CN105579810B - 用于目标的气动测量的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于目标的气动测量的装置，包括：测量喷嘴，其被通过测量管路从压缩空气源供气；气动转换器，其被集成进测量管路中；以及开关元件，其被在气动转换器的上游设置在测量管路中并且可以被切换到释放压缩空气源与测量喷嘴之间的流体连接的释放状态和阻断压缩空气源与测量喷嘴之间的流体连接的阻断状态。此外，在开关元件的上游从测量管路分出并且具有至少一个限流器元件的低压管路被设置以通过在相对于目标测量结果减小了的压力下的气动测量来检测将被测量的目标在测量喷嘴的区域中的存在。开关元件与气动转换器之间的低压管路通到测量管路。电子控制装置被配置成取决于所述气动转换器的输出信号而在所述释放状态和所述阻断状态之间来回地切换所述开关元件。

Description

用于目标的气动测量的装置

技术领域

本发明涉及一种用于目标的气动测量的装置，该装置具有至少一个测量喷嘴、具有气动转换器以及具有开关元件，其中该至少一个测量喷嘴被通过测量管路从压缩空气源供气；该气动转换器被集成进测量管路中，并且被配置成基于测量管路中的压力产生电输出信号，所说的电输出信号指示测量喷嘴与将被测量的目标的壁部分之间的间距；该开关元件被在气动转换器的上游设置在测量管路中，并且可以被切换到释放压缩空气源与测量喷嘴之间的流体连接的释放状态和阻断压缩空气源与测量喷嘴之间的流体连接的阻断状态，其中在开关元件的上游从测量管路中分出并且具有至少一个限流器元件的低压管路被设置，以通过在相对于目标测量结果减小了的压力下的气动测量来检测将被测量的目标在测量喷嘴的区域中的存在。

背景技术

气动目标测量装置被用在现有技术的许多领域中，例如，被用在内直径或者外直径的质量检验中以及被用在2D和3D形状和位置的测量中。开关元件用来在测量间歇中中断测量喷嘴的空气供给以限制昂贵的空气损耗。由于实际经验已经显示手动驱动的开关元件常常由于懒惰的原因而不被操作者使用，因此开关元件的驱动优选地基于自动工件识别。它可以气动地进行，像实际的测量一样，即，通过低压管路进行，该低压管路随着闭合的开关元件形成测量管路的旁路管路并且可以在减小了的压力下并且因此在减小了的空气损耗下检测工件在测量位置的存在。这种装置被描述在DE 2 216 679中，其中低压管路通向单独的信号喷嘴，该单独的信号喷嘴具有相对于测量喷嘴减小了的截面。开关元件被气动地连接到低压管路并且被它控制。

两个平行的管路（其典型地将从装置的相应的基部部分通向远程设置的测量头）的设置与额外的制造上的努力相关联。此外，尤其是也由于测量装置中的额外的信号喷嘴，低压系统的部件占用相对大量的结构空间，使得另外的测量喷嘴可能不能被容纳于其中。

因此，存在使具有自动工件识别的气动目标测量装置的更简单和更便宜的设计成为可能的需求。

发明内容

这个目的被通过具有权利要求1的特征的装置满足。

根据本发明所提供的是开关元件与气动转换器之间的低压管路通到测量管路，其中开关元件是可电控的并且电子控制装置被设置，该电子控制装置被配置成取决于输出信号而在释放状态和阻断状态之间来回地切换开关元件。

使用测量管路本身用于在减小的压力下的工件识别的可能性被通过将低压管路和测量管路在被设置于气动转换器的上游的点处结合而开辟。则只有一个管路（即测量管路）必须被从转换器引导到测量头，使得装置的设计被相当大地简化。用于工件识别的独立信号喷嘴的设置也可以被免除。一个特别的优点可以被看出，因为存在于根据本发明的装置中的以及没有设置信号喷嘴的测量装置可以没有问题地使用。

本发明的进一步的发展被在附属权利要求中、在说明书中和在后附的附图中阐述。

根据本发明的一个实施例，装置被配置用于个别的相继的测量过程中的目标测量，其中控制装置被配置成在每个完成了的测量过程之后将开关元件切换到阻断状态。因此，例如直到工件和测量喷嘴已经运动的远离彼此为止，不需要等待。空气损耗被以这个方式最小化。

控制装置也可以被配置成当气动转换器的输出信号下降到低于阈值时从阻断状态开始切换回释放状态。下降到低于阈值表示测量目标靠近了测量喷嘴。将被测量的新的工件一被定位在测量喷嘴处，气动转换器就被设定为低于常规测量压力，使得相应精确的测量可以进行。优选的是在将开关元件切换到释放状态之后在由气动转换器输出的测量值被接收并且被存储在存储器中之前等待，直到一段预先定义的时间已经过去。控制装置可替换地也可以被配置使得测量值的接收只有当输出信号的时间变化率下降到低于阈值时进行，独立于逝去的时间。通过前述的两种测量，保证了只有当测量环境已经稳定或者“平静下来”时测量才进行。

