CN109163693A - 一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统 - Google Patents
一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109163693A CN109163693A CN201811267530.7A CN201811267530A CN109163693A CN 109163693 A CN109163693 A CN 109163693A CN 201811267530 A CN201811267530 A CN 201811267530A CN 109163693 A CN109163693 A CN 109163693A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- air
- workpiece
- gauge
- survey
- cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 80
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 38
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 17
- 238000012797 qualification Methods 0.000 claims description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 16
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 12
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 10
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 8
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 7
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 4
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 claims description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 claims description 3
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 claims description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 3
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 claims description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 claims description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 2
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 7
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 5
- 240000006909 Tilia x europaea Species 0.000 description 5
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000008676 import Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical group C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 2
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 241000357293 Leptobrama muelleri Species 0.000 description 1
- 229920001967 Metal rubber Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000010223 real-time analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/10—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring diameters
- G01B21/14—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring diameters internal diameters
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Abstract
本发明涉及机械零部件测量检测技术领域，具体的讲是一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统，包括：工作台、测子可控接触式气动量仪、自动装卸件装置、由上‑下位机组成的增强型二级控制系统和SPC分析系统，工作台上安装有测子可控接触式气动量仪和环绕主轴线布置的自动装卸件装置，工作台一侧固定有下位机，在工作台的附近位置设有外置的上位机以及可组成筒体生产线的定径设备、移载机械手及辅助设备，由此构成了筒体内径测量、整定、调整、移载及不合品隔离处置的全自动生产线，保证了对筒体内径测量的精度、合理的过程能力与动态可控性。
Description
技术领域
本发明涉及机械零部件测量检测技术领域，具体的讲是一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统。
背景技术
压缩机筒体内径测量的约定含义是在规定的几个垂直于筒体轴线的横向截面上，每个截面测量多个直径，再计算出筒体内表面的多项评价直径及形状误差等数据，为筒体内径整定和后序装配提供依据。
常规测量方法:
1.人工测量：使用内径量表人工测量垂直于工件轴向多个截面的多个直径并进行相关计算，工效极低且易出差错。
2.气动量仪：釆用气动量仪对上述各横截面进行测量和计算分析/判断。但由于非接触测量仪的气体喷嘴与工件内表面的间隙很小；或接触式气动量仪的测子与工件始终保持接触，均难以釆用移载装置自动装卸工件，需人工辅助装/卸，工效也很低，而且容易损坏气动量仪相关零部件，失去应有精度，因而不能满足自动化生产线的需要。如果简单加大上述喷嘴与工件内表面的间隙，又会导致测量的非线性误差加大，失去合理的测量精度和使用意义。在过程能力的控制上，往往采用人工计算，输出结果滞后，不能有效保证可靠的动态过程能力。
