CN108862111B - 一种用于在线精密测量的智能定位装置及定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于在线精密测量的智能定位装置及定位方法，属于先进制造技术领域，本发明装置通过定位销与通气盖形成一面两销定位，还通过设置磁性开关实现高度上的定位；本发明可以检测装置的气密性以提高水平度精度，气电转换装置将管内气压是否达到设定值的状态转化为电信号，反馈工件的水平度状态。若托板未达到水平度要求则进行调整，防止水平度不符合要求造成测量有误差，减小工件倾斜脱落的安全隐患；气缸将整个顶起机构顶起，通过两个磁性开关检测行程距离，在指定高度处停下，在高度上定位。本发明方法及装置把这些功能整合，可以实现对有水平度有较高要求的平面的定位、顶起功能，定位精准，安全可靠。

Description

一种用于在线精密测量的智能定位装置及定位方法
技术领域
本发明属于先进制造技术领域，具体是指一种用于在线精密测量的智能定位装置及定位方法。
背景技术
为了提高生产效率和产品质量，高柔性、高精度、自动化的汽车关键零部件测量设备应运而生，即所谓的智能在线精密测量装备。智能在线精密测量装备具有按规定导轨或规定路径运输被测元件的能力，不仅要求有一定精度的定位能力，还要求具有自感知被测元件是否完全顶起以及是否水平的功能，以确保工件的安全稳定并实现不同工位对接的要求。
现有的定位装置专利如专利CN201620186488.6所公开的专利能实现顶起和支撑功能，功能单一，无定位功能，达不到智能在线检测的定位要求。如专利号CN201310353471.6的定位顶起机构，采用气压顶起，有定位功能，但在操作过程中缺少运行反馈，并且自动化程度不高，难以在智能流水线中应用。另外采用液压原理的顶起机构，虽然能实现自动化，但是结构往往比较复杂，精度达不到精密测量中的要求，液压油也存在着泄漏、污染等不确定性。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，公开了一种用于在线精密测量的智能定位装置及定位方法，本发明的装置是将精确定位、顶起和安全防护一体化应用于智能在线精密测量装备中，可以实现平面上以及高度上的定位，且可以实现精确定位，解决了现有技术中的缺陷。
本发明是这样实现的：
一种用于在线精密测量的智能定位装置，包括气缸、气缸的缸筒上端固定连接的底板，固定后通过气缸带动底板升降、底板上端固定连接的气柱，气柱设置为四根；所述的底板上方还固定设置有桌面，且气柱通过短滑轨穿过桌面；所述的气柱顶端分别安装有定位销和通气盖；气柱还通过弹性柱固定机构连接有弹性柱，弹性柱的顶端高于定位销、通气盖；所述的弹性柱、弹性柱固定机构、气柱侧面以及底面设置有气孔，且弹性柱上的气孔与弹性柱固定机构上的气孔对准，弹性柱固定机构上的气孔和气柱侧面的气孔通过气管连接；气缸在缸筒的行程末端处各安装一个磁性开关，顶起过程中，气缸的缸筒带动底板及固定于底板上的零部件一起升降，行程由磁性开关的相对距离控制；所述的气柱底面的气孔连接气管，再通过三通管件与气电转换装置连接；气电转换装置再连接于气泵。通过本发明的装置，待测零件托板可以通过气柱上的一对定位销和一对通气盖所在的平面行程一面两销定位。
进一步，定位销和通气盖的个数分别为两个；且一对定位销和两个通气盖呈长方形对角线交替分布安装于气柱上。即一对角线上为一组定位销，另外一对角线上为两个通气盖。
进一步，所述的弹性柱垂直安装于弹性柱固定机构上。
进一步，底板与气缸的缸筒固定在一起；气缸的活塞杆与桌面固定；磁性开关安装于气缸的缸筒上的行程末端处。
进一步，所述的气柱是穿过桌面上的带有短滑轨的孔固定于底板，且以底板中心对称分布，气柱的个数为四个
进一步，所述的气孔间安装有橡胶圈，气孔间安装橡胶圈保证气密性。
本发明还公开了用于在线精密测量的智能定位装置的定位方法，具体如下：
1)气泵持续供气给通气盖以及弹性柱，气电转换装置检测气管内气压；当定位装置零件托板定位于气柱上后，气缸缸筒沿活塞轴带动底板以及气柱上升，上升到指定高度后，通气盖和弹性柱的气孔若均处于封闭状态，气管内气压上升达到临界值，表明待测零件托板已满足水平度要求，气电转换装置给出气密性检测正常的信号，此时运转正常；
若装置有漏气部分，则气管内气压在顶起后未达到临界值，表明待测零件托板未满足水平度要求，气电转换装置给出信号，显示气密性异常，并报警提示需要调整托板，实现平面上的定位；
2)底板固定于气缸的缸筒上沿活塞杆带着四根气柱沿着活塞杆升降。磁性开关安装在行程末端，给控制器提供位置信号，控制器检测到磁性开关信号的有无，对气缸实现位置控制、到位停止、到位启动，由此实现高度上的定位。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：
1)本发明可以检测装置气密性以提高定位精度，气泵持续供气给通气盖及弹性柱，若顶起后待测零件托板水平度满足要求，平面贴合紧密，气孔封闭，管内气压增大，气电转换装置将管内气压是否达到设定值的状态转化为电信号，反馈工件的水平度状态。若托板未达到水平度要求则进行调整，防止水平度不符合要求以引起的测量误差，减小工件倾斜脱落的安全隐患；
2)通过一对定位销和两个通气盖平面形成一面两销实现平面上的定位；定位销和通气盖随整个升降装置一起移动，通过磁性开关在移动过程中是否遇到磁信号传达给PLC以控制升降台的行程，实现高度上的定位；
3)气动升降装置和气密性检测共用一个气泵，系统的集成度高，且气动检测更为精准，对很高的保证水平度要求。
附图说明
图1是本发明的装置整体结构示意图；
图2是本发明装置的俯视图；
图3是本发明的装置整体右视图；
图4是本发明的装置整体主视图；
图5为本发明气柱、弹性柱及其固定机构、通气盖的局部图
图6为本发明弹性柱气密性检测装置结构图；
其中，1-定位销，2-通气盖，3-弹性柱，4-弹性柱固定机构，5-桌面，6-气柱，7-气管，8-短滑轨，9-底板，10-磁性开关，11-气缸，12-气泵，13-气电转换装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，图1是本发明的装置整体结构图。装置包括：定位销1、通气盖2、弹性柱3、弹性柱固定机构4、桌面5、气柱6、气管7、短滑轨8、底板9、磁性开关10、气缸11、气泵12、气电转换装置13、活塞杆。
如图2所示，气柱6顶端分别安装有定位销1和通气盖2；气柱6还通过弹性柱固定机构4连接有弹性柱3，弹性柱3的顶端高于定位销1、通气盖2；所述的弹性柱3、弹性柱固定机构4、气柱6侧面以及底面设置有气孔，且弹性柱3上的气孔与弹性柱固定机构4上的气孔对准，弹性柱固定机构4上的气孔和气柱6侧面的气孔通过气管7连接。
如图3～4所示底板9与气缸11的导轨固定在一起，气缸11的活塞杆与桌面5固定；磁性开关10安装于气缸缸筒的所需行程末端处，可微调调整行程。现设置四根气柱，四根气柱6穿过桌面5上的带有短滑轨8的孔固定于底板9的四个角。
如图5～6所示，气柱6下方连接气管7；定位销1和通气盖2呈长方形对角交替安装于四个气柱上，气孔间安装橡胶圈保证气密性；弹性柱固定机构4固定于气柱6上，保证弹性柱垂直，弹性柱3气孔对准弹性柱固定机构上4的气孔。
本发明用于在线精密测量的智能定位装置的定位方法，具体如下：
气泵12出气通过气电转换装置13后通过三通管件连接于6个气孔，持续供气；在气缸11开始上升后，底板9固定于气缸11的缸筒上沿活塞杆带着四根气柱沿着活塞杆向上运动；首先弹性柱3触碰待测零件托板，起到一定的缓冲作用，同时弹性柱3气孔逐渐闭合；定位销1进入待测零件托板的定位孔，通气盖2与待测零件托板上的实心块接触，通气孔均处于封闭状态，气管7内气压上升达到临界值，表明待测零件托板已满足水平度要求，气电转换装置13给出气密性检测正常的信号，此时运转正常。若装置有漏气部分，则气管7内气压在顶起后未达到临界值，表明待测零件托板未满足水平度要求，气电转换装置13给出信号，显示气密性异常，并报警提示需要调整托板。
底板安装在气缸的缸筒上，活塞杆固定在桌面上，气柱固定于底板上随缸筒升降，磁性开关安装在行程末端，给控制器提供位置信号，控制器检测到磁性开关信号的有无，对气缸实现位置控制、到位停止、到位启动，由此实现高度上的定位。

Claims (6)

1.一种用于在线精密测量的智能定位装置，其特征在于，装置包括气缸（11）、气缸（11）的缸筒上端固定连接的底板（9）、底板（9）上端固定连接的气柱（6）；所述的底板（9）上方还固定设置有桌面（5），且气柱（6）通过短滑轨（8）穿过桌面（5）；
所述的气柱（6）顶端分别安装有定位销（1）和通气盖（2）；气柱（6）还通过弹性柱固定机构（4）连接有弹性柱（3），弹性柱（3）的顶端高于定位销（1）、通气盖（2）；所述的弹性柱（3）、弹性柱固定机构（4）、气柱（6）侧面以及底面设置有气孔，且弹性柱（3）上的气孔与弹性柱固定机构（4）上的气孔对准，弹性柱（3）触碰待测零件托板，起缓冲作用，同时弹性柱（3）气孔逐渐闭合；弹性柱固定机构（4）上的气孔和气柱（6）侧面的气孔通过气管（7）连接；所述的气缸（11）上设置有磁性开关（10）；所述的气柱（6）底面的气孔连接气管（7），再通过三通管件与气电转换装置（13）连接；气电转换装置（13）再连接于气泵（12）；所述的定位销（1）和通气盖（2）的个数分别为两个；且一对定位销（1）和一对通气盖（2）呈长方形对角线交替分布安装于气柱（6）上。
2.根据权利要求1所述的一种用于在线精密测量的智能定位装置，其特征在于，所述的磁性开关（10）是在气缸（11）缸筒的行程末端处各安装一个，磁性开关（10）的个数为两个。
3.根据权利要求1所述的一种用于在线精密测量的智能定位装置，其特征在于，所述的弹性柱（3）垂直安装于弹性柱固定机构（4）上。
4.根据权利要求1所述的一种用于在线精密测量的智能定位装置，其特征在于，所述的底板（9）与气缸（11）的缸筒固定在一起；气缸（11）通过活塞杆与桌面（5）固定。
5.根据权利要求1所述的一种用于在线精密测量的智能定位装置，其特征在于，所述的气柱（6）是穿过桌面（5）上的带有短滑轨（8）的孔固定于底板的四个角，以底板中心对称分布。
6.根据权利要求1所述的一种用于在线精密测量的智能定位装置，其特征在于，所述的气孔间安装有橡胶圈。
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