CN106767659A - 自动粗糙度测量设备 - Google Patents

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金鑫
张宏岭
熊立波
车俊
秦胜
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Abstract

本发明属于测量技术领域，公开了一种自动粗糙度测量设备，包括工作台，工作台上方设有第一丝杠，第一丝杠的一端设有取样装置，第一丝杠中部下方的工作台上固定有用于传送试样的第二丝杠，第一丝杆与第二丝杠垂直，第二丝杠前端设有测量平台，第二丝杠中部上方设有测量装置，第二丝杠后端上方设有卸样装置；测量平台的一侧设有与取样装置对应的取样托架，测量平台的另一侧设有用于翻转试样的翻转装置。该设备能够实现试样从信息录入到更换检测面再到粗糙数据录入的全自动化操作。

Description

自动粗糙度测量设备
技术领域
本发明涉及一种测量设备，特别涉及一种自动粗糙度测量设备。
背景技术
表面粗糙度对零件的涂装性能、导热性、接触电阻、反射能力和辐射性能、液体和气体流动的阻力、导体表面电流的流通等都会有不同程度的影响，因此材料表面粗糙度成为了汽车板和家电板用户重点关注的指标之一。
目前，表面粗糙度测量方式主要采用触针式粗糙度测量，该测量装置具有较高的数据准确性，而且该类装置使用灵活，操作简便，但是需要人工操作，智能化程度不高且效率低，试样容易翘曲而影响测量准确性；而且粗糙检验测量点多数据量大，完全依赖手工形式录入，给操作者带来了很大的压力。国外虽有可自动检测定位的粗糙度设备，但无自动翻面功能，需人员进行值守，手动翻面，而且手动翻面过程中容易因摩擦或磕碰对钢板表面产生划伤从而影响最终结果的准确性。
发明内容
本发明的目的就是针对上述缺陷，提供一种自动粗糙度测量设备，能够实现试样从信息录入到更换检测面再到粗糙数据录入的全自动化操作。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种自动粗糙度测量设备，包括工作台，工作台上方设有第一丝杠，第一丝杠的一端设有取样装置，第一丝杠中部下方的工作台上固定有用于传送试样的第二丝杠，第一丝杆与第二丝杠垂直，第二丝杠前端设有测量平台，第二丝杠中部上方设有测量装置，第二丝杠后端上方设有卸样装置；测量平台的一侧设有与取样装置对应的取样托架，测量平台的另一侧设有用于翻转试样的翻转装置。
所述取样装置包括可上下伸缩的第一升降杆，第一升降杆的上端与第一丝杆连接，第一升降杆的下端设有用于吸取试样的第一机械手，第一机械手上设有试样感应探头；第一机械手的正下方设有试样托架，试样托架的一侧设有标签扫描仪；
所述测量单元包括可上下伸缩的第二升降杆，第二升降杆上端与支撑架连接，第二升降杆下端连有用于测量试样粗糙度的测样盒，测样盒上设有粗糙度测量探测头，粗糙度测量探测头与粗糙度仪相连；
所述翻转装置包括移动台以及与移动台对应的旋转抓手，旋转抓手通过旋转座可沿支架上下滑动；
所述卸样装置包括可上下伸缩的第三升降杆，第三升降杆的上端与第三丝杆连接，第三升降杆的下端设有用于将试样卸入存放框中的第二机械手。
进一步地，自动粗糙度测量设备还包括PLC控制器，PLC控制器的输出端分别与第一丝杠、第二丝杠、取样装置、测量装置、翻转装置、卸样装置相连，PLC控制器的输入端与计算机相连。
进一步地，所述移动台包括平台以及与平台相连的滑轨；所述平台上与旋转抓手相对的一端开有缺口。缺口方便旋转抓手抓获试样。
进一步地，所述第一机械手为气动吸盘式机械手，所述第二机械手为电磁吸盘式机械手。
进一步地，所述第一丝杠与第三丝杠平行布置，第二丝杠均与第一丝杠、第三丝杠垂直。
进一步地，所述旋转座、移动台、第一升降杆、第二升降杆、第三升降杆以及第二丝杠上均设有限位开关。通过限位开关可以防止各部件在运动的过程中出错。
进一步地，所述标签扫描仪与所述粗糙度仪均与计算机储存系统相连。
本发明的有益效果是：采用本发明的自动粗糙度测量设备，检测人员仅需要将待检测的试样整齐的堆放在试样托架上，启动计算机的测量软件，该设备即按照取样、测量正面试样粗糙度、翻面、测量反面粗糙度、录入粗糙度数据，存放已测试样的顺序进行操作，全过程自动化运行，使粗糙度试验的人工检测转变为全过程无人值守的自动化操作，该设备还可升级改造成其他检验用途的全自动检验设备，具有广阔的市场推广价值。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中测量装置的结构示意图；