为此设计一种可以自动装卸工件，用于压缩机筒体自动生产线的筒体内径自动测量系统是十分有必要的。
发明内容
本发明突破了现有技术的难题，设计了一种可以自动装卸工件，用于压缩机筒体自动生产线的筒体内径自动测量系统。
为了达到上述目的，本发明设计了一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统，主要包括：工作台、测子可控接触式气动量仪、自动装卸件装置、由上-下位机组成的二级控制系统和SPC分析系统，其特征在于：所述工作台上固定有测子可控接触式气动量仪，所述测子可控接触式气动量仪的周围设有自动装卸件装置，所述自动装卸件装置则安装在工作台上，工作台一侧固定有下位机，在工作台的附近位置设有外置的上位机以及可组成筒体生产线的定径设备、移载机械手、辅助设备。
所述测子可控接触式气动量仪主要由基础支架、气动测量环、拉杆组件、气动测量气管路和数据处理模块组成，所述气动测量环固定在基础支架上，所述测子可控接触式气动量仪为测子可收放的接触式气动量仪，所述基础支架主要由立柱、支承座、导向帽、自润滑轴承一、自润滑轴承二组成，支承座上表面的中心位置设有一凸起圆锥体，起到导向和定位作用；所述支承座的中央设有通孔一，通孔一内嵌设有自润滑轴承一，围绕支承座的中心轴线均布有3个立柱，所述立柱的底端穿过支承座釆用螺纹固定，立柱的顶端固定在导向帽中，所述导向帽的上部为圆锥体，作为装件时的导向，导向帽的下部为圆柱体，配合自动装卸件装置作为浮动定位的轴线基准之一，所述导向帽的中心位置开设有台阶孔，台阶孔中嵌设有自润滑轴承二，拉杆组件的拉杆顶端嵌设在自润滑轴承中，拉杆组件的拉杆底端嵌设在自润滑轴承一中，所述拉杆组件的拉杆底端与浮动接头的顶端相连接。
所述工作台的台面中央开设有通孔二，所述拉杆组件上套设有气动测量环，所述拉杆组件的拉杆上还开设有数对环槽，所述每对环槽的开设位置对应于气动测量环的位置，所述在台阶孔的顶部盖设有顶盖，所述拉杆组件主要是由拉杆、驱动盘、橡胶-金属连接件、卡环组成，所述橡胶-金属连接件是由橡胶弹簧与金属法兰之间采用硫化的方式形成的整体，所述控制气缸的缸体则采用弹性元件与工作台挠性连接，控制气缸的活塞杆与浮动接头相连，所述驱动盘套设在拉杆上，且驱动盘位于两道环槽之间，两道环槽中均嵌设有卡环，位于上方的卡环的外缘卡设在金属法兰上，位于下方的卡环则托住驱动盘的底面，使驱动盘位于位于两道环槽之间，并进行预紧；所述金属法兰的下表面与驱动盘的上表面之间设有橡胶弹簧。
所述自动装卸件装置主要由升降板、举升爪、升降气缸、直线导轨组成，升降板采用固定螺栓与贯穿工作台台面的直线导轨、升降气缸相连，在靠近气动测量仪方向的升降板的下表面采用螺钉固定有可沿径向调整以适应不同壁厚的工件定位的举升爪，所述举升爪上端接近工件的一侧设有导向角，所述导向角的角度相对主轴线为3°~15°；由导向帽的圆柱表面、升降爪径向/轴向定位面和支承座的圆锥表面构成工件装卸/上下移动过程中的浮动定位。
所述上-下位机可以采用增强型集散式(DCS)系统组态，也可采用现场总线系统组态；所述增强型集散式系统，主要在下位机中植入了X-MR单值移动极差过程能力分析控制软件和动态合格率控制程序，当短期内动态过程能力和/或动态合格率出现异常，不满足设定指标时，下位机及时进行报警，并可根据设定方案选择自动停止相关设备运行，提高了下位机自主控制能力，防止当上位机或传输系统发生故障时，导致产品发生批量质量缺陷，当上位机及传输系统发生故障时，通过切换，下位机和直径整定设备及移载装置也可应急组合运行，上位机可通过输入输出模块，和相关外围设备组成增强型DCS或FCS自动控制系统。
所述SPC分析系统主要装备于上位机中，可对短期\中长期过程能力进行统计分析和控制，可分别评价各类测量数据的均值、偏离量、离散度指标，并可直接显示表征正态分布状态的直方图，表征均值-极差变化状态的-R控制图，以提供对影响过程能力各因素的分析研究的依据；部分短期动态控制功部分短期动态控制功能，分散至下位机，作为二级控制系统的冗余配置，并增强了测量系统的自主分析/控制能力。
所述气动测量环主要由弹性平衡环、支承环和气动测量模块组成，所述气动测量模块主要由测子座、喷嘴、气动量仪测子、防松螺套、进气口组成，所述测子座嵌设在支承环的滑槽中，构成仅可在所指定轴向平面内进行平动的运动副；支承环的底面采用带圆柱销的螺钉与测子座相固定，所述支承环内嵌设有气密性螺纹和指向并垂直于主轴线的气道，用于安装喷嘴和进气口，所述进气口利用测量气管路与电磁阀、压电传感器相连。所述测子座为带弹性铰链的杠杆，测子座外缘偏上的位置利用防松螺套固定有气动量仪测子，测子座的顶面靠近驱动盘压脚的位置开设有带有斜面的卡槽，卡槽的斜面可与驱动盘的压脚的斜面相配合，将轴向运动转化为径向运动，提供测子座和测子向内收缩的径向作用力，所述测子座的内圈靠上的位置开有凹槽，所述凹槽与弹性平衡环的边缘相卡合，并使弹性平衡环预紧，由弹性平衡环为主，向测子座及测子提供向外运动的弹性回复力；
所述气动测量环中气动测量模块的数量由被检工件的检测要求确定，但必需为偶数，并且一对气动测量模块在同一直径上关于主轴线对称布置；
所述弹性平衡环为横截面为矩形的圆环状金属弹簧。
所述气动测量气管路连接如下：每个喷嘴通过支承环对应气道连接进气口，每个进气口串联一个压电传感器，位于同一直径所对应的2个压电传感器并联后和一个电磁阀串联，再连通至供气管路的三联件。各电磁阀的电磁线圈接入励磁电路，通断由下位机进行实时控制，所述支承座和所述导向帽的周边设有接近开关，向下位机提供工件的位置信号，作为控制励磁电流通/断的先决条件之一，每个压电传感器输出的电压信号接入信号传输线路输出至下位机的输入模块和数据处理模块；
所述数据处理模块接收到由数据传输线路经下位机输入模块输入的对应测量值的电压信息后，分别计算工件各个受检横截面的关于直径的实时数据；
每个受检横截面的测量值数据主要包括:
同一截面上各指定方向上的直径;
同一截面上的最大、最小直径和圆度;
工件内表面的锥度以及轴线直线度检测项目；
将实时数据输入下位机控制模块，进行X-MR单值极差控制图的短期动态过程能力分析，并进行各检测项单项动态合格率的统计、控制。
所述橡胶弹簧的初始轴向截面为二端厚中间薄的双蜂腰形，在装配后预紧，预紧时其轴向截面为中间较厚的双鼓形；所述橡胶弹簧的邵尔硬度为65-80。
所述测子可控接触式气动量仪在装/卸件状态和工件上、下运行过程中，所有气动量仪测子在系统控制下，通过控制气缸和拉杆组件、测子座装置驱动，向内收缩，使气动量仪测子和工件内表面间形成有利于工件导入/上、下运行/取出的合理间隙，并减少测子摩损；
所述测子可控接触式气动量仪由于装置了弹性平衡环，在弹性平衡环回复力作用下使被测横截面同一直径上的一对测子与筒体内壁的接触力趋于相等，驱动工件进行精确定位，减小工件内表面轴线相对气动量仪主轴线的同轴度误差。从而使这对测子座内表面与对应喷嘴的气隙趋于相等，使气体压力-间隙曲线的线性部份得到充份利用，减小测量值的非线性误差。
所述气动量仪测子为一尾段带螺纹的曲面构件，其曲面边缘曲率半径较小，而中心部位的曲率半径较大，为待测工件内径的1/10至1/5，所述气动量仪测子的端部曲面的表面硬度≥HV750，所述气动量仪测子由，尾段的螺纹和防松螺套配合后固定在测子座的螺孔中，所述气动量仪测子在控制气缸、拉杆组件、测子座的驱动下，会与待测工件内表面形成间隙，便于待测工件的导入、上下运行和取出。
