CN108180869B - 一种轴杆类零件直线度智能检测校形设备 - Google Patents

Abstract

一种轴杆类零件直线度智能检测校形设备，包括与地面固定的机座，机座水平对称设置用于夹紧工件的第一调整模组和第二调整模组，第一调整模组和第二调整模组旁边的机座上连接有支撑工件的第一承载模组和第二承载模组，第一调整模组和第二调整模组将调整好的工件放置在第一承载模组和第二承载模组上，第一承载模组和第二承载模组旁边的机座和立板连接，立板上连接有用于检测工件的检测模组，立板的顶端连接有顶板，顶板上固定连接伺服压力机，采用线激光位移传感器、相应数据算法和神经网络等工具，本发明能够实现高精度、高效率、智能稳定的校形。

Description

一种轴杆类零件直线度智能检测校形设备

技术领域

本发明涉及机械成形技术领域，具体涉及一种轴杆类零件直线度智能检测校形设备。

技术背景

高精度管材、棒料零件是机械装备中承受载荷、传递运动和动力的重要零部件，尤其是对于精密、高速、重载的场合中，零件的精度的好坏，直接影响到工作性能，甚至导致整个设备损坏。在实际生产加工中，机械加工往往会导致零件中存在参与应力，随着应力的释放，必然导致零件产生变形、甚至弯曲；此外对于高精度零件在运输、存放等过程中，稍有处理不当，都会降低其精度，影响其性能。

目前国内对于管材、棒料的检测方法主要有两种：一是光隙法，二是打表法。这两种方法具有检测效率低、劳动强度大、检测精度差，不能确定误差点所在的空间位置等缺点。而校形方法是凭操作工的经验确定下压量和校形力，并通过观察的方式判断是否满足要求。这种方式劳动强度大，生产效率低，校形精度低，质量不稳定，且仅仅针对低精度的零部件，随着工业化的迅速发展，这种检测方式和校形方式已不能满足工业发展的需求。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明目的在于提供一种轴杆类零件直线度智能检测校形设备，实现高精度、高效率、智能稳定的检测校形。

为实现上述效果，本发明采用以下技术方案：

一种轴杆类零件直线度智能检测校形设备，包含校直部分和检测部分，其中校直部分包括与地面固定的机座1，机座1上设置有水平对称的用于夹紧工件8的第一调整模组和第二调整模组，第一调整模组和第二调整模组旁边的机座1上连接有支撑工件8的第一承载模组和第二承载模组，第一调整模组和第二调整模组将调整好的工件8放置在第一承载模组和第二承载模组上，第一承载模组和第二承载模组旁边的机座1和立板12连接，立板12上连接有用于检测工件8直线度的检测模组，立板12的顶端连接有顶板11，顶板11上固定连接伺服压力机10，伺服压力机10位于第一承载模组和第二承载模组的上方。

所述的机座1外侧水平对称固定有第一底座3-1、第二底座3-2，第一底座3-1、第二底座3-2外侧的机座1上水平对称固定有第一光栅尺2-1、第二光栅尺2-2，第一底座3-1、第二底座3-2的内侧机座1上水平对称固定有第三底座21-1、第四底座21-2，第三底座21-1、第四底座21-2和第一底座3-1、第二底座3-2之间的机座1上固定有第三光栅尺22-1、第四光栅尺22-2；

在第三底座21-1内侧的机座1上固定有立板12，立板12的上端连接有顶板11，顶板11上固定连接伺服压力机10，立板12的下端连接有第五底座14，在第五底座14的上端固定安装第五步进电机13，第五步进电机13和固定在第五底座14上的第五丝杠17的输入端连接，和第五丝杠17配合的第五滑块16与第五底座14上的第五导轨15构成滑动副，第五滑块16上固定有线激光位移传感器18，第五底座14、第五步进电机13、第五导轨15、第五滑块16、第五丝杠17构成检测模组。

