CN105486267B - 一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于检测设备技术领域，涉及一种测量装置，具体涉及一种圆筒类零件内外径柔性自动测量装置。其包括机架主体，所述机架主体包括水平设置的底板和相对底板倾斜θ角的测量台，所述的测量台上设置触发机构和可调节的轴向定位机构，所述的底板上设置可调节的垂直于轴向定位机构的径向装夹机构和测量机构。本发明测量过程不需要人为干预，可以实现自动装夹和测量。测量过程中，可以改变活动矩形块8和活动V形块14的运动长度来满足不同规格零件的测量需求，极大地提高了整套装置的利用率，操作方便、测量准确、劳动强度低、生产效率高，值得推广。

Description

一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置

技术领域

本发明属于检测设备技术领域，涉及一种测量装置，具体涉及一种圆筒类零件内外径柔性自动测量装置。

背景技术

现有的圆筒类零件内外径检测通常为手动检测，一般应用微动螺旋副式测量仪、机械式测量仪、游标式测量仪、电学测量仪和气动测量仪等进行测量。在手动检测的过程中，操作人员通常将检测工具的量爪、侧杆或测砧放在待测工件的直径两侧，然后调整量具，进而读取零件的内径或外径数据。在制造领域对于产品关键孔径（如轴承的内外圈直径）的测量要求比较高，并且在工厂流水线的检查工位上，操作人员每天要进行大量重复性的测量工作，但是由于读数角度、测量位置等问题，人工检测不仅劳动强度大、工作效率低而且还会产生一定的误差，进而造成将不良品漏检，造成后续拆卸返工等问题。

为了解决这一问题，现有技术也开发了一些自动化测量装备，但这些装备很多都是仅仅测量外径或者仅仅测量内径，因此适用性较低。例如专利号为CN200720046711.8中介绍了一种轴承内径及外径的测量机，该装置可以测量轴承的内径和外径，但是其内、外径测量机构是由完全不同的零部件构成的两套机构，整机零件较多、结构复杂，并且该测量机只是针对轴承的内外径进行测量，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。

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适用于内外径测量、操作方便、测量准确、劳动强度低、生产效率高的圆筒类零件的内外径自动测量装置。

为了解决上面所述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置，其包括机架主体，所述机架主体包括水平设置的底板和相对底板倾斜θ角的测量台，所述的测量台上设置触发机构和可调节的轴向定位机构，所述的底板上设置可调节的垂直于轴向定位机构的径向装夹机构和测量机构，所述的测量机构的测量组件移动于所述的轴向定位机构和所述的径向装夹机构包围的区域。

上述的一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置，其所述轴向定位机构包括平行于测量台端面且固定于测量台的挡板、与所述的挡板相对设置顶紧气缸A和夹持块，所述测量台设置导向块A，所述的夹持块设置于所述导向块A内沿导向块A滑动，所述夹持块的滑动方向与所述的挡板垂直，所述的夹持块固定连接于所述顶紧气缸A的活塞杆。

上述的一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置，其所述触发机构为设置于测量台倾斜面较高位置的压力传感器，所述压力传感器的中心位置位于所述轴向定位机构的挡板的工作面和导向块A靠近挡板端面的中间面上。

上述的一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置，其所述径向装夹机构包括设置于测量台一侧底板的气动滑台A，支撑杆A一端固定于所述的气动滑台A，另一端设置矩形安装板，所述的矩形安装板上设置导向块B，活动V形块设置于导向块B之间滑动连接，所述的顶紧气缸B的活塞杆固定于所述的活动V形块，所述的顶紧气缸B的相对面设置矩形挡块，所述的气动滑台A的运动方向平行于所述夹持块的方向。

上述的一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置，其所述活动V形块的运动方向与底板的夹角成θ+45度，所述活动V形块中线的延长线经过所述测量组件中两个测杆的延长线和矩形挡块与测量台倾斜面的交线。

上述的一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置，其所述底板设置升降气缸，所述的矩形挡块固定于所述升降气缸的活塞杆上垂直于所述的底板往复滑动。

