CN108106555A - 一种工字轮中心孔全自动检测装置及检测方法 - Google Patents

一种工字轮中心孔全自动检测装置及检测方法 Download PDF

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熊巍
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Abstract

本发明公开了一种工字轮中心孔全自动检测装置，主要包括底座、滑台机构和检测机构，底座上开设有与滑台机构相适配的导轨，滑台机构可沿导轨的长度方向滑动；所述检测机构安装在滑台机构上，检测机构的检测端可深入工字轮的中心孔内做旋转进给运动。本发明还提供了一种工字轮中心孔自动检测方法。本发明的有益效果为：本发明所述装置与计算机结合，通过激光测距传感器获得数据，并利用计算机对检测数据进行分析比对，判别工字轮中心孔的内部质量是否满足要求，可行性好，可靠性高，无需人工干涉，自动化程度高，提高了生产效率，降低了生产成本；所述检测装置设计简单合理，操作方便。

Description

一种工字轮中心孔全自动检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及自动检测设备技术领域，具体涉及一种工字轮中心孔全自动检测装置及检测方法。
背景技术
胶管钢丝、钢帘线作为液压橡胶软管、轮胎中的重要部件，其包装质量和包装效率要求非常高。目前，钢帘线和胶管钢丝主要采用线轴工字轮包装，包装过程中第一道工序是检测线轴工字轮中心孔内部有无异物和变形。现有检测方法是人工持铁棒插入线轴工字轮中心孔内试探，这种检测方式效率低，工人劳动强度大，随着人工成本的上升，企业人力成本负担也越来越大。为了降低成本，提高效率，胶管钢丝、钢帘线生产企业迫切需要一种自动化检测设备实现转型升级，提升包装工艺过程中的自动化程度。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种可行性好、可靠性高的工字轮中心孔全自动检测装置及检测方法。
本发明采用的技术方案为：一种工字轮中心孔全自动检测装置，主要包括底座、滑台机构和检测机构，底座上开设有与滑台机构相适配的导轨，滑台机构可沿导轨的长度方向滑动；所述检测机构安装在滑台机构上，检测机构的检测端可深入工字轮的中心孔内做旋转进给运动。
按上述方案，所述底座安设有竖直的前端板；所述检测机构包括伺服电机A、检测杆和激光测距传感器，伺服电机A内置于电机座A内，电机座A通过螺栓固定于滑台机构上；伺服电机A的电机轴通过联轴器A和旋转导电滑环与检测杆的一端相连，检测杆的轴线平行于导轨的长度方向，检测杆的另一端穿过底座的前端板，与激光测距传感器相连；位于激光测距传感器端的检测杆上配置有直线轴承，直线轴承安设于前端板上；当滑台机构沿着导轨滑动时，检测机构整体随之移动，检测杆带动激光测距传感器在工字轮的中心孔内做旋转进给运动，激光测距传感器用于测量工字轮中心孔内壁到激光测距传感器的距离。
按上述方案，所述底座安设有竖直的后端板；所述滑台机构包括丝杆、伺服电机B和滑台，丝杆的一端安设于前端板上，丝杆的另一端穿过后端板，通过联轴器B与伺服电机B的电机轴相连；所述滑台设于前端板与后端板之间，滑台内开设有与丝杆相配置的内螺纹，伺服电机B驱动丝杆转动时，滑台在螺纹副的作用下沿导轨做直线运动。
按上述方案，所述伺服电机B设于电机座B上，电机座B通过螺栓与底座相连。
本发明还提供了一种工字轮中心孔检测方法，具体包括以下步骤：
步骤一、提供如上所述的检测装置并安装，使检测装置的激光测距传感器位于工字轮端部中心孔的轴线中心；
步骤二、启动伺服电机A和伺服电机B，检测杆带动激光测距传感器在工字轮的中心孔内做旋转进给运动；