所述的第三底座21-1两端内部的带轮上连接有第一皮带25-1，第一皮带25-1的动力输入由固定在第三底座21-1上的第三步进电机23-1提供；第一皮带25-1与第三滑块28-1固定在连接，第三滑块28-1和固定在第三底座21-1上的第三导轨24-1配合，第三底座21-1、第三步进电机23-1、第三导轨24-1、第一皮带25-1、第三滑块28-1构成第一承载模组；第四底座21-2两端内部的带轮上连接有第二皮带25-2，第二皮带25-2的动力输入由固定在第四底座21-2上的第四步进电机23-2提供；第二皮带25-2与第四滑块28-2固定在连接，第四滑块28-2和固定在第四底座21-2上的第四导轨24-2配合，第四底座21-2、第四步进电机23-2、第四导轨24-2、第二皮带25-2、第四滑块28-2构成第二承载模组；第三滑块28-1与第三光栅尺22-1的滑块通过连接板固连，第四滑块28-2与第四光栅尺22-2的滑块通过连接板固连，第三滑块28-1上固定安装第一V型块29-1，第四滑块28-2上固定安装第二V型块29-2，校形时，第一V型块29-1和第二V型块29-2共同支撑工件8。

所述的第一底座3-1的外侧连接有第一步进电机4-1，第一步进电机4-1和固定在第一底座3-1上的第一丝杠6-1的输入端连接，与第一丝杠6-1配合的第一滑块7-1和第一底座3-1上固定的第一导轨5-1配合构成滑动副，第一底座3-1、第一步进电机4-1、第一导轨5-1、第一丝杠6-1、第一滑块7-1共同组成第一调整模组；第二底座3-2的外侧连接有第二步进电机4-2，第二步进电机4-2和固定在第二底座3-2上的第二丝杠6-2的输入端连接，与第二丝杠6-2配合的第二滑块7-2和第二底座3-2上固定的第二导轨5-2配合构成滑动副，第二底座3-2、第二步进电机4-2、第二导轨5-2、第二丝杠6-2、第二滑块7-2共同组成第二调整模组；第一滑块7-1与第一光栅尺2-1的滑块通过连接板固连，第二滑块7-2与第二光栅尺2-2的滑块通过连接板固连；第一滑块7-1上固定第一法兰板20-1，第一法兰板20-1延伸至第三底座21-1的上方，第一法兰板20-1通过其上安装的第一轴承座26-1和第一气动三爪卡盘27-1的安装轴连接；第二滑块7-2上固定第二法兰板20-2，第二法兰板20-2延伸至第四底座21-2的上方，第二法兰板20-2上固定安装第六步进电机30，第六步进电机30的输出和蜗轮蜗杆减速机31的输入连接，蜗轮蜗杆减速机31输出与第二气动三爪卡盘27-2相连，第二气动三爪卡盘27-2通过第二轴承座26-2固定在第二法兰板20-2上，第二气动三爪卡盘27-2和第一气动三爪卡盘27-1各自夹紧工件8的一端，对工件8实现固定和夹紧。

所述的线激光位移传感器18的高度始终与工件8的轴线保持水平。

所述的第一承载模组与第二承载模组的对接处连接有用于检测工件8被下压量的点激光位移传感器19，点激光位移传感器19位于伺服压力机10轴线的正下方。

所述的伺服压力机10上安装有压力传感器9。

本发明的有益效果为：

1、分别采用光栅尺、点激光位移传感器和线激光位移传感器，各个传感器的精确检测，精准确定误差的大小、位置，彻底解决了依据观察确定误差的问题。

2、采用步进电机、丝杠副传递动力和运动，使得工件从预加紧开始到结束的整个过程，能够自动化完成，减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率，消除了人为参与的误差。

3、根据线激光位移传感器测量的数据可以计算出合理的夹紧位置、校形力的大小和方向，并控制步进电机，将工件旋转一定的角度，放置在合理的支撑位置，然后伺服压力机对工件施加载荷，进行校形。通过智能化控制，提高了校形的精度、效率和可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是图1中承载模组和调整模组的示意图。

图4是线激光位移传感器检测工件示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细描述。

参照图1、图2、图3和图4，一种轴杆类零件直线度智能检测校形设备，包含校直部分和检测部分，其中校直部分包括与地面固定的机座1，机座1外侧水平对称固定有第一底座3-1、第二底座3-2，第一底座3-1、第二底座3-2外侧的机座1上水平对称固定有第一光栅尺2-1、第二光栅尺2-2，第一底座3-1、第二底座3-2的内侧机座1上水平对称固定有第三底座21-1、第四底座21-2，第三底座21-1、第四底座21-2和第一底座3-1、第二底座3-2之间的机座1上固定有第三光栅尺22-1、第四光栅尺22-2；

