CN107421488B - 工件测量设备及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工件测量设备，包括：震动上料机构；测量机构，具有一测量部，测量部入口与震动上料机构出料口耦合；分组下料机构，其包括：与测量机构的测量部出口耦合的传输带；位于传输带传输行程内依次设置的不同料盒，分别对应测量部不同测量结果；用于将传输带上的工件推送至对应料盒的下料推料机构；上料推料机构，用于将震动上料机构出料口输出的工件依次推送至测量机构的测量部内和分组下料机构的传输带上。还相应的提供了测量方法。使用本发明，可实现工件的自动上料、及检测后自动分选下料至对应不同检测结果的不同料盒内。

Description

工件测量设备及测量方法

技术领域

本发明涉及自动检测技术，尤其涉及一种可应用于活塞销的工件测量设备及测量方法。

背景技术

目前，汽车发动机活塞销的测量设备，对于具体的检测过程，已经实现自动化，但对于检测前后的上下料过程中通常采用手动方式，例如，专利申请号CN201420619549.4、CN200710164846.9、提供的活塞销检测技术中，均需手动上下料，并不适用于工业化大规模的快速测量。即使，专利申请号CN201610789743.0提供的活塞销尺寸检测装置，可以一次检测5个活塞销，但其结构相对复杂，并且也未能快速的自动上料及下料，以及且在下料时并不能根据检测结果将检测后的活塞销进行分选下料。

有鉴于此，为了适用于活塞销的工业化大规模的快速检测及分选，急需一种可自动上料，及检测后自动分选下料的活塞销测量设备。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种工件测量设备，以实现工件的自动上料，及检测后的自动分选下料。

本发明提供了一种工件测量设备，包括：

震动上料机构；

测量机构，具有一测量部，测量部入口与震动上料机构出料口耦合；

分组下料机构，其包括：与测量机构的测量部出口耦合的传输带；位于传输带传输行程内依次设置的不同料盒，分别对应测量部不同测量结果；用于将传输带上的工件根据测量结果推送至对应料盒的下料推料机构；

上料推料机构，用于将震动上料机构出料口输出的工件依次推送至测量机构的测量部内和分组下料机构的传输带上。

由上，通过震动上料机构、上料推料机构，测量机构、分组下料机构，可分别实现工件的自动上料，测量，以及根据测量结果自动分选下料至对应料盒内。

可选的，所述测量部入口与震动上料机构出料口耦合的结构包括：

具有在接收位与待传输位两位置之间移动的用于承载一工件的托块，处于接收位时托块正对所述震动上料机构的出料口，处于待传输位时托块正对测量部入口；

所述上料推料机构正对处于待传输位时的所述托块设置，用于将震动上料机构出料口输出到托块上的工件依次推送至测量机构的测量部内和分组下料机构的传输带上。

由上，通过该耦合结构，可以适配震动上料机构出料口和测量部入口位于不同位置、且难以直接连接的情况。

可选的，所述接收位与待传输位竖直方式设置；所述托块下方具有同步移动的竖直设置的阻挡块，所述托块移开接收位时，阻挡块挡住震动上料机构的出料口；

所述托块上表面具有与震动上料机构的出料口延伸方向的凹槽。

由上，通过阻挡块，可以实现托块移开后被测工件不会掉落，而被定位等待托块的归位。托块上的凹槽有利于工件的稳定，以及顺畅承接震动上料机构的出料口所出工件。

可选的，于处于接收位或待传输位时所述托块的两侧，设置有一对用于检测待工件型号的传感器。

由上，可以对待测工件型号进行检测。

可选的，所述上料推料机构包括：可朝向所述待传输位时的所述托块方向移动，将托块上的工件推入所述测量部的推进头；推进头端部具有将测量部的工件气动推入所述传输带上的气嘴；