步骤三、激光测距传感器在旋转进给的同时测量自工字轮中心孔内壁至激光测距传感器的距离数据，并将该距离数据发送至计算机；激光测距传感器的数据采集点在工字轮的中心孔内成螺旋线分布；
步骤四、计算机对激光测距传感器测得的距离数据分析处理，判别出工字轮16中心孔有无变形以及孔内有没有异物。
按上述方案，在步骤四中，计算机的具体分析过程为：设定检测杆周向某一位置为旋转运动的零位置，轴向某一位置为直线运动的零位置；设定激光测距传感器检测原点到工字轮中心孔内壁的距离参考值d，工字轮中心孔径向方向上的变形量参考值h，以及工字轮中心孔内异物在中心孔径向方向上的尺寸参考值k；检测杆自零位置开始旋转并沿工字轮的中心孔前进，每转动一定的角度测得一组该转角位置的距离数据，直至激光测距传感器完全穿过工字轮中心孔；将激光测距传感器测得的各转角位置的距离数据分别与d进行对比，获得各转角位置的差值△d， 若所有转角位置的△d成递增、递减或者数值大小增减随意性变化，但变化幅值始终小于h，计算机判别工字轮中心孔符合检测要求，属于合格品；若某一转角位置的△d成递增、递减或者数值大小增减随意性变化，且相连转角位置的△d也成相同趋势变化，变化幅值始终大于h，计算机判别工字轮中心孔有变形，属于不合格品；若工字轮的中心孔变形较大，检测杆会撞上中心孔内壁，此时伺服电机A的电机轴负载扭矩变化，计算机判别此处有变形，工字轮属于不合格品； 若某一转角位置的△d在某一轴向移动位置有数值突变，且相连转角位置的△d也成相同趋势变化，变化幅值始终大于k，计算机判别工字轮中心孔内有异物，属于不合格品； 若异物较大，检测杆会撞上异物，伺服电机A的电机轴转轴负载扭矩变化，计算机判别此处有异物，工字轮属于不合格品。
按上述方案，调整两个伺服电机的转速，将数据点螺旋线的螺距减小，增加激光测距传感器每转一周的数据采集点数。
本发明的有益效果为：本发明所述装置与计算机结合，通过激光测距传感器获得数据，并利用计算机对检测数据进行分析比对，判别工字轮中心孔的内部质量是否满足要求，可行性好，可靠性高，无需人工干涉，自动化程度高，提高了生产效率，降低了生产成本；所述检测装置设计简单合理，操作方便。
附图说明
图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。
图2为本实施例的工作状态示意图。
图3为本实施例中激光测距传感器检测的数据点的位置示意图。
其中：1、激光测距传感器；2、直线轴承；3、丝杆；4、检测杆；5、旋转导电滑环；6、联轴器A；7、伺服电机A；8、联轴器B；9、伺服电机B；10、滑台；11、底座；12、前端板；13、电机座A；14、后端板；15、电机座B；16、工字轮。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
如图1所示的一种工字轮中心孔全自动检测装置，主要包括底座11、滑台机构和检测机构，所述底座11安设有竖直的前端板12和后端板14；底座11上开设有与滑台机构相适配的导轨，滑台机构可沿导轨的长度方向滑动；所述检测机构安装在滑台机构上，检测机构的检测端可深入工字轮16的中心孔内做旋转进给运动。所述检测机构包括伺服电机A7、检测杆4和激光测距传感器1，伺服电机A7内置于电机座A13内，电机座A13通过螺栓固定于滑台机构上；伺服电机A7的电机轴通过联轴器A6和旋转导电滑环5（用于引出激光测距传感器1上的引线）与检测杆4的一端相连，检测杆4的轴线平行于导轨的长度方向，检测杆4的另一端穿过底座11的前端板12，与激光测距传感器1相连；位于激光测距传感器端1的检测杆4上配置有直线轴承2，直线轴承2安设于前端板12上；当滑台机构沿着导轨滑动时，检测机构整体随之移动，检测杆4带动激光测距传感器1在工字轮16的中心孔内做旋转进给运动，激光测距传感器1用于测量工字轮16中心孔内壁到激光测距传感器1的距离。