在第三底座21-1内侧的机座1上固定有立板12，立板12上连接有用于检测工件8直线度的检测模组，立板12的上端连接有顶板11，顶板11上固定连接伺服压力机10，立板12的下端连接有第五底座14，在第五底座14的上端固定安装第五步进电机13，第五步进电机13和固定在第五底座14上的第五丝杠17的输入端连接，和第五丝杠17配合的第五滑块16与第五底座14上的第五导轨15构成滑动副，第五滑块16上固定有线激光位移传感器18，第五底座14、第五步进电机13、第五导轨15、第五滑块16、第五丝杠17构成检测模组；

所述的第三底座21-1两端内部的带轮上连接有第一皮带25-1，第一皮带25-1的动力输入由固定在第三底座21-1上的第三步进电机23-1提供；第一皮带25-1与第三滑块28-1固定在连接，第三滑块28-1和固定在第三底座21-1上的第三导轨24-1配合，第三底座21-1、第三步进电机23-1、第三导轨24-1、第一皮带25-1、第三滑块28-1构成第一承载模组；第四底座21-2两端内部的带轮上连接有第二皮带25-2，第二皮带25-2的动力输入由固定在第四底座21-2上的第四步进电机23-2提供；第二皮带25-2与第四滑块28-2固定在连接，第四滑块28-2和固定在第四底座21-2上的第四导轨24-2配合，第四底座21-2、第四步进电机23-2、第四导轨24-2、第二皮带25-2、第四滑块28-2构成第二承载模组；第三滑块28-1与第三光栅尺22-1的滑块通过连接板固连，第四滑块28-2与第四光栅尺22-2的滑块通过连接板固连，以实现同步运动，用以实时记录第一承载模组的第三滑块28-1和第二承载模组的第四滑块28-2的位置，第三滑块28-1上固定安装第一V型块29-1，第四滑块28-2上固定安装第二V型块29-2，校形时，第一V型块29-1和第二V型块29-2共同支撑工件8，承受伺服压力机13竖直向下的校形载荷；

所述的第一底座3-1的外侧连接有第一步进电机4-1，第一步进电机4-1和固定在第一底座3-1上的第一丝杠6-1的输入端连接，与第一丝杠6-1配合的第一滑块7-1和第一底座3-1上固定的第一导轨5-1配合构成滑动副，第一底座3-1、第一步进电机4-1、第一导轨5-1、第一丝杠6-1、第一滑块7-1共同组成第一调整模组；第二底座3-2的外侧连接有第二步进电机4-2，第二步进电机4-2和固定在第二底座3-2上的第二丝杠6-2的输入端连接，与第二丝杠6-2配合的第二滑块7-2和第二底座3-2上固定的第二导轨5-2配合构成滑动副，第二底座3-2、第二步进电机4-2、第二导轨5-2、第二丝杠6-2、第二滑块7-2共同组成第二调整模组；第一滑块7-1与第一光栅尺2-1的滑块通过连接板固连，第二滑块7-2与第二光栅尺2-2的滑块通过连接板固连，以实现同步运动，用以分别实时记录第一调整模组的第一滑块7-1和第二调整模组第二滑块7-2的位置；

第一滑块7-1上固定第一法兰板20-1，第一法兰板20-1延伸至第三底座21-1的上方，第一法兰板20-1通过其上安装的第一轴承座26-1和第一气动三爪卡盘27-1的安装轴连接；第二滑块7-2上固定第二法兰板20-2，第二法兰板20-2延伸至第四底座21-2的上方，第二法兰板20-2上固定安装第六步进电机30，第六步进电机30的输出和蜗轮蜗杆减速机31的输入连接，蜗轮蜗杆减速机31输出与第二气动三爪卡盘27-2相连，第二气动三爪卡盘27-2通过第二轴承座26-2固定在第二法兰板20-2上，第二气动三爪卡盘27-2和第一气动三爪卡盘27-1各自夹紧工件8的一端，对工件8实现固定和夹紧。