所述推进头由一气缸驱动，所述气嘴连接一供气装置。

由上，通过上料推料机构的推进头和其上的气嘴实现二次推进功能，且气嘴推动可适配各种长度的活塞销，提高设备的灵活性，另外，经过实验，吹料的速度更快，且不容易卡料。

可选的，所述测量机构的测量部具有形成测量腔的内筒面，该内筒面的轴向正对处于待传输位的托块。

由上，采用内筒面结构的测量部，为气流形成通路，尤适用于上料推料机构的气嘴推出工件。

可选的，所述传输带上设置有同步移动的下料块；

所述下料块具有一垂直传输带传输方向的水平通孔作为容纳孔，用于接收由所述测量部推送过来的工件；

传输带位于初始位置时，该容纳孔轴向正对测量机构的测量部。

由上，采用所述容纳孔方式的下料块，与所述内筒面结构的测量机构共同形成气流通道，有利于承接气动传输过来的工件。

可选的，传输带位于初始位置时，还设置有用于判断工件位置是否正确的工件识别组件，包括至少以下之一：

工件到位开关，用于检测待下料工件是否到位至下料块的容纳孔内，正对回零后的下料块的容纳孔设置；

间隙检查开关，朝向下料块与测量机构的间隙处设置；

工件残留开关，于回零后的下料块的正上方、朝向下料块容纳孔顶部的一通孔设置；

下料块零点开关，朝向下料块在其移动方向的下料块两端的某端部设置。

由上，通过工件到位开关可检测待下料工件是否到位至下料块的容纳孔内，通过间隙检查开关可检测是否存在某工件同时处于传输带与测量机构的测量腔(即未完全被从测量机构送至传输带上)通过工件残留开关，可检测下料块回零后检测下料块容纳孔内是否有未被吹下的残留工件；通过下料块零点开关用于每次下料块下料后归零位时，通过其进行移回到零位的位置控制。

可选的，所述工件识别组件安装于装配板上，该装配板可远离传输带方向移动。

由上，通过驱动该装配板远离零点位置下料块移动，用于在测量机构的气动测头安装、更换或校准时，通过控制装配有工件识别组件的装配板缩回让位，便于操作员进行上述操作。

可选的，所述下料推料机构包括：对应各个料盒位置，于传输带旁设置的朝向传输带的各个喷气嘴，可与移动至此位置的下料块的容纳孔对准。

由上，通过非接触式吹料，速度更快，且不容易卡料。

本发明还提供了基于上述任一所述设备的测量方法，包括步骤：

S1：由震动上料机构输出一待检测的工件至其出料口，并滑入接收位的托块；

S2：托块移动至传输位；

S3：推料机构驱动其推进头将托块内的工件推入测量机构测量部；

S4：测量机构测量测量部内的工件，根据该检测结果确定待下料的分料盒；

S5：由推料机构的推进头端部气嘴气动推送工件从测量机构测量部内至分组下料机构的下料块的容纳孔内；

S6：下料系统驱动传输带带动其下料块移动至所确定的待下料的分料盒的相应位置；

S7：控制该分料盒对应的下料推送机构的喷气嘴喷气，将下料块的容纳孔内的工件滑落入该料盒内。

由上，通过震动上料机构、上料推料机构，测量机构、分组下料机构的配合运行，可实现工件的自动上料，测量，以及根据测量结果自动分选下料至对应料盒内。

综上，本发明所提供的活塞销测量设备，可实现活塞销的自动上料、检测及分选下料，减少劳动力成本且检测效率更高，更适用于活塞销的工业化大规模的快速检测及分选。可见，通过本发明可实现多种活塞销的高精度直径测量、快速分组及下料自动化作业，并采用了多种防错设计，使设备稳定且高效。

附图说明

图1为活塞销示意图；

图2为测量设备整体的俯视示意图；

图3为包括震动上料机构、顶升机构、推料机构和测量机构的装配的俯视示意图；

图4为图3的主视示意图；

图5为下料分选机构的俯视示意图；

图6为图5的主视示意图。

具体实施方式

为了便于描述，对于下述各系统的部件的装配时，可装配到各系统的整体框架上，框架起到了支撑作用及各部件的定位作用，如无特别说明，装配到整体框架时可采用常规方式装配，如直接装配到框架上，或装配到框架上装配的支架、面板(水平或竖直)、支撑柱、支撑台等上，故不再另行详述各个部件与框架的装配关系。

根据自动控制的需要，可在所需位置设置相应传感器，如无特别说明，后文未描述而能实现某自控功能，例如到位检测、位移检测等功能，均表示可通过设置传感器和控制器件进行自控功能的实现。

如图1示出了本发明所检测的一发动机活塞销的示意图，其整体为圆柱体。本发明可适用于不同直径及长度的不同型号的活塞销，尤其适用于这类整体呈圆柱体的活塞销。不难理解，本发明可适用于各类被检测物，尤其适用于柱状物，特别适用于圆柱状。

如图2示出了本发明活塞销测量设备整体示意图，包括：震动上料机构10，用于通过震动方式将其料盘内的待检测的活塞销依次输出；顶升机构20，用于将震动上料机构10输出的活塞销顶升至待传输位；推料机构30，用于将待传输位的活塞推送至测量机构40内以进行检测，以及将检测后的活塞吹送至分组下料机构50；所述测量机构40，用于对活塞销各项数据进行检测；所述分组下料机构50，用于根据对活塞销的检测结果将活塞传输并释放至对应的料盒内。具体的，如图3至6所示：

震动上料机构10包括：震动料盘101，其上用于承载待各个检测的活塞销；震动料盘101输出口连接的直线滑槽102，该滑槽102使得从震动料盘101输出的活塞销依轴向方向，在滑槽102内滑行输出。

顶升机构20位于震动上料机构10的直线滑槽102的末端位置，包括：由气缸203驱动的竖直方向移动的托块201，托块201上表面具有与震动上料机构10的直线滑槽102延伸方向的凹槽。托块201在竖直方向移动时具有接收位和待传输位，处于接收位，其凹槽与震动上料机构10的直线滑槽在一条直线上，以接收滑过来的活塞销，而后托块201承载该活塞销顶升至待传输位。还包括竖直设置且垂直震动上料机构10直线滑槽102的支撑板202，用于装配气缸203，其上部对应待传输位处设置有可通过活塞销的通孔。其中所述气缸203为可调节行程的顶升气缸。所述托块201下方具有与其装配在一起的竖直设置的阻挡块204，同时作为顶升气缸203与托块201的连接件，当托块201上移移开接收位时，阻挡块204下部挡住震动上料机构10的直线滑槽102的出料口，托块201的凹槽大小设置为恰能容纳一个活塞销，从而实现每次运输一个活塞销。

其中，托块201的两侧，设置有一对传感器205，用于检测待下料的工件(即活塞销)型号是否正确。例如，该传感器205可以是距离传感器，如可由红外传感器实现，可以通过测距来判断出活塞销直径是否与要检测直径(对应型号)所符合。

推料机构30通过一可供调节上下位置的抱紧轴机构301装配于震动上料机构10直线滑槽102的上方，包括：朝向位于待传输位的凹形托块201凹槽的推进头302，该推进头302由一可调节行程的气缸驱动，可将待传输位的托块201凹槽内的活塞销沿凹槽延伸方向推入后述的测量机构40内；该推进头302端部具有气嘴，连通供气装置，用于测量机构40对活塞销检测后将活塞销从测量机构40内气动推入(即吹入)分组下料机构50的下料块内。由上可见，推进头302提供了两段式推进，并且推进头302可更换，以适应各种尺寸的活塞销。采用推进头302端部的气嘴气动推送活塞销其优点是：可适配各种长度的活塞销，提高设备的灵活性，另外，经过实验，吹料的速度更快，且不容易卡料，把活塞销吹至下料块内，由作为止端又负责传感的工件到位开关所接触检测，可靠性更高。

其中，还设置有独立的工装防错组件60，用以保证上料推进头302所采用的型号是正确的。其包括一水平的工装安装板，其上并列设置有孔径不同大小的两通孔，该大小通孔下方对应设置正对的两个低高不同的传感器。如果上料推进头302可以置入大/小孔并被低/高传感器检测到，就可快速确定该推进头型号，然后可作为推进头装配到推料机构30中，实现选择型号正确的推进头。这是因为，由于粗推进头无法插入小孔内，而细推进头(对应长度也短)插入大孔无法被低传感器检测到，因此只有匹配才能插入并被检测到，所以可立即判断出推进头是否是对于该工装防错组件60的型号。

所述测量机构40位于托块201待传输位高度，位于支撑板202背向托块201的一面装配，其具有水平设置的内筒面，形成测量腔，内筒面轴向方向与位于待传输位的托块201凹槽的延伸方向一致；内筒面下内表面与支撑板202上的所述通孔下内表面及待传输位的托块201的凹槽的槽底基本位于同一平面，以使活塞销可顺滑滑动；内筒面内具有用于检测活塞销各项数据的传感器，例如本例中可设置检测活塞销直径的传感器，还可以设置其他如检测活塞销表面缺陷、长度等传感器，如红外传感器、气动测头传感器等。本例中，测量机构40的所述传感器采用气动测头传感器，该传感器还可以快速更换测头以适应不同的活塞销直径。

分组下料机构50位于测量机构40背向推料机构30的一侧，包括：传输带501，其上装配有与传输带501同步移动的下料块502，下料块502具有一承载活塞销的水平设置的通孔，本例中称为容纳孔，在下料块502位于零点位置时，该容纳孔位置与测量机构40测量腔的内筒面相耦合，可接收承载被传输过来的活塞销；多个并排摆放的料盒503，位于传输带501下料块502移动行程内、于传输带501下方依次排列设置；对应各个料盒503位置，于传输带501旁设置的朝向传输带501的各个喷气嘴504，其恰可与移动至此位置的下料块502的容纳孔对准；位于所述喷气嘴504正对方向、传输带501另一侧具有限位料道505，其包括高于传输带501的挡板5051和向斜下延伸的滑道5052，滑道5052对准相应的料盒503，以将从下料块502中被喷气嘴504气动推出(即吹出)的活塞销缓冲后导入对应的料盒503内。其中，为了更好的配合传输带501旁喷气嘴504的喷气，防止工件在下料过程中损伤或弹出设备，所述结构如下设置：挡板5051采用聚氨酯材料的防撞条、各个喷气嘴504对应区间具有尼龙挡块5053隔开、滑道5052采用不锈钢材料构成的斜坡。

另外，在下料块502位于零点位置(即初始位置)时，该下料块502上方和侧方位置处还设置有工件识别组件70，用于判断工件(即活塞销)位置是否正确，以在不正确时报警、暂停当前动作、或重逢前次动作以消除导致问题的前次动作。其中，该工件识别组件装配于一个L型装配板上成为一体。该工件识别组件70包括：

工件到位开关701，用于检测待下料工件是否到位至下料块502的容纳孔内，于传输带501相对于测量机构40的另一面、正对回零后的下料块502的容纳孔设置；

间隙检查开关702，用于检测是否存在某工件同时处于传输带501与测量机构40的测量腔(即未完全被从测量机构送至传输带上)，于回零后的下料块502的上方、朝向下料块502与测量机构40的间隙处设置；

工件残留开关703，用于当下料块502回零后检测下料块502容纳孔内是否有未被吹下的残留工件，于回零后的下料块502的正上方、朝向下料块502容纳孔顶部的一通孔设置；

下料块零点开关704，用于标记下料块502零位，每次下料块502下料后归零位时，通过其进行移回到零位的位置控制，其朝向下料块502在其移动方向的下料块502两端的某端部设置。

在传输带501传输方向的外侧，还设置一气缸705，可选用可调节行程气缸，其推杆与所述L型装配板连接，可驱动该装配板远离零点位置下料块502移动，用于在测量机构40的气动测头安装、更换或校准时，通过该气缸705控制装配有工件识别组件70的装配板缩回让位，便于操作员进行上述操作，其中附图5、6中的工件识别组件70为处于缩回让位的状态。

下面对本发明的一次上料、检测、下料的主要工作原理进行说明，包括：

S1：震动上料机构10自动输出一待检测的活塞销至其出料滑槽102内；

S2：检测到该活塞销滑入顶升气缸203驱动的托块201的凹槽后，顶升气缸203顶升托块201达到待传输位；

S3：托块201顶升到位后，推料机构30通过其气缸驱动其推进头302，将托块201凹槽内的待测活塞销推入测量机构40内；然后顶升气缸203复位；

S4：测量机构40检测活塞销，记录检测结果，以及根据该检测结果确定待下料的分料盒503；

S5：检测完成后，控制推料机构30的推进头302端部气嘴吹气，将测量后的活塞销从测量机构40内吹入分组下料机构50的下料块502的容纳孔内；然后推料机构30复位；

S6：下料机构50驱动传输带501带动其下料块502移动至所确定的待下料的分料盒503的相应位置；

S7：检测下料块502到位后，控制其对应的喷气设备的喷气嘴504喷气，将下料块502的容纳孔内的活塞销吹出，经限位料道505滑落入该料盒503内；然后下料机构50复位。

另外需要说明的是，本发明实施例中上料系统布设在下料系统的传送带传输方向的一侧，这样可实现各部位模块化，尤其便于各个料盒和对应各个料盒的各个喷气装置的集中布设。另一方面，也可以将料盒和对应的喷气装置分为两组，将上料系统布设在两组的中间，这样传送带上的下料块到最远的料盒位置可缩短，从而可缩短下料时间，提高整体效率。

另外，本发明实施例中，推料机构位于震动上料机构上方，故通过顶升机构将活塞销顶升上行。当用于不同下料系统时，为了使推料机构与下料系统的下料块匹配，而使推料机构装配于震动上料机构下方，或斜侧方等位置时，则相应的将顶升机构的竖直方向的直线传输调整为相应方向的传输、并相应调整托块与气缸的推杆的装配，以使托块凹槽朝上。

本发明采用喷气机构速度快，结构简单，结构上不存在干涉。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进，例如采用螺杆驱动、齿轮驱动方式驱动替换气缸方式驱动短距离位移等，这类等同替换，均在本发明保护范围内均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种工件测量设备，其特征在于，包括：

震动上料机构；

测量机构，具有一测量部，测量部入口与震动上料机构出料口耦合；

分组下料机构，其包括：与测量机构的测量部出口耦合的传输带；位于传输带传输行程内依次设置的不同料盒，分别对应测量部不同测量结果；用于将传输带上的工件根据测量结果推送至对应料盒的下料推料机构；

上料推料机构，用于将震动上料机构出料口输出的工件依次推送至测量机构的测量部内和分组下料机构的传输带上；

所述测量部入口与震动上料机构出料口耦合的结构包括：

具有在接收位与待传输位两位置之间移动的用于承载一工件的托块，处于接收位时托块正对所述震动上料机构的出料口，处于待传输位时托块正对测量部入口；

所述上料推料机构正对处于待传输位时的所述托块设置，用于将震动上料机构出料口输出到托块上的工件依次推送至测量机构的测量部内和分组下料机构的传输带上；

所述测量机构的测量部具有形成测量腔的内筒面，该内筒面的轴向正对处于待传输位的托块；

所述上料推料机构包括：可朝向所述待传输位时的所述托块方向移动，将托块上的工件推入所述测量部的推进头；推进头端部具有将测量部的工件气动推入所述传输带上的气嘴；

所述推进头由一气缸驱动，所述气嘴连接一供气装置。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述接收位与待传输位竖直方式设置；所述托块下方具有同步移动的竖直设置的阻挡块，所述托块移开接收位时，阻挡块挡住震动上料机构的出料口；

所述托块上表面具有与震动上料机构的出料口延伸方向的凹槽。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，

于处于接收位或待传输位时所述托块的两侧，设置有一对用于检测工件型号的传感器。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述传输带上设置有同步移动的下料块；

所述下料块具有一垂直传输带传输方向的水平通孔作为容纳孔，用于接收由所述测量部推送过来的工件；

传输带位于初始位置时，该容纳孔轴向正对测量机构的测量部。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，传输带位于初始位置时，还设置有用于判断工件位置是否正确的工件识别组件，包括至少以下之一：

工件到位开关，用于检测待下料工件是否到位至下料块的容纳孔内，正对回零后的下料块的容纳孔设置；

间隙检查开关，朝向下料块与测量机构的间隙处设置；

工件残留开关，于回零后的下料块的正上方、朝向下料块容纳孔顶部的一通孔设置；

下料块零点开关，朝向下料块在其移动方向的下料块两端的某端部设置。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述工件识别组件安装于装配板上，该装配板可远离传输带方向移动。

7.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述下料推料机构包括：对应各个料盒位置，于传输带旁设置的朝向传输带的各个喷气嘴，可与移动至此位置的下料块的容纳孔对准。

8.一种基于权利要求1至7任一所述设备的测量方法，其特征在于，包括步骤：

S1：由震动上料机构输出一待检测的工件至其出料口，并滑入接收位的托块；

S2：托块移动至传输位；

S3：推料机构驱动其推进头将托块内的工件推入测量机构测量部；

S4：测量机构测量测量部内的工件，根据该检测结果确定待下料的分料盒；

S5：由推料机构的推进头端部气嘴气动推送工件从测量机构测量部内至分组下料机构的下料块的容纳孔内；

S6：下料系统驱动传输带带动其下料块移动至所确定的待下料的分料盒的相应位置；

S7：控制该分料盒对应的下料推送机构的喷气嘴喷气，将下料块的容纳孔内的工件滑落入该分料盒内。