖端错位而不再接触，精度转换单元3在精度转换单元弹簧7的作用下移出金属传感器1的振荡回路感应区，金属传感器1探测回路断开。

对于该探测机构而言，由于整个过程中，其被感应端面精度转换单元3的转换单元凸起4一直遵守了沿着金属传感器1的轴线方向移动的原则，此时传感器感应金属的有效面积最大。这种使用方式避免了传统金属传感器1高度探测单元所存在的因有效使用面积少而带来的检测结果波动。

同时，精度转换单元3上面与探测杆2接触的凸台是一段平面，探测杆2与之接触时很平稳，检测结果不会产生对机构检出度有影响的波动。

另外，由于巧妙的运动转换和结构设计理念，该探测机构的检出度取决于精度转换单元3的转换单元凸起4的凸台平面的长度，故而，该探测装置的精度是可以通过改变转换单元凸起4的平面的长度而改变的。

对于成本而言，该机构只是对传统的金属传感器和加工件进行不一样的组合，因此其成本并不比传统的金属传感器高度探测单元高。该机构可以但不局限于高度方面的探测，还可依据需求，运用到其它与位置变化相关的探测。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了金属传感器1、探测杆2、精度转换单元3、转换单元凸起4、探测杆凸起5、导轨6、精度转换单元弹簧7、调整支架8上、位置调整螺丝9、外壳10上、探测杆回复弹簧11、限位机构12、安装孔13等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种位置检测装置，包括：金属传感器(1)，探测杆(2)，其特征在于，还包括：

精度转换单元(3)，设置于所述金属传感器(1)与探测杆(2)之间，该精度转换单元(3)位于所述金属传感器(1)轴向上的部位设置有转换单元凸起(4)，所述探测杆(2)上设置有与所述转换单元凸起(4)相配合的探测杆凸起(5)，并且当所述探测杆(2)垂直往复运动时，所述转换单元凸起(4)能够在探测杆凸起(5)的驱动下带动精度转换单元(3)在水平方向上往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种位置检测装置，其特征在于，所述金属传感器(1)的两端分别设置有导轨(6)，所述导轨(6)上套有一端与精度转换单元(3)相连接的精度转换单元弹簧(7)。

3.根据权利要求1所述的一种位置检测装置，其特征在于，所述金属传感器(1)固定于一个位置纵向可调节的调整支架(8)上。

4.根据权利要求3所述的一种位置检测装置，其特征在于，所述调整支架(8)的两端通过位置调整螺丝(9)固定于外壳(10)上。

5.根据权利要求1所述的一种位置检测装置，其特征在于，所述探测杆(2)的一端通过探测杆回复弹簧(11)固定于外壳(10)一侧的内壁上，其另一端穿出该外壳(10)。

6.根据权利要求5所述的一种位置检测装置，其特征在于，所述探测杆(2)穿出所述外壳(10)的一端设置有一限位机构(12)。

7.根据权利要求1所述的一种位置检测装置，其特征在于，还包括一个设置有安装孔(13)的外壳(10)。