所述的线激光位移传感器18的高度始终与工件8的轴线保持水平。

所述的第一承载模组与第二承载模组的对接处连接有用于检测工件8被下压量的点激光位移传感器19，点激光位移传感器19位于伺服压力机10轴线的正下方。

所述的伺服压力机10上安装有压力传感器9，用于检测压力的大小，防止载荷超过压力机的额定载荷。

本发明的工作原理为：

在开始校形之前，控制系统首先驱动第一步进电机4-1、第二步进电机4-2，带动第一气动三爪卡盘27-1和第二气动三爪卡盘27-2至适当位置，便于安装工件8，第一光栅尺2-1、第二光栅尺2-2反馈检测第一滑块7-1、第二滑块7-2所走过的位移数据；工件8安放到第一气动三爪卡盘27-1和第二气动三爪卡盘27-2的三爪之间，两三爪卡盘启动，对工件8进行夹紧；检测模组调整线激光位移传感器18高度，使其与工件8的轴线水平；启动校形，线激光位移传感器18开始工作，第一步进电机4-1、第二步进电机4-2带动工件8移动，使线激光位移传感器18检测整根工件8的外壁，完成第一次检测，接下来第六步进电机30驱动蜗轮蜗杆减速机31，使工件8旋转一定角度，再次进行检测，多次重复后，获得的检测数据，传送至控制系统分析处理，并反馈出直线度误差的大小、位置、合理的支撑位置，这些数据传递给BP神经网络和驱动承载模组的第三步进电机23-1、第四步进电机23-2，控制第一V型块29-1、第二V型块29-2由起始位置移动至正确位置，第三光栅尺22-1、第四光栅尺22-2反馈检测其位移数据；BP神经网络根据误差大小、支撑跨距计算出可以抵消掉回弹误差的校形力，并传递给伺服压力机10；检测完成后，第一调整模组、第二调整模组带动工件8至第一V型块29-1、第二V型块29-2上方，第一气动三爪卡盘27-1、第二气动三爪卡盘27-2卸荷，工件8放置在第一V型块29-1和第二V型块29-2上，伺服压力机10对工件8进行校形。校形完成后，各个部件回到初始位置，等待下次校形。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种轴杆类零件直线度智能检测校形设备，其特征在于：包含校直部分和检测部分，其中校直部分包括与地面固定的机座(1)，机座(1)上设置有水平对称的用于夹紧工件(8)的第一调整模组和第二调整模组，第一调整模组和第二调整模组旁边的机座(1)上连接有支撑工件(8)的第一承载模组和第二承载模组，第一调整模组和第二调整模组将调整好的工件(8)放置在第一承载模组和第二承载模组上，第一承载模组和第二承载模组旁边的机座(1)和立板(12)连接，立板(12)上连接有用于检测工件(8)直线度的检测模组，立板(12)的顶端连接有顶板(11)，顶板(11)上固定连接伺服压力机(10)，伺服压力机(10)位于第一承载模组和第二承载模组的上方；

所述的机座(1)外侧水平对称固定有第一底座(3-1)、第二底座(3-2)，第一底座(3-1)、第二底座(3-2)外侧的机座(1)上水平对称固定有第一光栅尺(2-1)、第二光栅尺(2-2)，第一底座(3-1)、第二底座(3-2)的内侧机座(1)上水平对称固定有第三底座(21-1)、第四底座(21-2)，第三底座(21-1)、第四底座(21-2)和第一底座(3-1)、第二底座(3-2)之间的机座(1)上固定有第三光栅尺(22-1)、第四光栅尺(22-2)；

在第三底座(21-1)内侧的机座(1)上固定有立板(12)，立板(12)的上端连接有顶板(11)，顶板(11)上固定连接伺服压力机(10)，立板(12)的下端连接有第五底座(14)，在第五底座(14)的上端固定安装第五步进电机(13)，第五步进电机(13)和固定在第五底座(14)上的第五丝杠(17)的输入端连接，和第五丝杠(17)配合的第五滑块(16)与第五底座(14)上的第五导轨(15)构成滑动副，第五滑块(16)上固定有线激光位移传感器(18)，第五底座(14)、第五步进电机(13)、第五导轨(15)、第五滑块(16)、第五丝杠(17)构成检测模组；