图3为图1中翻转装置的结构示意图；
图4为图1中卸样装置的结构示意图；
图5为本发明操作流程框图；
图中各部件标号如下：工作台1、第一丝杠2、取样装置21、第一机械手22、第一升降杆23、试样感应探头24、测量装置3、支撑架31、第二升降杆32、测样盒33、粗糙度测量探测头34、翻转装置4、支架41、旋转座42、旋转抓手43、卸样装置5、第三丝杠51、第二机械手52、第三升降杆53、第二丝杠6、测量平台61、试样托架7、移动台8、平台81、滑轨82、标签扫描仪9、粗糙度仪10。
具体实施方式
为更好地理解本发明，以下将结合附图和具体实例对发明进行详细的说明。
如图1所示，自动粗糙度测量设备，包括工作台1，工作台1上方设有第一丝杠2，第一丝杠2的一端设有取样装置21，第一丝杠2中部下方的工作台1上固定有用于传送试样的第二丝杠6，第一丝杠2与第二丝杠6垂直，第二丝杠6前端设有测量平台61，第二丝杠6中部上方设有测量装置3，第二丝杠6后端上方设有卸样装置5；测量平台61的一侧设有与取样装置21对应的取样托架7，测量平台61的另一侧设有用于翻转试样的翻转装置4。
其中，取样装置21包括可上下伸缩的第一升降杆23，第一升降杆23的上端与第一丝杠2连接，第一升降杆23可沿第一丝杠2横向移动；第一升降杆23下端设有用于吸取试样的气动吸盘式机械手22，气动吸盘式机械手22上设有试样感应探头24；感应探头24用于感应吸盘式机械手22试样，当感应到试样后立即停止第一升降杆23下降，启动气动吸盘式机械手工作吸附试样，第一机械手22的正下方设有存放带检测的试样托架7，试样托架7的一侧设有用于扫描试样标签信息的标签扫描仪9，标签扫描仪9与计算机储存系统相连，将扫描到的标签信息存入计算机储存系统中。
结合图2所示，测量单元3包括可上下伸缩的第二升降杆32，第二升降杆32上端与支撑架31连接，第二升降杆32下端连有用于测量试样粗糙度的测样盒33，测样盒33上设有粗糙度测量探测头34，粗糙度测量探测头34与粗糙度仪10相连，粗糙度仪10与计算机储存系统相连，将得到的粗糙度数据存入计算机储存系统中。
结合图3所示，翻转装置4包括移动台8以及与移动台8对应的旋转抓手43，其中，移动台8包括平台81以及与平台81相连的滑轨82，平台81在气缸的作用下可沿着滑轨82横向移动，将试样送至旋转抓手43中，并且平台81上与旋转抓手43相对的一端开有缺口83，更方便旋转抓手43抓取试样；旋转抓手43通过旋转座42可沿支架41上下滑动，当旋转抓手43抓取试样后，沿支架41上升一定高度，完成180°翻转，然后下降至原位置，将试样搁置在平台81上。
结合图4所示，卸样装置5包括可上下伸缩的第三升降杆53，第三升降杆53的上端与第三丝杠51连接，第三升降杆53的下端设有用于将试样卸入存放框54中的电磁吸盘式机械手52，电磁吸盘式机械手52通过电磁吸柱的作用吸住试样与释放试样。第一丝杠2与第三丝杠51平行布置，第二丝杠6均与第一丝杠2、第三丝杠51垂直。
自动粗糙度测量设备还包括PLC控制器，PLC控制器的输出端分别与第一丝杠2、第二丝杠6、取样装置21、测量装置3、翻转装置4、卸样装置5相连，PLC控制器的输入端与计算机相连。
自动粗糙度测量设备还包括设置在旋转座42、移动台8、第一升降杆23、第二升降杆32、第三升降杆53以及第二丝杠6上的限位开关，通过限位开关可以防止各部件在运动的过程中出错。
该自动粗糙度测量设备的操作流程，结合图5与图1所示，将待测试样清洁边粘贴标签，整齐放入试样托架7上，测试人员点击计算机控制软件检测开始程序，试样托架7旁的标签扫描仪9扫描试样标签信息并存入计算机中，计算机开始启动PLC控制器，并判断试样正反面粗糙度数据是否完整，当试样正反面粗糙度数据均没有时，控制取样装置21开始取样操作，首先第一升降杆23下降，待试样感应探头24感应到试样后停止下降，启动气动吸盘式机械手22运作，气动吸盘式机械手22将试样吸附住，第一升降杆23沿第一丝杠2横向移动至测量平台61并将试样释放在测量平台61上，测量平台61上设有磁性材料可以平稳吸附试样，启动第二丝杠6，测量平台61沿第二丝杠6移动至测量装置3下方，测量装置3中的第二升降杆32下降，测样盒33中的粗糙度测量探测头34开始测试试样表面的粗糙度，并将粗糙度仪10中的数据传输给计算机，即完成正面试样粗糙度的测量。