所述喷嘴为气动测量圆锥形喷嘴，每个喷嘴与对应的测子座内表面之间存在气隙，气隙的大小对应所测工件的直径，并决定了对应的输入气压，作为气动量仪测量值的原始输出。
本发明还设计了一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统的测量方法，其特征在于：按如下步骤进行测量：
步骤1：待测工件由外置的移载机械手放置在导向帽和举升爪3-4上，此时气动量仪测子处于收缩状态，气动量仪的拉杆由控制气缸拉动处于下极限处；
步骤2：举升爪下行并保持浮动定位，在举升爪与导向帽的共同作用下，保持待测工件与气动量仪主轴线基本同轴，并将待测工件套设在气动量仪上，以支承座的圆锥大径和基准平面定位，此时所有气动量仪测子依旧处于收缩状态；
步骤3：所有气动量仪测子释放，拉杆组件由控制气缸推动上行至上极限，在弹性平衡环和测子座弹性铰链回复力的共同作用下，各气动量仪测子接触待测工件内壁，并推动待测工件，对待测工件轴线进行微调；
步骤4：保持步骤3的状态，各喷嘴喷射压缩空气，进行气动测量；
步骤5：经气-电转换，将所测数据传递到下位机，数据处理模块接收到由数据传输线路经下位机输入模块输入的对应测量值的电压信息后，分别计算工件各个受检横截面的关于直径的实时数据，将实时数据输入下位机控制模块，进行X-MR单值极差控制图的短期动态过程能力分析，并进行各检测项单项动态合格率的统计、控制，当短期动态合格率和/或动态过程能力不满足设定指标时，立即报警；并可根据设定方案选择停止生产指令，传递到关联设备，并将实时数据传输给上位机，进行全面SPC分析控制及整条生产线的联机控制；
步骤6：气动量仪测子收缩，与待测工件内壁产生间隙，拉杆组件由控制气缸拉动至下极限，举升爪在升降气缸的推动下上行，由移载机械手取下工件，根据步骤5所处理的对应数据，将工件区别存放。
本发明与现有技术相比，由测子可控接触式气动量仪为主体、配套增强型二级控制系统、SPC分析系统、自动装卸件装置和外围设备构成筒体内径测量、整定、调整及不合品隔离处置的全自动生产线，保证了对筒体内径测量的精度、合理过程能力与动态可控性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的主要结构剖视图。
图3为本发明的电控示意图。
图4为本发明中气动量仪的结构示意图。
图5为本发明中气动测量环的结构示意图。
图6为本发明中气动测量环的俯视图。
图7为本发明中自动装卸件装置的局部放大图。
图8为本发明中自动装卸件装置的气路图。
图9为本发明中单只气动测量环的气动测量气管路图。
具体实施方式
结合附图对本发明做进一步描述。
参见图1~9，本发明设计了一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统，主要包括：工作台、测子可控接触式气动量仪、自动装卸件装置、由上-下位机组成的二级控制系统和SPC分析系统，所述工作台1的中央位置固定有测子可控接触式气动量仪2，所述测子可控接触式气动量仪2的周围设有自动装卸件装置3，所述自动装卸件装置3则安装在工作台1上，工作台1一侧靠近边缘的位置固定有下位机4，在工作台1的附近位置设有外置的上位机6以及可组成筒体生产线的定径设备7、移载机械手8、辅助设备9。
本发明中下位机4中设有实时控制模块4-1、数据处理模块4-2和输出/输入模块4-3，所述上位机6中设有组态平台6-1、数据存储模块6-2、SPC分析系统6-3、系统控制模块6-4、触屏显示模块6-5、输入/输出模块6-6。
本发明中上-下位机采用增强型集散式(DCS)系统组态；所述增强型集散式系统，主要在下位机中植入了X-MR单值移动极差过程能力分析控制软件和动态合格率控制程序，当短期内动态过程能力和/或动态合格率出现异常，不满足设定指标时，下位机及时进行报警，并可根据设定方案选择自动停止相关设备运行，提高了下位机自主控制能力，防止当上位机或传输系统发生故障时，导致产品发生批量质量缺陷，当上位机及传输系统发生故障时，通过切换，下位机和直径整定设备及移载装置也可应急组合运行，上位机可通过输入输出模块，和相关外围设备组成增强型DCS自动控制系统。
每循环检测完成后，由数据处理模块4-2对各截面的多个直径进行计算和实时分析，可直接输出各截面的最大/最小直径，圆度、锥度以及轴线的直线度等数据，根据各项设定指标，自动判定该工件是否合格，发出显示信号，并统计记录，将本序合格/不合格信息传递给移载机械手8及其它外围设备，进行后续加工或隔离放置。
本发明中SPC分析系统6-3可对短期\中长期过程能力进行统计分析和控制，可分别评价各类测量数据的均值、偏离量、离散度指标，并可直接显示表征正态分布状态的直方图，表征均值-极差变化状态的-R控制图，以提供对影响过程能力各因素的分析研究的依据；部分短期动态控制功能，分散至下位机，作为二级控制系统的冗余配置，并增强了测量系统的自主分析/控制能力，对超出控制线的项目，及时发出补偿指令至前序内径整定装置，调整工艺参数，直至工件内径恢复到控制线内正常状态，保持足够的过程能力，对记录、储存的实测数据，进行长期过程能力及各项统计数据的分析计算，为持续改进提供依据。
本发明中述测子可控接触式气动量仪2主要由基础支架、气动测量环2-9、拉杆组件、气动测量气管路和数据处理模块组成，所述气动测量环2-9固定在基础支架上，所述测子可控接触式气动量仪2为测子可收放的接触式气动量仪，所述基础支架主要由立柱2-4、支承座2-2、导向帽2-5、自润滑轴承一2-3、自润滑轴承二2-6组成，支承座2-2上表面的中心位置设有一凸起圆锥体，起到导向和定位作用；所述支承座2-2的中央设有通孔一，通孔一内嵌设有自润滑轴承一2-3，围绕支承座2-2的中心轴线均布有3个立柱2-4，所述立柱2-4的底端穿过支承座2-2釆用螺纹固定，立柱2-4的顶端固定在导向帽2-5中，所述导向帽2-5的上部为圆锥体，作为装件时的导向，导向帽2-5的下部为圆柱体，配合自动装卸件装置3作为浮动定位的轴线基准之一，所述导向帽2-5的中心位置开设有台阶孔，台阶孔中嵌设有自润滑轴承二2-6，拉杆组件的拉杆顶端嵌设在自润滑轴承2-6中，拉杆组件的拉杆底端嵌设在自润滑轴承一2-3中，所述拉杆组件的拉杆底端与浮动接头2-8的顶端相连接。
本发明中工作台1的台面中央开设有通孔二，所述拉杆组件上套设有气动测量环2-9，所述拉杆组件的拉杆2-7上还开设有数对环槽2-11，所述每对环槽2-11的开设位置对应于气动测量环2-9的位置，所述在台阶孔的顶部盖设有顶盖2-12，所述拉杆组件主要是由拉杆2-7、驱动盘2-9-8、橡胶-金属连接件、卡环2-9-11组成，所述橡胶-金属连接件是由橡胶弹簧2-9-1与金属法兰2-9-9之间采用硫化的方式形成的整体，金属法兰2-9-9上端设有一个环状卡槽，完成装配后约束卡环2-9-11外圆，防止卡环2-9-11脱落，所述控制气缸2-1的缸体则采用弹性元件与工作台1挠性连接，控制气缸2-1的活塞杆与浮动接头2-8相连，所述驱动盘2-9-8套设在拉杆2-7上，且驱动盘2-9-8位于两道环槽2-11之间，两道环槽2-11中均嵌设有卡环2-9-11，位于上方的卡环2-9-11的外缘卡设在金属法兰2-9-9上，位于下方的卡环2-9-11则托住驱动盘2-9-8的底面，使驱动盘2-9-8位于位于两道环槽2-11之间，并进行预紧；