上述的一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置，其所述底板上设置三角块，两个相对设置的U形槽固定于所述三角块的斜面上，所述的升降气缸的活塞杆与所述的U形槽组成滑动连接副。

上述的一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置，其所述测量机构包括设置于测量台另一侧底板的气动滑台B，支撑杆B一端固定于气动滑台B上，所述的气动滑台B的运动方向平行于气动滑台A的运动方向，另一端通过安装板B设置测量组件，所述测量组件包括：一个固定于所述安装板B的传感器，所述的传感器两侧设置测量气缸，所述的测量气缸分别连接两个测杆驱动所述的测杆滑动，所述的测杆顶部设置测量探头。

上述的一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置，其所述测量组件的两个测杆与底板的夹角为θ+45度。

上述的一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置，其所述测量台的上下端分别延伸出与底板平行的上端面、下端面，所述的上端面、下端面与测量台平滑过渡。

有益效果：

（1）本发明能够实现自动固定和测量，从而实现零件孔径的自动测量，有效地节省了劳动力，减少了工人数量，降低了测量成本。

（2）本发明通过改变测量组件的种类即可实现在线圆筒类零件的内径和外径测量，内外径测量转换方便，制造成本低。

（3）本发明只需调整夹持块和活动V形块的位置就能够满足多种规格孔径测量的需求，具有一定柔性，通用性强。

（4）本发明采用接触式测量的方式，能够直接地得到零件的尺寸信息，测量结果准确，工作稳定可靠。

附图说明

图1是本发明的一个优选实施例的立体结构示意图。

图2是图1所示实施例中的主视图。

图3是图1所示实施例中不同内外径的圆筒类零件径向固定示意图。

图4是图1所示实施例中测量组件的立体结构示意图。

图中：1、底板，2、立柱，3、三角块，4、U形槽，5、升降气缸，6、测量台，61、测量台上端面，62、测量台倾斜面，63、测量台下端面，7、气动滑台A，8、活动矩形块，9、一对导向块A，10、顶紧气缸A，11、矩形安装板，12、L形支撑杆A，13、顶紧气缸B，14、活动V形块，15、一对导向块B，16、压力传感器，17、矩形挡块，18、L形挡板，19、测量组件，191、测量传感器，192、测杆，193、测量探头，194、测量气缸，20、圆形安装板，21、L形支撑杆B，22、气动滑台B，23、待测零件。

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，本发明包括：包括机架主体，机架主体设置水平的底板1和相对底板1倾斜θ角的测量台6，测量台6上设置触发机构和可调节的轴向定位机构，底板1上设置可调节的垂直于轴向定位机构的径向装夹机构和测量机构。

其中，机架主体包括：底板1、立柱2、三角块3、U形槽4和测量台6。底板1水平放置，测量台6的上端面61、下端面63与底板1平行，倾斜面62与下端面63成小角度θ倾斜，可以使被测工件在重力的作用下向下移动，倾斜面62与上端面61、下端面63平滑过渡连接。测量台6与底板1通过四根立柱2固定连接。三角块3固定于底板1的上表面，且三角块3的倾斜面与测量台6的倾斜面62平行，即三角块3的倾斜角同为θ。两个U形槽4固定于三角块3的斜面上，且两个U型面相对设置。

轴向定位机构包括设置于测量台倾斜面62上的夹持用的活动矩形块8、一对导向块A9、顶紧气缸A10以及L形挡板18。L形挡板18用螺钉固定于测量台倾斜面62上，且L形挡板18与测量台倾斜面62的端面平行设置。顶紧气缸A10的活塞杆与活动矩形块8固定连接，活动矩形块8与一对导向块A9组成滑动副，且滑动方向与L形挡板18垂直。通过顶紧气缸A10驱动活动矩形块8向L形挡板18的方向移动，就可以实现待测零件23的轴向夹持定位。