优选的是开关元件、气动转换器和电子控制装置被容纳在共用的壳体中。这允许特别紧凑的构造方式。

低压管路可以同样地被完全容纳在壳体中，使得它的存在根本不能从外部认出。这种壳体是可与所有商业测量头兼容的。

本发明的另一个实施例提供了测量喷嘴被设置在与壳体分离的测量头中，特别是被设置在测试心轴中或者测量环中。测量头可以是可通过包括测量管路的柔性软管连接到装置的基部壳体上的。单独的信号线不是必需的。

两个相反设置的测量喷嘴也可以被设置在这种测量头中，例如以使镗孔的测量容易。

根据一个特别的实施例，开关元件被配置为电磁阀。这种电磁阀控制简单并且切换简单。

信号放大器优选地被与气动转换器关联，用于输出信号的电子放大。在特别低的低压系统中压力下工作然而可靠地识别出工件在测量喷嘴处的存在因此变得可能。

低压管路的限流器元件可以是可调节的，以允许工件识别对不同应用场合的适应。

附图说明

本发明将被在下文中参考附图以实例的方式进行说明。

图1显示了根据现有技术的用于目标的气动测量的装置；

图2显示了根据本发明的用于目标的气动测量的装置；以及

图3是图2中所示的装置的不同表示。

具体实施方式

被根据现有技术设计并且被显示在图1中的用于目标的气动测量的装置包括压缩空气源11和被连接到其上并且通向测量头15的测量管路13。测量头15在这里被设计为用于测量内直径的测试心轴并且具有一对测量喷嘴17，该一对测量喷嘴17被彼此远离地定向。被集成进测量管路13中的气动转换器19用来以通常已知的方式在测量管路13中的压力的基础上产生电输出信号，所说的电输出信号指示测量喷嘴17与相邻的壁之间的间距。在图1中测量头15被显示为被引入工件21的镗孔20中。镗孔20的直径可以被通过评估电输出信号而检验。

为了能够在在相继的测量过程之间的测量间歇中中断被供给到测量喷嘴17的压缩空气，以阀的形式的开关元件23被在被设置在气动转换器19的上游的点处集成进测量管路13中。开关元件23与用于自动工件识别的系统的评估单元29通讯。被通过减压器31连接到压缩空气源11的低压管路25被与评估单元29关联。低压管路25通向测量头15并且在那里通到信号喷嘴27，该信号喷嘴27具有相对于测量喷嘴17减小了的直径。开关元件23可以被通过气动控制管路32以如此的方式控制使得当测量头15被引入将被测量的镗孔20中时测量喷嘴17被仅仅通过测量管路13供给压缩空气。此外，接近传感器33被集成进测量头15中用于工件识别并且被通过电信号线35连接到评估单元29。

通过信号喷嘴27实现的工件识别由于减压器31的原因而在减小了的压力下进行并且因此具有减小了的空气损耗。比如图1中所示装置的装置例如具有大约3巴的测量压力和大约0.1巴的用于工件识别的信号压力。

图2显示了根据本发明的用于目标的气动测量的装置，其大体上具有与图1中所示的测量装置类似的设计。具有相同效果的部件因此具有相同的标号。但是，在根据本发明的装置中，低压管路40不通向测量头15。相反，它在气动转换器19的上游通到测量管路13中，也就是说，它仅仅跨接开关元件43。开关元件43此外被配置为电控电磁阀，该电控电磁阀被电连接到电子控制装置45。电子控制装置45被电连接到气动转换器19并且被选择性地配置成取决于气动转换器19的输出信号将开关元件43切换成导通或者阻断。在这方面，为了用微弱的输出信号也能工作，信号放大器（图2中未显示）被与气动转换器19关联，用于输出信号的电子放大。

如所显示的一样，开关元件43、气动转换器19和电子控制装置45被容纳在共用的壳体49中。低压管路40也被完全设置在壳体49内。

从根据图3的详细表示中可以看到，气动转换器19包括测量限流器53和两个压力传感器p1和p2。气动测量最终基于在测量限流器53上的压力降的确定，其中压力转换器19产生电输出信号，该电输出信号（其与这个压力降成比例）与气动转换器19的输入压力p1有关。

在下文中，图2和3中所示的装置的示例性的工作程序将被从具有未连接的测量空气的静止状态开始进行说明。在这个静止状态中，开关元件43被切换成阻断，如图3中所示，并且被在测量限流器53处施加的输入压力p1总计仅仅为供给压力p0的一小部分，特别地小于供给压力p0的10%，例如为大约0.1巴。被用于工件识别的低压力的量可以被通过可调节限流器元件47调整。