本发明中，所述滑台机构包括丝杆3、伺服电机B9和滑台10，丝杆3的一端安设于底座11的前端板12上，丝杆3的另一端穿过底座11的后端板14，通过联轴器B8与伺服电机B9的电机轴相连；所述滑台10设于前端板12与后端板14之间，滑台10内开设有与丝杆3相配置的内螺纹，伺服电机B9驱动丝杆3转动时，滑台10在螺纹副的作用下沿导轨做直线运动。所述伺服电机B9设于电机座B15上，电机座B15通过螺栓与底座11相连。
一种工字轮中心孔检测方法，具体包括以下步骤：
步骤一、提供如上所述的检测装置并安装，使检测装置的激光测距传感器1位于工字轮16端部中心孔的轴线中心，如图2所示；
步骤二、启动伺服电机A7和伺服电机B9，检测杆4带动激光测距传感器1在工字轮16的中心孔内做旋转进给运动；
步骤三、激光测距传感器1在旋转进给的同时测量自工字轮16中心孔内壁至激光测距传感器1的距离数据（激光测距传感器1的数据采集点在工字轮16的中心孔内成螺旋线分布，如图3所示）并将该距离数据发送至计算机；
步骤四、计算机对激光测距传感器1测得的距离数据分析处理，判别出工字轮16中心孔有无变形以及孔内有没有异物，具体分析过程为：设定检测杆4周向某一位置为旋转运动的零位置，轴向某一位置为直线运动的零位置；设定激光测距传感器1检测原点到工字轮16中心孔内壁的距离参考值d，工字轮16中心孔径向方向上的变形量参考值h，以及工字轮16中心孔内异物在中心孔径向方向上的尺寸参考值k；启动两个电机检测杆自零位置开始旋转并沿工字轮的中心孔前进，每转动一定的角度测得一组该转角位置的距离数据，直至激光测距传感器1完全穿过工字轮中心孔；将激光测距传感器1测得的各转角位置的距离数据分别与d进行对比，获得各转角位置的差值△d（如检测杆4自零位置开始周向旋转10°的过程中测得的数据与d进行对比，获得该转角位置的差值△d11、△d12、△d13、△d14……△d1n；将检测杆4自10°位置再次旋转10°的过程中测得的距离数据与d进行对比，获得该转角位置（该转角位置为检测杆4自零位置转动20°的位置）的差值△d21、△d22、△d23、△d24……△d2n；检测杆4自20°位置开始旋转10°测得的距离数据与d进行对比，获得该转角位置（该转角位置为检测杆4自零位置转动30°的位置）的差值△d31、△d32、△d33、△d34……△d3n）；若所有转角位置的△d成递增、递减或者数值大小增减随意性变化，但变化幅值始终小于h，计算机判别工字轮中心孔符合检测要求，属于合格品；若某一转角位置的△d成递增、递减或者数值大小增减随意性变化，且相连转角位置的△d也成相同趋势变化，变化幅值始终大于参考值h，说明该工字轮中心孔有变形，属于不合格品；若工字轮16的中心孔变形较大，检测杆4会撞上中心孔内壁，此时伺服电机A7的驱动轴负载扭矩变化，计算机判别此处有变形，工字轮也属于不合格品；若某一转角位置的△d在某一轴向移动位置有数值突变（转角位置相差360°的数据点位于同一直线上），且相连转角位置的△d也成相同趋势变化，变化幅值始终大于k，计算机判别工字轮16的中心孔内有异物，属于不合格品；若异物较大，检测杆4会撞上异物，此时小伺服电机7转轴负载扭矩变化，计算机可以判别此处有异物，工字轮也属于不合格品。
为提高检测的精度，可调整两个伺服电机的转速，将数据点螺旋线的螺距减小，增加激光测距传感器1每转一周的数据采集点数。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种工字轮中心孔全自动检测装置，其特征在于，主要包括底座、滑台机构和检测机构，底座上开设有与滑台机构相适配的导轨，滑台机构可沿导轨的长度方向滑动；所述检测机构安装在滑台机构上，检测机构的检测端可深入工字轮的中心孔内做旋转进给运动。