所述的第三底座(21-1)两端内部的带轮上连接有第一皮带(25-1)，第一皮带(25-1)的动力输入由固定在第三底座(21-1)上的第三步进电机(23-1)提供；第一皮带(25-1)与第三滑块(28-1)固定连接，第三滑块(28-1)和固定在第三底座(21-1)上的第三导轨(24-1)配合，第三底座(21-1)、第三步进电机(23-1)、第三导轨(24-1)、第一皮带(25-1)、第三滑块(28-1)构成第一承载模组；第四底座(21-2)两端内部的带轮上连接有第二皮带(25-2)，第二皮带(25-2)的动力输入由固定在第四底座(21-2)上的第四步进电机(23-2)提供；第二皮带(25-2)与第四滑块(28-2)固定在连接，第四滑块(28-2)和固定在第四底座(21-2)上的第四导轨(24-2)配合，第四底座(21-2)、第四步进电机(23-2)、第四导轨(24-2)、第二皮带(25-2)、第四滑块(28-2)构成第二承载模组；第三滑块(28-1)与第三光栅尺(22-1)的滑块通过连接板固连，第四滑块(28-2)与第四光栅尺(22-2)的滑块通过连接板固连，第三滑块(28-1)上固定安装第一V型块(29-1)，第四滑块(28-2)上固定安装第二V型块(29-2)，校形时，第一V型块(29-1)和第二V型块(29-2)共同支撑工件(8)；

所述的第一底座(3-1)的外侧连接有第一步进电机(4-1)，第一步进电机(4-1)和固定在第一底座(3-1)上的第一丝杠(6-1)的输入端连接，与第一丝杠(6-1)配合的第一滑块(7-1)和第一底座(3-1)上固定的第一导轨(5-1)配合构成滑动副，第一底座(3-1)、第一步进电机(4-1)、第一导轨(5-1)、第一丝杠(6-1)、第一滑块(7-1)共同组成第一调整模组；第二底座(3-2)的外侧连接有第二步进电机(4-2)，第二步进电机(4-2)和固定在第二底座(3-2)上的第二丝杠(6-2)的输入端连接，与第二丝杠(6-2)配合的第二滑块(7-2)和第二底座(3-2)上固定的第二导轨(5-2)配合构成滑动副，第二底座(3-2)、第二步进电机(4-2)、第二导轨(5-2)、第二丝杠(6-2)、第二滑块(7-2)共同组成第二调整模组；第一滑块(7-1)与第一光栅尺(2-1)的滑块通过连接板固连，第二滑块(7-2)与第二光栅尺(2-2)的滑块通过连接板固连；第一滑块(7-1)上固定第一法兰板(20-1)，第一法兰板(20-1)延伸至第三底座(21-1)的上方，第一法兰板(20-1)通过其上安装的第一轴承座(26-1)和第一气动三爪卡盘(27-1)的安装轴连接；第二滑块(7-2)上固定第二法兰板(20-2)，第二法兰板(20-2)延伸至第四底座(21-2)的上方，第二法兰板(20-2)上固定安装第六步进电机(30)，第六步进电机(30)的输出和蜗轮蜗杆减速机(31)的输入连接，蜗轮蜗杆减速机(31)输出与第二气动三爪卡盘(27-2)相连，第二气动三爪卡盘(27-2)通过第二轴承座(26-2)固定在第二法兰板(20-2)上，第二气动三爪卡盘(27-2)和第一气动三爪卡盘(27-1)各自夹紧工件(8)的一端，对工件(8)实现固定和夹紧。

2.根据权利要求1所述的一种轴杆类零件直线度智能检测校形设备，其特征在于：所述的线激光位移传感器(18)的高度始终与工件(8)的轴线保持水平。

3.根据权利要求1所述的一种轴杆类零件直线度智能检测校形设备，其特征在于：所述的第一承载模组与第二承载模组的对接处连接有用于检测工件(8)被下压量的点激光位移传感器(19)，点激光位移传感器(19)位于伺服压力机(10)轴线的正下方。

4.根据权利要求1所述的一种轴杆类零件直线度智能检测校形设备，其特征在于：所述的伺服压力机(10)上安装有压力传感器(9)。

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