如果测量头15没有被引入孔20中，则存在于测量限流器53下游的输出压力p2相当大地低于输入压力p1并且压力差p1-p2具有相对高的值。在这个状态（其这么说来相当于“等待工件21”）下，气动转换器19的输出信号被电子控制装置45连续地监测。当测量头15被引入镗孔20中时，输出压力p2增大并且压力差p1-p2因此下降。只要压力差p1-p2下降到低于阈值，电子控制装置45就控制开关元件43并且使它打开。输入压力p1因此增大直到几乎达到由压缩空气源11提供的压力p0。电子控制装置45现在等待直到自开关元件43打开以后预先确定的平静时间已经过去。实际的测量只在平静时间结束之后进行，并且相应的测量的值被存储在存储器器件中。开关元件43随后直接再次关闭，其相当于测量空气的断开。输入压力p1再次下降到大约0.1巴。测量头15现在—优选地在另一个预先确定的时间期间之后—可以被引出工件21的镗孔20。工件21则被移除并且新的工件21被提供。只要测量头15被引入新的工件21的镗孔20中，上文中说明的程序就可以再次开始。

工作程序被以相继的个别测量为例进行了说明。图2和3中显示的装置原则上也适合于动态测量，其中在测量的值的每次接收之后测量空气的关断可选地可以被免除。

本发明允许提供一种特别紧凑的气动目标测量装置，该气动目标测量装置操作简单，具有自动测量空气关断，并且内直径测量和外直径测量以及形状和位置测量都可以用该气动目标测量装置进行。

标号表

11 压缩空气源

13 测量管路

15 测量头

17 测量喷嘴

19 气动转换器

20 镗孔

21 工件

23 开关元件

25 低压管路

27 信号喷嘴

29 评估单元

31 减压器

32 气动控制管路

33 接近传感器

35 电信号线

40 低压管路

43 开关元件

45 电子控制装置

47 可调节限流器元件

49 壳体

53 测量限流器

p0 由压缩空气源提供的压力

p1 输入压力

p2 输出压力

Claims (10)

1.一种用于目标的气动测量的装置，包括：

至少一个测量喷嘴（17），所述至少一个测量喷嘴（17）被通过测量管路（13）从压缩空气源（11）供气；气动转换器（19），所述气动转换器（19）被集成进所述测量管路（13）中并且被配置成基于所述测量管路（13）中的压力产生电输出信号，所说的电输出信号指示所述测量喷嘴（17）与将被测量的目标（21）的壁部分之间的间距；和开关元件（23、43），所述开关元件（23、43）被在所述气动转换器（19）的上游设置在所述测量管路（13）中并且可以被切换到释放所述压缩空气源（11）与所述测量喷嘴（17）之间的流体连接的释放状态和阻断所述压缩空气源（11）与所述测量喷嘴（17）之间的流体连接的阻断状态，其中在所述开关元件（23、43）的上游从所述测量管路（13）分出并且具有至少一个限流器元件（31、47）的低压管路被设置以通过在相对于目标测量结果减小了的压力下的气动测量来检测将被测量的目标（21）在所述测量喷嘴（17）的区域中的存在，其特征在于：

所述开关元件（43）与所述气动转换器（19）之间的所述低压管路（40）通到所述测量管路（13），其中所述开关元件（43）是可电控的并且电子控制装置（45）被设置，所述电子控制装置（45）被配置成取决于所述气动转换器（19）的输出信号而在所述释放状态和所述阻断状态之间来回地切换所述开关元件（43）。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述装置被配置用于个别的相继的测量过程中的目标测量，其中所述控制装置（45）被配置成在每个完成了的测量过程之后将所述开关元件（43）切换到所述阻断状态。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：

所述控制装置（45）也被配置成当所述气动转换器（19）的所述输出信号下降到低于阈值时将所述开关元件（43）从所述阻断状态开始切换回所述释放状态。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述开关元件（43）、所述气动转换器（19）和所述电子控制装置（45）被容纳在共用的壳体（49）中。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：

所述低压管路（40）被同样地完全容纳在所述壳体（49）中。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：

所述测量喷嘴（17）被设置在与所述壳体（49）分离的测量头（15）中，特别地被设置在测试心轴中或者测量环中。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：

两个相反设置的测量喷嘴（17）被设置在所述测量头（15）中。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的装置，其特征在于：

所述开关元件（43）被配置为电磁阀。

9.根据权利要求1至7中的任一项所述的装置，其特征在于：

信号放大器被与所述气动转换器（19）关联，用于所述输出信号的电子放大。

10.根据权利要求1至7中的任一项所述的装置，其特征在于：

所述低压管路（40）的所述限流器元件（47）是可调节的。