所述金属法兰2-9-9的下表面与驱动盘2-9-8的上表面之间设有橡胶弹簧2-9-1。
本发明中自动装卸件装置3主要由升降板3-1、举升爪3-4、升降气缸3-3、直线导轨3-2组成，升降板3-1采用固定螺栓与贯穿工作台1台面的直线导轨3-2、升降气缸3-3相连，在靠近气动测量仪方向的升降板3-1的下表面采用螺钉固定有可沿径向调整以适应不同壁厚的工件定位的举升爪3-4，举升爪3-4的数量可根据实施需求进行调整，且升降板可在平面上相对主轴线进行径向调节，升降板连接2件升降气缸3-3和2件直线导轨3-2，得以进行主轴线方向的平动，实现举升爪3-4平行于主轴线的运动轨迹；所述举升爪3-4上端接近工件的一侧设有导向角，所述导向角的角度相对主轴线为3°~15°，以适应由于壁厚变化而导致外径变化的工件；当举升爪3-4位于上极限时，承接工件下端面，并对工件下端外圆柱面进行径向约束，举升爪3-4下行过程中，保持对工件下端的轴向、径向约束，使工件的轴线和气动量仪主轴线基本同轴，便于工件逐步进入量仪，当位于下极限时，其支承面低于工件基准平面即支承座的定位基准平面，被测工件的径向约束和轴向约束已由气动测量仪主体的支承座替代；由导向帽2-5的圆柱表面、升降爪3-4径向/轴向定位面和支承座2-2的圆锥表面构成工件装卸/上下移动过程中的浮动定位。
本发明中气动测量环2-9主要由弹性平衡环2-10、支承环2-9-2和气动测量模块组成，所述气动测量模块主要由测子座2-9-3、喷嘴2-9-4、气动量仪测子2-9-6、防松螺套、进气口2-9-5组成，所述测子座2-9-3嵌设在支承环2-9-2的滑槽中，构成仅可在所指定轴向平面内进行平动的运动副；支承环2-9-2的底面采用带圆柱销的螺钉与测子座2-9-3相固定，所述支承环2-9-2内嵌设有气密性螺纹和指向并垂直于主轴线的气道，用于安装喷嘴2-9-4和进气口2-9-5，所述进气口利用测量气管路与电磁阀、压电传感器相连。所述测子座2-9-3为带弹性铰链的杠杆，测子座2-9-3外缘偏上的位置利用防松螺套固定有气动量仪测子2-9-6，测子座2-9-3的顶面靠近驱动盘2-9-8压脚的位置开设有带有斜面的卡槽2-9-7，卡槽2-9-7的斜面可与驱动盘2-9-8的压脚的斜面相配合，将轴向运动转化为径向运动，提供测子座和测子向内收缩的径向作用力，所述测子座2-9-3的内圈靠上的位置开有凹槽2-9-10，所述凹槽2-9-10与弹性平衡环2-10的边缘相卡合，并使弹性平衡环预紧，由弹性平衡环2-10为主，向测子座及测子提供向外运动的弹性回复力；
本发明中气动测量气管路连接如下：每个喷嘴2-9-4通过支承环对应气道连接进气口2-9-5，每个进气口2-9-5串联一个压电传感器，位于同一直径所对应的2个压电传感器并联后和一个电磁阀串联，再连通至供气管路的三联件。各电磁阀的电磁线圈接入励磁电路，通断由下位机进行实时控制，所述支承座2-2和所述导向帽2-5的周边设有接近开关，向下位机提供工件的位置信号，作为控制励磁电流通/断的先决条件之一，每个压电传感器输出的电压信号接入信号传输线路输出至下位机的输入模块和数据处理模块；
所述数据处理模块接收到由数据传输线路经下位机输入模块输入的对应测量值的电压信息后，分别计算工件各个受检横截面的关于直径的实时数据；
每个受检横截面的测量值数据主要包括:
同一截面上各指定方向上的直径;
同一截面上的最大、最小直径和圆度;
工件内表面的锥度以及轴线直线度等检测项目；
将实时数据输入下位机控制模块，进行X-MR单值极差控制图的短期动态过程能力分析，并进行各检测项单项动态合格率的统计、控制。
本发明中橡胶弹簧2-9-1的初始轴向截面为二端厚中间薄的双蜂腰形，在装配时预紧，预紧后其轴向截面为中间较厚的双鼓形，作用为补偿测子座、驱动盘及拉杆卡槽等零件的制造误差及传动链各环节的刚度差异，保证各测子座同步工作；所述橡胶弹簧2-9-1的邵尔硬度为65-80。
本发明中测子可控接触式气动量仪2在装/卸件状态和工件上、下运行过程中，所有气动量仪测子2-9-6在系统控制下，通过控制气缸2-1和拉杆组件、测子座2-9-3装置驱动，向内收缩，使气动量仪测子2-9-6和工件内表面间形成有利于工件导入/上、下运行/取出的合理间隙，并减少测子摩损。本实施例根据工件内径变化范围和移载装置定位精度，间隙取0.3-1.0；
所述测子可控接触式气动量仪2由于装置了弹性平衡环2-10，在弹性平衡环回复力作用下使被测横截面同一直径上的一对测子与筒体内壁的接触力趋于相等，驱动工件进行精确定位，减小工件内表面轴线相对气动量仪主轴线的同轴度误差。从而使这对测子座内表面与对应喷嘴的气隙趋于相等，使气体压力-间隙曲线的线性部份得到充份利用，减小测量值的非线性误差。
本发明中气动量仪测子2-9-6为一尾段带螺纹的曲面构件，其曲面边缘曲率半径较小，而中心部位的曲率半径较大，为待测工件内径的1/10至1/5，以减小工件内表面划伤麻点等局部凹陷对直径测量的影响；所述气动量仪测子2-9-6的端部曲面的表面硬度≥HV750，所述气动量仪测子2-9-6由尾段的螺纹和防松螺套配合后固定在测子座2-9-3的螺孔中，所述气动量仪测子2-9-6在控制气缸2-1、拉杆组件、测子座2-9-3的驱动下，会与待测工件内表面形成间隙，便于待测工件的导入、上下运行和取出。
本发明中喷嘴2-9-4为气动测量圆锥形喷嘴2-9-4，每个喷嘴2-9-4与对应的测子座2-9-3内表面之间存在气隙，气隙的大小对应所测工件的直径，并决定了对应的输入气压，作为气动量仪测量值的原始输出，该气压变化由进气口2-9-5通过管道34送至压电传感器33，完成气动测量的原始信息采集。
本发明还设计了一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统的测量方法，按如下步骤进行测量：
步骤1：待测工件由外置的移载机械手8放置在导向帽2-5和举升爪3-4上，此时气动量仪测子2-9-6处于收缩状态，气动量仪2的拉杆2-7由控制气缸2-1拉动处于下极限处；
步骤2：举升爪3-4下行并保持浮动定位，在举升爪3-4与导向帽2-5的共同作用下，保持待测工件与气动量仪2主轴线基本同轴，并将待测工件套设在气动量仪2上，以支承座2-2的圆锥大径和基准平面定位，此时所有气动量仪测子2-9-6依旧处于收缩状态；
步骤3：所有气动量仪测子2-9-6释放，拉杆组件由控制气缸2-1推动上行至上极限，在弹性平衡环2-10和测子座2-9-3弹性铰链回复力的共同作用下，各气动量仪测子2-9-6接触待测工件内壁，并推动待测工件，对待测工件轴线进行微调；
步骤4：保持步骤3的状态，各喷嘴2-9-4喷射压缩空气，进行气动测量；
步骤5：经气-电转换，将所测数据传递到下位机4中，数据处理模块接收到由数据传输线路经下位机输入模块输入的对应测量值的电压信息后，分别计算工件各个受检横截面的关于直径的实时数据，将实时数据输入下位机控制模块，进行X-MR单值极差控制图的短期动态过程能力分析，并进行各检测项单项动态合格率的统计、控制，当短期动态合格率和/或动态过程能力不满足设定指标时，立即报警。并可根据设定方案选择停止生产指令，传递到关联设备，并将实时数据传输给上位机，进行全面SPC分析控制及整条生产线的联机控制；