参照图1、图2、图3和图4，径向装夹机构包括气动滑台A7、矩形安装板11、L形支撑杆A12、顶紧气缸B13、一对导向块B15、与导向块B15滑动连接的活动V形块14以及升降气缸5和固定在升降气缸5活塞杆上的矩形挡块17。气动滑台A7固定于底板1的上表面，L形支撑杆A12一端固定在气动滑台A7的滑块上，以使其可以随着气动滑台A7滑块的移动而移动，另一端固定有矩形安装板11，顶紧气缸B13和一对导向块B15通过螺栓固定在矩形安装板11上，顶紧气缸B13的活塞杆固定于活动V形块14上并且要使活动V形块14的运动方向与水平面的夹角成θ+45度。矩形挡块17下端与升降气缸5的活塞杆固定连接，且与两个U形槽4组成滑动连接副。升降气缸5的下端固定于三角块3的斜面上。待测零件23轴向固定之后，通过顶紧气缸B13驱动活动V形块14向矩形挡块17的方向移动就可以实现待测零件23的径向装夹。

测量机构包括气动滑台B22、L形支撑杆B21、圆形安装板20、以及固定于圆形安装板20上的一个测量组件19。气动滑台B22固定于底板1的上表面，且与气动滑台A7分布于测量台6的两端，滑台运动方向均与活动矩形块8的运动方向平行。L形支撑杆B21一端固定于气动滑台B22的滑块上，以使其可以随着气动滑台滑块的移动而移动，另一端固定有圆形安装块20。测量组件19具体包括：一个传感器191、两个测杆192，设置于测杆192顶部的测量探头193以及驱动两个测杆192运动的一对测量气缸194，两个测杆192与水平面的夹角也成θ+45度。同时也要保证活动V形块14中心线的延长线经过测量组件19的两个测杆192的延长线和矩形挡块17与测量台6倾斜面的交线。当待测零件23的孔径改变时，依旧可以保证其内外孔的轴线始终处于与测量台倾斜面62成45度夹角的平面上，因此可以保证测量位置的准确性。

触发机构为设置于测量台倾斜面62较高位置的压力传感器16，其中心位于L形挡板18的工作面和导向块A9靠近L形挡板18端面的中间面上。当待测零件23经过触发机构后，压力传感器16给控制器发送信号，经过短暂的延迟后使装夹机构和测量机构由非工作状态转变为工作状态，对待测零件23进行轴向定位和径向装夹，然后对其内径或者外径进行测量。

为了更好地理解本发明，下面对本发明的圆筒类零件的内外径自动测量装置的工作过程进行简要说明：

1）待测圆筒类零件由机械手臂送至测量台上端面61与倾斜面62的交线处，且使待测零件23的轴线与交线平行。在重力的作用下，待测零件23沿着倾斜面向下滚动，直至与矩形挡块17接触。经过压力传感器16时，由于压力传感器16受到待测零件23的压力作用，会使其向控制器发送信号，经过设定时间的延迟后，控制器便会控制装夹机构动作。

2）在待测零件23与矩形挡块17接触后，顶紧气缸A10推动活动矩形块8运动，活动矩形块8在接触到待测零件23一个端面后会继续推动待测零件23运动直至待测零件23的另一端面与L形挡板18的工作面压紧，完成零件的轴向定位。气动滑台A7推动L形支撑杆A12，使矩形安装板11运动到指定位置。顶紧气缸B13推动活动V形块14，使其压紧待测零件23，完成待测零件23的径向装夹。

3）气动滑台B22推动L形支撑杆B21，使测量组件19的测量探头193运动到指定位置。当测量待测零件23的外径时，圆形安装板20上安装外径测量组件，两个测杆192开始处于远离状态，测量时测量气缸194推动两个测杆192彼此靠近，直至测量探头193与待测零件23接触。当测量待测零件23的内径时，将外径测量组件更换为内径测量组件，两个测杆192开始处于靠近状态，测量时测量气缸194推动两个测杆192彼此远离，直至测量探头193与待测零件23接触。传感器191获得测量数据，完成测量后，两个测量气缸194驱动测量探头193远离零件。气动滑台B22推动L形支撑杆B21回到初始位置。