计算机将信息传输给PLC控制器，判断出试样只有一面粗糙度数据完整，控制取样装置21将测量平台61上的试样吸附，并释放在平台81上，平台81横向移动将试样送至旋转抓手43，旋转抓手43收紧抓手，通过旋转座42沿支架41上升，180°翻转试样，此时，试样的反面朝上，取样装置21再次吸附试样，并释放在测量平台61上，测量平台61移动至测量装置3下方测量试样反面粗糙度，并将粗糙度仪10中的数据传输给计算机，即完成反面试样粗糙度的测量。
计算机将信息传输给PLC控制器，判断出试样正反面粗糙度数据完整，将测量平台61向第第二丝杠6后端移动，并启动卸样装置5，通过第三丝杠51将第三升降杆53横向移动至测量平台61的上方，通过电磁吸盘式机械手吸附试样并释放在存放框54中，即完成该试样粗糙度测量的全过程。
如试样托架7上还有试样，标签扫描仪9再次扫描标签循环进行后序样品的检测，直至无法扫描到样品标签信息，系统定义为样品已全部完成，自动终止进程。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种自动粗糙度测量设备，包括工作台(1)，其特征在于：所述工作台(1)上方设有第一丝杠(2)，所述第一丝杠(2)的一端设有取样装置(21)，所述第一丝杠(2)中部下方的工作台(1)上固定有用于传送试样的第二丝杠(6)，所述第一丝杆(2)与第二丝杠(6)垂直，所述第二丝杠(6)前端设有测量平台(61)，所述第二丝杠(6)中部上方设有测量装置(3)，所述第二丝杠(6)后端上方设有卸样装置(5)；所述测量平台(61)的一侧设有与取样装置(21)对应的取样托架(7)，所述测量平台(61)的另一侧设有用于翻转试样的翻转装置(4)；
所述取样装置(21)包括可上下伸缩的第一升降杆(23)，所述第一升降杆(23)的上端与第一丝杆(2)连接，所述第一升降杆(23)的下端设有用于吸取试样的第一机械手(22)，所述第一机械手(22)上设有试样感应探头(24)；所述第一机械手(22)的正下方设有试样托架(7)，所述试样托架(7)的一侧设有标签扫描仪(9)；
所述测量单元(3)包括可上下伸缩的第二升降杆(32)，所述第二升降杆(32)上端与支撑架(31)连接，所述第二升降杆(32)下端连有用于测量试样粗糙度的测样盒(33)，所述测样盒(33)上设有粗糙度测量探测头(34)，所述粗糙度测量探测头(34)与粗糙度仪(10)相连；
所述翻转装置(4)包括移动台(8)以及与移动台(8)对应的旋转抓手(43)，所述旋转抓手(43)通过旋转座(42)可沿支架(41)上下滑动；
所述卸样装置(5)包括可上下伸缩的第三升降杆(53)，所述第三升降杆(53)的上端与第三丝杆(51)连接，所述第三升降杆(53)的下端设有用于将试样卸入存放框(54)中的第二机械手(52)。
2.根据权利要求1所述的自动粗糙度测量设备，其特征在于：它还包括PLC控制器，所述PLC控制器的输出端分别与第一丝杠(2)、第二丝杠(6)、取样装置(21)、测量装置(3)、翻转装置(4)、卸样装置(5)相连，所述PLC控制器的输入端与计算机相连。
3.根据权利要求1所述的自动粗糙度测量设备，其特征在于：所述移动台(8)包括平台(81)以及与平台(81)相连的滑轨(82)；所述平台(81)上与旋转抓手(43)相对的一端开有缺口(83)。
4.根据权利要求1所述的自动粗糙度测量设备，其特征在于：所述第一机械手(22)为气动吸盘式机械手，所述第二机械手(52)为电磁吸盘式机械手。
5.根据权利要求1所述的自动粗糙度测量设备，其特征在于：所述第一丝杠(2)与第三丝杠(51)平行布置，所述第二丝杠(6)均与第一丝杠(2)、第三丝杠(51)垂直。
6.根据权利要求1所述的自动粗糙度测量设备，其特征在于：所述旋转座(42)、移动台(8)、第一升降杆(23)、第二升降杆(32)、第三升降杆(53)以及第二丝杠(6)上均设有限位开关。
7.根据权利要求1所述的自动粗糙度测量设备，其特征在于：所述标签扫描仪(9)与所述粗糙度仪(10)均与计算机储存系统相连。
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