步骤6：气动量仪测子2-9-6收缩，与待测工件内壁产生间隙，拉杆组件由控制气缸2-1拉动至下极限，举升爪3-4在升降气缸3-3的推动下上行，由移载机械手8取下工件，根据步骤5所处理的对应数据，将工件区别存放。
本发明中立柱2-4为二段异径的同轴光滑圆柱，大轴颈较长，用以安装导向帽2-5和气动测量环2-9，小轴颈用于安装支承座2-2，每根立柱2-4沿轴向布置了一组销孔以固定气动测量环2-9，具体孔位及孔数由被检工件的检测截面位置决定，本实施例为每根立柱5孔；所述拉杆2-7也为二段异径的同轴光滑圆柱，大轴颈为主体，沿轴向布置数对环槽2-11，具体数量和位置由被检工件的被测截面的数量及位置确定，本实施例为5对共10槽;小轴颈位于拉杆的下端，用于通过浮动接头2-8联接控制气缸2-1的活塞杆。
本发明中导向帽2-5为一圆锥和圆柱的组合形状，上段为圆锥体，所述圆锥的大径与圆柱直径相等，其取值范围为被测工件内径减去上件所需间隙，一般情况下，间隙取0.3mm至1mm，圆锥的小径取值范围为被测工件内径减去移载装置上件误差并留有间隙，用以将工件顺利导入，环绕导向帽2-5的中心，均布有3个台阶孔，分别与3个立柱相装配。
本发明中自润滑轴承一2-3和自润滑轴承二2-6均由钢背、铜基粉末治金和改性涂层复合而成，对钢质高硬度光滑表面具有很好的减摩、耐磨作用，满足导向帽、底座和中心拉杆之间长期稳定的无油自润滑要求。
本发明中的每组气动测量环在使用中配置气动测量模块的数量，可根据需要配置，主要是满足最大直径、最小直径、圆度等指标的检测精度(釆样点数)，本实施例配置为3对气动测量模块/每气动测量环。
本发明中支承环2-9-2为扁平环，其上均布3个对应立柱2-4的定位孔，与立柱相匹配，支承环2-9-2可沿立柱2-4轴向移动并通过可控式定位销固定，其轴向位置根据被测产品技术要求确定，以适应同一直径系列多种长度规格及要求的产品测量。
本发明中弹性平衡环2-10为横截面为矩形的圆环状金属弹簧，装配后应有一定径向预紧，其预紧力推动各测子座沿径向向外位移，并足以带动测子推动工件进行轴线微调，在沿某一直径关于主轴线对称布置的一对测子座在该直径方向上，预紧力大小基本相等，互为作用力与反作用力，对应每对测子座直径方向上的预紧力应大于测径向子座弹性铰链处的弹性回复力3倍以上，用以补偿弹性铰链的弹性回复力互相之间的差异。
弹性平衡环2-10可以保证同一直径方向上，每对测子与工件内壁的接触力基本相等，并推动工件对轴线进行微调，由于工件下端径向已由支承座2-2的圆锥体进行了较准确的定位，所以测子推动的结果，是将工件内表面轴线进行微量调整，即从微量偏斜推动回正，使该对测子座内壁与对应喷嘴的气隙趋于基本相等，目的使测量值保持在线性范围以内，减小气动测量非线性误差，同等测量精度下，可增大量程。
本发明中驱动盘2-9-8是带多个压脚的曲边盘状零件，压脚的数量及分布角度与气动测量环对应，每个压脚端部为斜面，对应于测子座凹槽的斜面，将驱动盘2-9-8轴向运动转变为测子座自由端2-9-12的径向运动，进而带动测子收/放。
本发明中卡环2-9-11为带有开口的圆环形金属弹性体，圆环非开口处的横截面为矩形，其作用为轴向金属法兰2-9-9、橡胶弹簧2-9-1和驱动盘2-9-8产生预紧力并传递轴向载荷。
本发明中控制气缸2-1由二位四通电磁阀控制运行，当有杆腔充气时，活塞向下运动并驱动拉杆至下极限，对应测子向内收缩，当无杆腔充气时，活塞向上运动并驱动拉杆至上极限，对应测子向外释放，控制气缸2-1的活塞杆通过浮动接头2-8与拉杆下端联接，缸体与支架挠性连接。
参见图3和图9，每个进气口2-9-5串联一个压电传感器33和一个电磁阀32连通至供气管路的三联件，压电传感器33输出的电压信号接入信号线路43，各电磁阀32的电磁线圈321接入励磁电路，通断由下位机4进行实时控制，支承座和导向帽上设有接近开关，向下位机4提供工件的位置信号，作为控制励磁电流通/断的先决条件之一，每个压电传感器33输出的电压信号通过传输线路43接入下位机4的数据处理模块，计算关于各测量截面的直径的实时数据，并将实时数据输入上位机6，进行储存、判定、SPC分析，当动态过程能力不满足时，通过输出模块向前序的数控定径设备7提供扩径量等工艺参数的调整指令，直至过程能为满足，过对储存数据长期过程能力的分析，及时提示影响产品质量的因素的变异及改进依据，同时由上位机6的输出模块向移载机械手8发出工件合格/不合格的后续处理指令，对不合格进行隔离；SPC分析数据及实时测量数据、质量判定信息均在上位机6的触摸屏上动态显示，并对不合格品报警/统计。
参见图8，压缩空气经三联件51向自动装卸件装置3供气，升降气缸调压阀52和控制气缸调压阀55可通过电控系统调节，以适应工件特性和工作状态的变化，各气路的断/通/换向由各自电磁换向阀实现，电磁换向阀的励磁电流由励磁电源提供，由电控系统下位机4控制，导向帽和支承座各装置有接近开关，监控工件所处位置并将信号反馈至下位机4，作为改变执行元件工作状态的先决条件，当出现工件未安放到基准或未举升的卸件高度或中途卡滞等异常情况时，设备不进行下一步工作，进行自检并发出相应报警信息。
在具体实施中，本发明的测量方法是按如下步骤进行测量：
步骤1：待测工件由外置的移载机械手8放置在导向帽2-5和举升爪3-4上，此时气动量仪测子2-9-6处于收缩状态，气动量仪2的拉杆2-7由控制气缸2-1拉动处于下极限处；
步骤2：举升爪3-4下行并保持浮动定位，在举升爪3-4与导向帽2-5的共同作用下，保持待测工件与气动量仪2主轴线基本同轴，并将待测工件套设在气动量仪2上，以支承座2-2的圆锥大径和基准平面定位，此时所有气动量仪测子2-9-6依旧处于收缩状态；
步骤3：所有气动量仪测子2-9-6释放，拉杆2-7由控制气缸2-1推动上行至上极限，在弹性平衡环2-10和测子座2-9-3弹性铰链回复力矩的共同作用下，各气动量仪测子2-9-6接触待测工件内壁，并推动待测工件，对待测工件轴线进行微调；
步骤4：保持步骤3的状态，各喷嘴2-9-4喷射压缩空气，进行气动测量；
步骤5：经气-电转换，将所测数据传递到下位机4，数据处理模块接收到由数据传输线路经下位机输入模块输入的对应测量值的电压信息后，分别计算工件各个受检横截面的关于直径的实时数据，将实时数据输入下位机控制模块，进行X-MR单值极差控制图的短期动态过程能力分析，并进行各检测项单项动态合格率的统计、控制，当短期动态合格率和/或动态过程能力不满足设定指标时，立即报警；并可根据设定方案选择停止生产指令，传递到关联设备，并将实时数据传输给上位机，进行全面SPC分析控制及整条生产线的联机控制；
步骤6：气动量仪测子2-9-6收缩，与待测工件内壁产生间隙，拉杆2-7由控制气缸2-1拉动至下极限，举升爪3-4在升降气缸3-3的推动下上行，由移载机械手8取下工件，根据步骤5所处理完毕的数据，将工件区别存放。