4）顶紧气缸B13驱动活动V形块14使其远离待测零件23，气动滑台A7驱动L形支撑杆A12回到初始位置，解除了待测零件23的径向固定。顶紧气缸A10驱动活动矩形块8远离待测零件23，解除了待测零件23的轴向固定。升降气缸5驱动矩形挡块17沿U形槽4向下运动，使矩形挡块17的顶面与测量台倾斜面62重合。待测零件23在重力的作用下滚动到测量台下端面63上，完成下料。下料完成后，升降气缸5驱动矩形挡块17沿U形槽4向上运动，回到初始位置。

5）重复过程1—4，循环往复测量待测圆筒类零件的内外径。

综上，本发明测量过程不需要人为干预，可以实现自动装夹和测量。测量过程中，可以改变活动矩形块8和活动V形块14的运动长度来满足不同规格零件的测量需求，极大地提高了整套装置的利用率。通过改变测量组件的种类即可实现在线圆筒类零件的内径和外径测量，内外径测量转换方便。采用接触式测量的方式，能够直接地得到零件的尺寸信息，测量结果准确，工作稳定可靠。另外，本发明在确保测量精度的前提下，设备成本和运行能耗均较低，具有推广意义。

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 (7)

1.一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置，其特征在于，包括机架主体，所述机架主体包括水平设置的底板和相对底板倾斜θ角的测量台，所述的测量台上设置触发机构和可调节的轴向定位机构，所述的底板上设置测量机构和可调节并垂直于轴向定位机构的径向装夹机构；所述轴向定位机构包括平行于测量台端面且固定于测量台的挡板、与所述的挡板相对设置顶紧气缸A和夹持块，所述测量台设置导向块A，所述的夹持块设置于所述导向块A内沿导向块A滑动，所述夹持块的滑动方向与所述的挡板垂直，所述的夹持块固定连接于所述顶紧气缸A的活塞杆；所述径向装夹机构包括设置于测量台一侧底板的气动滑台A，支撑杆A一端固定于所述的气动滑台A，另一端设置矩形安装板，所述的矩形安装板上设置导向块B，活动V形块设置于导向块B之间滑动连接，所述的顶紧气缸B的活塞杆固定于所述的活动V形块，所述的顶紧气缸B的相对面设置矩形挡块，所述的气动滑台A的运动方向平行于所述夹持块的方向；所述测量机构包括设置于测量台另一侧底板的气动滑台B，支撑杆B一端固定于气动滑台B上，所述的气动滑台B的运动方向平行于气动滑台A的运动方向，另一端通过安装板B设置测量组件，所述测量组件包括：一个固定于所述安装板B的传感器，所述的传感器两侧设置测量气缸，所述的测量气缸分别连接两个测杆驱动所述的测杆滑动，所述的测杆顶部设置测量探头。

2.根据权利要求1所述的一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置，其特征在于，所述触发机构为设置于测量台倾斜面较高位置的压力传感器，所述压力传感器的中心位置位于所述轴向定位机构的挡板的工作面和导向块A靠近挡板端面的中间面上。

3.根据权利要求1所述的一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置，其特征在于，所述活动V形块的运动方向与底板的夹角成θ+45度，所述活动V形块中线的延长线经过所述测量组件中两个测杆的延长线和矩形挡块与测量台倾斜面的交线。

4.根据权利要求1所述的一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置，其特征在于，所述底板设置升降气缸，所述的矩形挡块固定于所述升降气缸的活塞杆上垂直于测量台倾斜面往复滑动。

5.根据权利要求4所述的一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置，其特征在于，所述底板上设置三角块，两个相对设置的U形槽固定于所述三角块的斜面上，所述的升降气缸通过三角块固定在底板上，所述矩形挡块与所述的U形槽组成滑动连接。

6.根据权利要求1所述的一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置，其特征在于，所述测量组件的两个测杆与底板的夹角为θ+45度。

7.根据权利要求1所述的一种圆筒类零件的内外径柔性自动测量装置，其特征在于，所述测量台的上下端分别延伸出与底板平行的上端面、下端面，所述的上端面、下端面与测量台平滑过渡。