2.如权利要求1所述的工字轮中心孔全自动检测装置，其特征在于，所述底座安设有竖直的前端板；所述检测机构包括伺服电机A、检测杆和激光测距传感器，伺服电机A内置于电机座A内，电机座A通过螺栓固定于滑台机构上；伺服电机A的电机轴通过联轴器A和旋转导电滑环与检测杆的一端相连，检测杆的轴线平行于导轨的长度方向，检测杆的另一端穿过底座的前端板，与激光测距传感器相连；位于激光测距传感器端的检测杆上配置有直线轴承，直线轴承安设于前端板上；当滑台机构沿着导轨滑动时，检测机构整体随之移动，检测杆带动激光测距传感器在工字轮的中心孔内做旋转进给运动，激光测距传感器用于测量工字轮中心孔内壁到激光测距传感器的距离。
3.如权利要求2所述的工字轮中心孔全自动检测装置，其特征在于，所述底座安设有竖直的后端板；所述滑台机构包括丝杆、伺服电机B和滑台，丝杆的一端安设于前端板上，丝杆的另一端穿过后端板，通过联轴器B与伺服电机B的电机轴相连；所述滑台设于前端板与后端板之间，滑台内开设有与丝杆相配置的内螺纹，伺服电机B驱动丝杆转动时，滑台在螺纹副的作用下沿导轨做直线运动。
4.如权利要求3所述的工字轮中心孔全自动检测装置，其特征在于，所述伺服电机B设于电机座B上，电机座B通过螺栓与底座相连。
5.一种工字轮中心孔检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一、提供权利要求3所述的检测装置并安装，使检测装置的激光测距传感器位于工字轮端部中心孔的轴线中心；
步骤二、启动伺服电机A和伺服电机B，检测杆带动激光测距传感器在工字轮的中心孔内做旋转进给运动；
步骤三、激光测距传感器在旋转进给的同时测量自工字轮中心孔内壁至激光测距传感器的距离数据，并将该距离数据发送至计算机；激光测距传感器的数据采集点在工字轮的中心孔内成螺旋线分布；
步骤四、计算机对激光测距传感器测得的距离数据分析处理，判别出工字轮16中心孔有无变形以及孔内有没有异物。
6.如权利要求5所述的工字轮中心孔检测方法，其特征在于，在步骤四中，计算机的具体分析过程为：设定激光测距传感器检测原点到工字轮中心孔内壁的距离参考值d，工字轮中心孔径向方向上的变形量参考值h，以及工字轮中心孔内异物在中心孔径向方向上的尺寸参考值k；检测杆自零位置开始旋转并沿工字轮的中心孔前进，每转动一定的角度测得一组该转角位置的距离数据，直至激光测距传感器完全穿过工字轮中心孔；将激光测距传感器测得的各转角位置的距离数据分别与d进行对比，获得各转角位置的差值△d， 若所有转角位置的△d成递增、递减或者数值大小增减随意性变化，但变化幅值始终小于h，计算机判别工字轮中心孔符合检测要求，属于合格品； 若某一转角位置的△d成递增、递减或者数值大小增减随意性变化，且相连转角位置的△d也成相同趋势变化，变化幅值始终大于h，计算机判别工字轮中心孔有变形，属于不合格品；若工字轮的中心孔变形较大，检测杆会撞上中心孔内壁，此时伺服电机A的电机轴负载扭矩变化，计算机判别此处有变形，工字轮属于不合格品； 若某一转角位置的△d在某一轴向移动位置有数值突变，且相连转角位置的△d也成相同趋势变化，变化幅值始终大于k，计算机判别工字轮中心孔内有异物，属于不合格品；若异物较大，检测杆会撞上异物，伺服电机A的电机轴转轴负载扭矩变化，计算机判别此处有异物，工字轮属于不合格品。
7.如权利要求5所述的工字轮中心孔检测方法，其特征在于，调整两个伺服电机的转速，将数据点螺旋线的螺距减小，增加激光测距传感器每转一周的数据采集点数。
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