在具体实施中，支承座的圆锥体小径为148mm，大径为149.7mm，工件名义内径150mm，最小内径149.8mm，支承座对工件下端内圆进行导向和轴线定位；每根立柱则沿轴向布置了6个销孔，用以固定3个气动测量环，组合成5档测量位置，供4种长度规格的产品检测，导向帽的的大径与圆柱直径相等，考虑到移载机械手抓取工件下端中心点的重复精度，大径取149.5mm，导向帽的小径取147mm，用以将工件顺利导入，气动量仪测子2-9-6曲面边缘曲率半径为工件内径的1/20，而中心部位的曲率半径为1/10工件内径，每个喷嘴2-9-4与对应的测子座2-9-3内表面形成气隙，平均气隙为0.10mm，所采用的驱动盘为带6个压脚的曲边盘状零件，每个压脚端部斜面斜度为1：8，所采用的橡胶弹簧的邵尔硬度为70-80，装配后，相对原始厚度有1:7的预紧度，所采用的控制气缸为双作用小型气缸，缸径75mm，由2位4通电磁阀控制运行，在自动装卸件装置中，采用3个举升爪，举升爪的导向角为5°，之后按照步骤进行测量操作。
Claims (13)
1.一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统，主要包括：工作台、测子可控接触式气动量仪、自动装卸件装置、由上-下位机组成的二级控制系统和SPC分析系统，其特征在于：所述工作台（1）上固定有测子可控接触式气动量仪（2），所述测子可控接触式气动量仪（2）的周围设有自动装卸件装置（3），所述自动装卸件装置（3）则安装在工作台（1）上，工作台（1）一侧固定有下位机（4），在工作台（1）的附近位置设有外置的上位机（6）以及可组成筒体生产线的定径设备（7）、移载机械手（8）、辅助设备（9）。
2.根据权利要求1所述的一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统，其特征在于：所述测子可控接触式气动量仪（2）主要由基础支架、气动测量环（2-9）、拉杆组件、气动测量气管路和数据处理模块组成，所述气动测量环（2-9）固定在基础支架上，所述测子可控接触式气动量仪(2)为测子可收放的接触式气动量仪，所述基础支架主要由立柱（2-4）、支承座（2-2）、导向帽（2-5）、自润滑轴承一(2-3)、自润滑轴承二(2-6)组成，支承座（2-2）上表面的中心位置设有一凸起圆锥体，起到导向和定位作用；所述支承座（2-2）的中央设有通孔一，通孔一内嵌设有自润滑轴承一（2-3），在支承座（2-2）上围绕支承座（2-2）的中心轴线均布有3个立柱（2-4），所述立柱（2-4）的底端穿过支承座（2-2）釆用螺纹固定，立柱（2-4）的顶端固定在导向帽（2-5）中，所述导向帽（2-5）的上部为圆锥体，作为装件时的导向，导向帽（2-5）的下部为圆柱体，配合自动装卸件装置（3）作为浮动定位的轴线基准之一，所述导向帽（2-5）的中心位置开设有台阶孔，台阶孔中嵌设有自润滑轴承二（2-6），拉杆组件的拉杆顶端嵌设在自润滑轴承（2-6）中，拉杆组件的拉杆底端嵌设在自润滑轴承一（2-3）中，所述拉杆组件的拉杆底端与浮动接头（2-8）的顶端相连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统，其特征在于：工作台（1）的台面中央开设有通孔二（1-1），所述拉杆组件上套设有气动测量环（2-9），所述拉杆组件的拉杆(2-7)上还开设有数对环槽（2-11），所述每对环槽（2-11）的开设位置对应于气动测量环（2-9）的位置，所述在台阶孔的顶部盖设有顶盖（2-12），所述拉杆组件主要是由拉杆（2-7）、驱动盘（2-9-8）、橡胶-金属连接件、卡环（2-9-11）组成，所述橡胶-金属连接件是由橡胶弹簧(2-9-1)与金属法兰（2-9-9）之间采用硫化的方式形成的整体，所述控制气缸（2-1）的缸体则采用弹性元件与工作台（1）挠性连接，控制气缸（2-1）的活塞杆与浮动接头（2-8）相连，所述驱动盘（2-9-8）套设在拉杆（2-7）上，且驱动盘（2-9-8）位于两道环槽（2-11）之间，两道环槽（2-11）中均嵌设有卡环（2-9-11），位于上方的卡环（2-9-11）的外缘卡设在金属法兰（2-9-9）上，位于下方的卡环（2-9-11）则托住驱动盘（2-9-8）的底面，使驱动盘（2-9-8）位于两道环槽（2-11）之间，并进行预紧；
所述金属法兰（2-9-9）的下表面与驱动盘（2-9-8）的上表面之间设有橡胶弹簧（2-9-1）。
4.根据权利要求1所述的一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统，其特征在于：所述自动装卸件装置（3）主要由升降板（3-1）、举升爪（3-4）、升降气缸（3-3）、直线导轨(3-2)组成，升降板（3-1）的中央采用固定螺栓与贯穿工作台（1）台面的直线导轨（3-2）、升降气缸（3-3）相连，在靠近气动测量仪方向的升降板（3-1）的下表面采用螺钉固定有可沿径向调整以适应不同壁厚的工件定位的举升爪（3-4），所述举升爪（3-4）上端接近工件的一侧设有导向角，所述导向角的角度相对主轴线为3°~15°；由导向帽(2-5)的圆柱表面、升降爪(3-4)径向/轴向定位面和支承座(2-2)的圆锥表面构成工件装卸/上-下移动过程中的浮动定位。
5.根据权利要求1所述的一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统，其特征在于：所述上-下位机可以采用增强型集散式(DCS)系统组态，也可采用现场总线系统组态；所述增强型集散式系统，主要在下位机中植入了X-MR单值移动极差过程能力分析控制软件和动态合格率控制程序，当短期内动态过程能力和/或动态合格率出现异常，不满足设定指标时，下位机及时进行报警，并可根据设定方案选择自动停止相关设备运行，提高了下位机自主控制能力，防止当上位机或传输系统发生故障时，导致产品发生批量质量缺陷，当上位机及传输系统发生故障时，通过切换，下位机和直径整定设备及移载装置也可应急组合运行，上位机可通过输入输出模块，和相关外围设备组成增强型DCS或FCS自动控制系统。
6.根据权利要求1所述的一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统，其特征在于：所述SPC分析系统主要装备于上位机中，可对短期\中长期过程能力进行统计分析和控制，可分别评价各类测量数据的均值、偏离量、离散度指标，并可直接显示表征正态分布状态的直方图，表征均值-极差变化状态的-R控制图，以提供对影响过程能力各因素的分析研究；部分短期动态控制功能，分散至下位机，作为二级控制系统的冗余配置，并增强了测量系统的自主分析/控制能力。
7.根据权利要求2所述的一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统，其特征在于：所述气动测量环（2-9）主要由弹性平衡环（2-10）、支承环（2-9-2）和气动测量模块组成，所述气动测量模块主要由测子座（2-9-3）、喷嘴（2-9-4）、气动量仪测子（2-9-6）、防松螺套、进气口（2-9-5）组成，所述测子座（2-9-3）嵌设在支承环（2-9-2）的滑槽中，构成仅可在所指定轴向平面内进行平动的运动副；支承环（2-9-2）的底面采用带圆柱销的螺钉与测子座（2-9-3）相固定，所述支承环（2-9-2）内嵌设有气密性螺纹和指向并垂直于主轴线的气道，用于安装喷嘴(2-9-4)和进气口(2-9-5)，所述进气口利用测量气管路与电磁阀、压电传感器（33）相连；
所述测子座（2-9-3）为带弹性铰链的杠杆，测子座（2-9-3）外缘偏上的位置利用防松螺套固定有气动量仪测子（2-9-6），测子座（2-9-3）的顶面靠近驱动盘(2-9-8)压脚的位置开设有带有斜面的卡槽（2-9-7），卡槽（2-9-7）的斜面可与驱动盘（2-9-8）的压脚的斜面相配合，将轴向运动转化为径向运动，提供测子座和测子向内收缩的径向作用力，所述测子座（2-9-3）的内圈靠上的位置开有凹槽（2-9-10），所述凹槽（2-9-10）与弹性平衡环（2-10）的边缘相卡合，并使弹性平衡环预紧，由弹性平衡环(2-10)为主，向测子座及测子提供向外运动的弹性回复力；
所述气动测量环（2-9）中气动测量模块的数量由被检工件的检测要求确定，但必需为偶数，并且一对气动测量模块在同一直径上关于主轴线对称布置；
所述弹性平衡环（2-10）为横截面为矩形的圆环状金属弹簧。
8.根据权利要求2所述的一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统，其特征在于：所述气动测量气管路连接如下：每个喷嘴(2-9-4)通过支承环对应气道连接进气口(2-9-5)，每个进气口(2-9-5)串联一个压电传感器（33），位于同一直径所对应的2个压电传感器（33）并联后和一个电磁阀串联，再连通至供气管路的三联件，
各电磁阀的电磁线圈接入励磁电路，通断由下位机进行实时控制，所述支承座(2-2)和所述导向帽(2-5)的周边设有接近开关，向下位机提供工件的位置信号，作为控制励磁电流通/断的先决条件之一，每个压电传感器（33）输出的电压信号接入信号传输线路输出至下位机的输入模块和数据处理模块；
所述数据处理模块接收到由数据传输线路经下位机输入模块输入的对应测量值的电压信息后，分别计算工件各个受检横截面的关于直径的实时数据；
每个受检横截面的测量值数据主要包括:
同一截面上各指定方向上的直径;
同一截面上的最大、最小直径和圆度;
工件内表面的锥度以及轴线直线度检测项目；
将实时数据输入下位机控制模块，进行X-MR单值极差控制图的短期动态过程能力分析，并进行各检测项单项动态合格率的统计、控制。
9.根据权利要求3所述的一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统，其特征在于：所述橡胶弹簧(2-9-1)的初始轴向截面为二端厚中间薄的双蜂腰形，在装配时预紧，预紧后其轴向截面为中间较厚的双鼓形；所述橡胶弹簧(2-9-1)的邵尔硬度为65-80。
10.根据权利要求2或3所述的一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统，其特征在于：所述测子可控接触式气动量仪(2)在装/卸件状态和工件上、下运行过程中，所有气动量仪测子(2-9-6)在系统控制下，通过控制气缸(2-1)和拉杆组件、测子座(2-9-3)装置驱动，向内收缩，使气动量仪测子(2-9-6)和工件内表面间形成有利于工件导入/上、下运行/取出的合理间隙，并减少测子摩损；
所述测子可控接触式气动量仪(2)由于装置了弹性平衡环(2-10)，在弹性平衡环回复力作用下使被测横截面同一直径上的一对测子与筒体内壁的接触力趋于相等，驱动工件进行精确定位，减小工件内表面轴线相对气动量仪主轴线的同轴度误差，
从而使这对测子座内表面与对应喷嘴的气隙趋于相等，使气体压力-间隙曲线的线性部份得到充份利用，减小测量值的非线性误差。
11.根据权利要求7所述的一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统，其特征在于：所述气动量仪测子（2-9-6）为一尾段带螺纹的曲面构件，其曲面边缘曲率半径较小，而中心部位的曲率半径较大，为待测工件内径的1/10至1/5，所述气动量仪测子（2-9-6）的端部曲面的表面硬度≥HV750，所述气动量仪测子（2-9-6）由尾段的螺纹和防松螺套配合后固定在测子座（2-9-3）的螺孔中，所述气动量仪测子（2-9-6）在控制气缸（2-1）、拉杆组件、测子座（2-9-3）的驱动下，会与待测工件内表面形成间隙，便于待测工件的导入、上下运行和取出。
12.根据权利要求7所述的一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统，其特征在于：所述喷嘴（2-9-4）为气动测量圆锥形喷嘴（2-9-4），每个喷嘴（2-9-4）与对应的测子座（2-9-3）内表面之间存在气隙，气隙的大小对应所测工件的直径，并决定了对应的输入气压，作为气动量仪测量值的原始输出。
13.基于权利要求1所述的一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统的测量方法，其特征在于：按如下步骤进行测量：
步骤1：待测工件由外置的移载机械手（8）放置在导向帽（2-5）和举升爪（3-4）上，此时气动量仪测子（2-9-6）处于收缩状态，气动量仪（2）的拉杆（2-7）由控制气缸（2-1）拉动处于下极限处；
步骤2：举升爪（3-4）下行并保持浮动定位，在举升爪（3-4）与导向帽（2-5）的共同作用下，保持待测工件与气动量仪（2）主轴线基本同轴，并将待测工件套设在气动量仪（2）上，以支承座（2-2）的圆锥大径和基准平面定位，此时所有气动量仪测子（2-9-6）依旧处于收缩状态；
步骤3：所有气动量仪测子（2-9-6）释放，拉杆组件由控制气缸（2-1）推动上行至上极限，在弹性平衡环（2-10）和测子座（2-9-3）弹性铰链回复力的共同作用下，各气动量仪测子（2-9-6）接触待测工件内壁，并推动待测工件，对待测工件轴线进行微调；
步骤4：保持步骤3的状态，各喷嘴（2-9-4）喷射压缩空气，进行气动测量；
步骤5：经气-电转换，将所测数据传递到下位机（4），数据处理模块接收到由数据传输线路经下位机输入模块输入的对应测量值的电压信息后，分别计算工件各个受检横截面的关于直径的实时数据，将实时数据输入下位机控制模块，进行X-MR单值极差控制图的短期动态过程能力分析，并进行各检测项单项动态合格率的统计、控制，当短期动态合格率和/或动态过程能力不满足设定指标时，立即报警；
并可根据设定方案选择停止生产指令，传递到关联设备，并将实时数据传输给上位机，进行全面SPC分析控制及整条生产线的联机控制；
步骤6：气动量仪测子（2-9-6）收缩，与待测工件内壁产生间隙，拉杆组件由控制气缸（2-1）拉动至下极限，举升爪（3-4）在升降气缸（3-3）的推动下上行，由移载机械手（8）取下工件，根据步骤5所处理的对应数据，将工件区别存放。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811267530.7A CN109163693A (zh) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | 一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811267530.7A CN109163693A (zh) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | 一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109163693A true CN109163693A (zh) | 2019-01-08 |
Family
ID=64875439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811267530.7A Pending CN109163693A (zh) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | 一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109163693A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109939949A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-06-28 | 苏州工业职业技术学院 | 一种双工位方形凸台检测机 |
| CN113446969A (zh) * | 2021-09-01 | 2021-09-28 | 山东铭弘新能源科技有限公司 | 轴承盖自动线在线测量系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980075605A (ko) * | 1997-03-31 | 1998-11-16 | 윤종용 | 반도체 제조용 설비의 관리방법 |
| CN103256909A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-08-21 | 华北水利水电学院 | 水轮机转轮检修用圆度测量装置 |
| CN103389053A (zh) * | 2012-05-10 | 2013-11-13 | 上海云飞工贸发展有限公司 | 压缩机筒体平均内径测量仪 |
| CN204881561U (zh) * | 2015-07-22 | 2015-12-16 | 郑州中量测控科技有限公司 | 一种气动内径测量装置 |
| CN207487618U (zh) * | 2017-11-10 | 2018-06-12 | 长安大学 | 一种采用气动测量的高精度自动测量内径的工具 |
| CN208937001U (zh) * | 2018-10-29 | 2019-06-04 | 上海云飞工贸发展有限公司 | 一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统 |
-
2018
- 2018-10-29 CN CN201811267530.7A patent/CN109163693A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980075605A (ko) * | 1997-03-31 | 1998-11-16 | 윤종용 | 반도체 제조용 설비의 관리방법 |
| CN103389053A (zh) * | 2012-05-10 | 2013-11-13 | 上海云飞工贸发展有限公司 | 压缩机筒体平均内径测量仪 |
| CN103256909A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-08-21 | 华北水利水电学院 | 水轮机转轮检修用圆度测量装置 |
| CN204881561U (zh) * | 2015-07-22 | 2015-12-16 | 郑州中量测控科技有限公司 | 一种气动内径测量装置 |
| CN207487618U (zh) * | 2017-11-10 | 2018-06-12 | 长安大学 | 一种采用气动测量的高精度自动测量内径的工具 |
| CN208937001U (zh) * | 2018-10-29 | 2019-06-04 | 上海云飞工贸发展有限公司 | 一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109939949A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-06-28 | 苏州工业职业技术学院 | 一种双工位方形凸台检测机 |
| CN113446969A (zh) * | 2021-09-01 | 2021-09-28 | 山东铭弘新能源科技有限公司 | 轴承盖自动线在线测量系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101216283B (zh) | 一种大型精密轴承径向游隙多功能自动测量方法 | |
| CN100570300C (zh) | 一种间接测量成对轴承预紧力的测量方法及测量仪 | |
| CN109163693A (zh) | 一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统 | |
| CN104792533B (zh) | 一种数控机床主轴热误差成因综合试验平台及测试方法 | |
| CN107110702B (zh) | 具有载荷更换装置的秤和用于其运行的方法 | |
| CN208937001U (zh) | 一种用于压缩机筒体生产线的筒体内径自动测量系统 | |
| CN104568105B (zh) | 具有用于校正偏心荷载误差的设备的称量单元和用于校正偏心荷载误差的方法 | |
| CN102411066A (zh) | 三轴向加速度传感器的校准装置及其校准方法 | |
| CN110296831A (zh) | 电主轴气动加载装置与状态监测系统 | |
| CN105675206A (zh) | 广义力加载多维测力台标定装置及其标定方法 | |
| CN109341486A (zh) | 一种系统化沟道轴承内外圈测量装置及其测量方法 | |
| CN110296679B (zh) | 一种具备阀杆长期形变监测能力的装置及监测方法 | |
| CN110676187B (zh) | 一种光电探测器光敏面中心精确测量装置及方法 | |
| CN101566454B (zh) | 检查鼓式刹车片的尺寸精度的方法和装置 | |
| CN207214983U (zh) | 汽车轮毂轴承小内圈轴向特征量测量装置 | |
| KR20040072551A (ko) | 인-프로세스형 유압서보밸브의 성능진단방법 | |
| CN108415134A (zh) | 动态调整放线张力的套管放线装置、调整方法及主控系统 | |
| KR100430559B1 (ko) | 분동교환장치 및 그 장치를 이용한 계측기 교정방법 | |
| CN210108221U (zh) | 一种轴承截面厚度测量装置 | |
| CN106153318A (zh) | 精密衬套活门偶件性能试验测量装置 | |
| CN108931377A (zh) | 一种精密轴系内外隔圈定量修研方法 | |
| CN206832406U (zh) | 一种自动化压力计 | |
| CN109374161A (zh) | 一种用于超导磁体拉杆的拉力采集装置 | |
| CN213932917U (zh) | 一种机车电空阀电磁力测量装置 | |
| CN218496304U (zh) | 一种电磁力测试工装 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |