CN109443216B - 一种扫描测试用零件定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种扫描测试用零件定位装置。该零件定位装置包括底架；升降装置，设置在所述底架上；旋转装置，设置在所述升降装置的顶部，所述升降装置能带动所述旋转装置上下移动；支撑装置，设置在所述旋转装置的顶部，所述旋转装置能带动所述支撑装置在水平面内旋转后固定，所述支撑装置包括支撑组件和固定组件；带有缺口的环状体，其中轴线平行于水平面，在中轴线的两侧沿所述环状体的周边开设有第一凹槽，所述支撑组件与所述第一凹槽导向配合，所述支撑组件用于支撑所述环状体，所述环状体能围绕其中轴线旋转。本发明提出的一种零件定位装置整体结构紧凑，方便拆装和扫描，提高扫描效率。

Description

一种扫描测试用零件定位装置

技术领域

本发明涉及试验技术及装备制造领域，尤其涉及一种扫描测试用的零件定位装置。

背景技术

零件，例如弯管零件，是用来改变管道方向的一类零件，常见于管子的交叉，弯转，绕梁等处。无论汽车制造，航天制造，工程机械，能源重工，轨道交通，或是空调配管，石油运输，工程机械，家具卫浴，摩托车制，它在各种行业上均有广泛运用。由于弯管零件受材料材质和加工条件等影响，存在容易回弹，易变形等问题，需要定期测量检验，实现对加工参数的优化调整。定位装置则用来定位零件以方便进行扫描测试用。

目前国内通常利用关节臂来定位零件，并配合扫描头进行扫描测量，其刚性不好，重复性差，需人工修复扫描后以解决分层问题。国外测量辅助系统虽然扫描测量效果好，但是设备成本高，需要专用场地和测量室，无法上门标定且测量单一。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种扫描测试用零件定位装置，整体结构紧凑，方便拆装和扫描，其环状体能围绕其中轴线旋转以带动被检测零件旋转，无遮挡，提高扫描效率。

具体地，本发明提出了一种扫描测试用零件定位装置，包括，

底架；

升降装置，设置在所述底架上；

旋转装置，设置在所述升降装置的顶部，所述升降装置能带动所述旋转装置上下移动；

支撑装置，设置在所述旋转装置的顶部，所述旋转装置能带动所述支撑装置在水平面内旋转后固定，所述支撑装置包括支撑组件和固定组件；

带有缺口的环状体，其中轴线平行于水平面，在中轴线的两侧沿所述环状体的周边开设有第一凹槽，所述支撑组件与所述第一凹槽导向配合，所述支撑组件用于支撑所述环状体，所述环状体能围绕其中轴线旋转，并通过所述固定组件固定，在所述环状体中轴线一侧的周边开设有第二凹槽；

多个夹紧组件，与所述第二凹槽配合固定，用于夹持待检测的零件。

根据本发明的一个实施例，所述支撑装置还包括固定板，所述固定板固定在所述旋转装置的顶部，所述支撑组件和固定组件设置在所述固定板上；

所述支撑组件包括支撑架及设置在所述支撑架上的多个约束轴承组，多个所述约束轴承组布置在所述环状体的中轴线两侧，每个所述约束轴承组包括上轴承和下轴承，所述上轴承与所述第一凹槽嵌合，所述下轴承抵靠在所述环状体的外缘。

根据本发明的一个实施例，所述支撑组件包括6个所述约束轴承组，对称均布在所述环状体的中轴线的两侧。

根据本发明的一个实施例，所述缺口两端与所述环状体中心连线的夹角大于所述环状体同侧的相邻两个所述约束轴承组与所述环状体中心连线的夹角，且小于所述环状体同侧的间隔相邻的两个所述约束轴承组与所述环状体中心连线的夹角。

根据本发明的一个实施例，所述固定组件包括固定块及与所述固定块连接的固定螺钉，所述固定螺钉穿设在所述支撑架上，旋转所述固定螺钉，使所述固定块移动并紧贴所述环状体的外缘表面，所述固定组件用于固定所述环状体。

根据本发明的一个实施例，所述夹紧组件包括夹紧座、夹紧臂和夹头，所述夹紧座和夹头设置在所述夹紧臂的两端，所述夹紧座与所述第二凹槽嵌合，所述夹紧座能在所述第二凹槽内滑移并固定。

根据本发明的一个实施例，在垂直投影方向上，所述夹头落在所述支撑装置外。

根据本发明的一个实施例，所述旋转装置为一旋转轴承，包括上部的旋转部和位于下方的固定部，在所述旋转部和固定部之间设有滚珠轴承，所述旋转部能相对所述固定部旋转，所述固定板固定在所述旋转部的顶部。

根据本发明的一个实施例，所述升降装置包括固定管、丝杆和升降螺母，所述丝杆设置在所述固定管内，所述升降螺母设置在所述固定管的顶部且与所述丝杆转动配合，旋转所述升降螺母能带动所述丝杆上下移动，所述旋转装置固定在所述丝杆的顶部，所述旋转装置跟随所述丝杆上下移动。

根据本发明的一个实施例，在所述升降螺母上向外延伸多个螺母把手。

本发明提供的一种扫描测试用零件定位装置，整体结构紧凑，方便拆装，其环状体能完成升降，水平面内旋转和绕自身中轴线旋转，以带动被检测零件跟随动作，方便扫描零件的各个部分，无遮挡，提高扫描效率。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1是本发明的零件定位装置的结构示意图。

图2A是本发明的零件定位装置的正视图。

图2B是图2A的左视图。

图3A是本发明的零件定位装置在夹持方形平面板材状态下的正视图。

图3B是图3A的左视图。

图4A是本发明的零件定位装置在夹持长形薄壁零件状态下的正视图。

图4B是图4A的左视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

零件定位装置	100	底架	101
				升降装置	102	旋转装置	103
支撑装置	104	环状体	105
				夹紧组件	106	支撑组件	107
固定组件	108	缺口	109
				第一凹槽	110	第二凹槽	111
固定板	112	支撑架	113
				约束轴承组	114	上轴承	115
下轴承	116	固定块	117
				固定螺钉	118	夹紧座	119
夹紧臂	120	夹头	121
				旋转部	122	固定部	123
旋转定位销	124	固定管	125
				升降螺母	126	螺母把手	127
脚轮	128	方形被测零件	129
				升降固定螺栓	130	长条形被测零件	131

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

图1是本发明的零件定位装置的结构示意图。图2A是本发明的零件定位装置的正视图。图2B是图2A的左视图。图3A是本发明的零件定位装置在夹持方形平面板材状态下的正视图。图3B是图3A的左视图。图4A是本发明的零件定位装置在夹持长形薄壁零件状态下的正视图。图4B是图4A的左视图。如图所示，零件定位装置100适用与对零件的测试扫描，尤其适用于薄壁零件的蓝光扫描。该零件定位装置100主要包括底架101、升降装置102、旋转装置103、支撑装置104、环状体105和多个夹紧组件106(参考图3B和图4B)。

其中，升降装置102固定设置在底架101上，旋转装置103设置在升降装置102的顶部，支撑装置104设置在旋转装置103的顶部，环状体105由支撑装置104支撑。升降装置102能带动旋转装置103上下移动，旋转装置103能带动支撑装置104在水平面内旋转后固定。环状体105的中轴线平行于水平面，由此，环状体105能通过升降装置102上升或下降至一合适高度，并通过旋转装置103完成在水平面内的旋转，以利于扫描仪对由夹紧组件106夹持的被测组件选取合适的扫描角度。

进一步的，支撑装置104包括支撑组件107和固定组件108。环状体105上开设有缺口109，在其中轴线的两侧沿环状体105的周边开设有第一凹槽110，支撑组件107与第一凹槽110导向配合，支撑组件107用于支撑环状体105，并使环状体105能围绕其中轴线旋转。环状体105旋转至合适角度，通过固定组件108固定。此外，在环状体105中轴线一侧的周边开设有第二凹槽111，多个夹紧组件106能够与第二凹槽111配合固定，夹紧组件106用于夹持待检测的零件。

较佳地，第一凹槽110和第二凹槽111呈弧形，且连续的开设在环状体105的周边。更佳地，第二凹槽111比第一凹槽110更靠近环状体105的中轴线，以便夹紧组件106和支撑组件107在零件定位装置100的测试调整过程中相互间不会产生干扰。

较佳地，支撑装置104还包括固定板112。固定板112固定在旋转装置103的顶部，支撑组件107和固定组件108设置在固定板112上。容易理解的，固定板112可以通过升降装置102上升或下降，并通过旋转装置103完成在水平面内的旋转。支撑组件107进一步包括支撑架113及设置在支撑架113上的多个约束轴承组114。多个约束轴承组114布置在环状体105的中轴线两侧，每个约束轴承组114包括上轴承115和下轴承116，上轴承115与第一凹槽110嵌合，下轴承116抵靠在环状体105的外缘。具体来说，每个约束轴承组114的上、下轴承115、116相当于一个抓手，借由第一凹槽110和环状体105的外缘支撑环状体105。多个下轴承116托住环状体105的外缘起到支撑作用。多个上轴承115嵌合在第一凹槽110内起到限位作用，以限制环状体105仅能围绕其中轴线旋转。在环状体105旋转过程中，上轴承115能够在第一凹槽110内相对第一凹槽110移动。

较佳地，支撑组件107包括6个约束轴承组114。6个约束轴承组114两两相对，对称布置在环状体105的中轴线的两侧，在支撑架113上均匀间隔设置，相当于三对抓手，有效支撑环状体105。

更佳地，缺口109两端与环状体105中心连线的夹角大于环状体105同侧的相邻两个约束轴承组114与环状体105中心连线的夹角，方便该环状体105的安装和卸载。同时，缺口109对应的夹角应小于环状体105同侧的间隔相邻的两个约束轴承组114与环状体105中心连线的夹角，这样环状体105在旋转过程中不会轻易地脱离支撑组件107。

较佳地，固定组件108包括固定块117及与固定块117连接的固定螺钉118。固定螺钉118穿设在支撑架113上，旋转固定螺钉118，使固定块117移动并紧贴环状体105的外缘表面。参考图2A，在此实施例中包含两个固定组件108，两个固定块117沿支撑架113的长度方向依两侧相向运动直至贴合环状体105的外缘，以固定环状体105，保证在扫描状态下环状体105不会绕其中轴线随意转动。

较佳地，夹紧组件106包括夹紧座119、夹紧臂120和夹头121。夹紧组件106用于夹持待测零件。夹紧座119和夹头121设置在夹紧臂120的两端。夹紧座119与第二凹槽111嵌合，夹紧座119能在第二凹槽111内滑移并固定。更佳地，第二凹槽111的槽底比槽口宽，其截面呈T型。夹紧座119上设有滚动轴承，夹紧组件106通过该滚动轴承与第二凹槽111嵌合。在夹紧座119上还设有定位螺母，将夹紧座119移动到第二凹槽111的合适位置，旋紧定位螺母即可固定该夹紧座119。容易理解的，环状体105上的缺口109作用除了方便环状体105在支撑装置104上的拆装以外，还方便夹紧组件106的装配，夹紧组件106可以通过夹紧座119从缺口109位置装入第二凹槽111。

较佳地，在垂直投影方向上，夹头121落在支撑装置104外。实际上，当夹紧组件106夹持住零件后，整个零件应从垂直投影方向上落在支撑装置104外。这样，当环状体105沿自身旋转以选取扫描位置时，支撑装置104不会干涉到零件定位装置100所夹持的被测零件。换言之，夹紧臂120沿水平方向具有一设定长度，以使夹头121尽量伸到支撑装置104的外侧。

较佳地，旋转装置103为一旋转轴承。旋转轴承包括上部的旋转部122和位于下方的固定部123。旋转部122能相对固定部123做360°旋转，固定板112固定在旋转部122的顶部。在旋转部122和固定部123之间还设有滚珠轴承，以提升旋转性能，减少两者之间的磨损。更佳地，在固定板112上设有旋转定位销124，该旋转定位销124用于定位固定板112的旋转角度。在固定板112的表面开设有插孔，该插孔贯穿固定板112和旋转部122，旋转定位销124伸入插孔并能与固定部123配合固定。在实际使用过程中，当需要转动环状体105时，拔出旋转定位销124，转动到合适位置时，插入旋转定位销124即可。作为举例而非限制，旋转轴承的旋转部122每转动30°就可以通过旋转定位销124接插固定。

较佳地，所述升降装置102包括固定管125、丝杆和升降螺母126。丝杆设置在固定管125内，升降螺母126设置在固定管125的顶部且与丝杆转动配合，旋转升降螺母126能带动丝杆上下移动而不会沿其轴线转动。丝杆长度方向的延长线应与环状体105中轴线垂直且相交。旋转装置103固定在丝杆的顶部，旋转装置103跟随丝杆上下移动。更佳地，在升降螺母126上向外延伸多个螺母把手127，方便操作人员通过转动该螺母把手127来旋转升降螺母126。

较佳地，底架101的底部还设有脚轮128，以方便移动整个零件定位装置100到指定位置。

以下结合图3A至图4B来具体描述零件定位装置100在夹持不同测试零件下的工作过程。

图3A和图3B中方形被测零件129为方形平面板材。扫描仪应位于图3A所示的正对方形被测零件129的方向上。测试过程是要对方形被测零件129的正、反面及四个侧面进行扫描，然后将每次扫描的结果录入电脑，再加以重叠（不能有分层），来重现方形被测零件129完整原型，进而对其进行数据测算，将结果与原设计进行比较，判断有无误差，是否合格。

开始工作时，先选择适合于方形被测零件129的夹紧组件106将方形被测零件129安装于图示位置，夹紧组件106的夹紧座119固定在第二凹槽111的弧形轨道。方形被测零件129需要扫描的面、线、点不能被任何东西遮挡，紧固夹紧组件106。旋转升降螺母126调节高度使方形被测零件129正对扫描仪。在旋转升降螺母126的一侧还设有升降固定螺栓130，拧紧升降固定螺栓130，固定方形被测零件129在垂直方向上的高度位置。方形被测零件129可以随着环状体105中轴线旋转，并跟随旋转装置103围绕丝杆的轴心线旋转。这样在空间旋转的方形被测零件129的任何面、线、点均能被扫描仪扫到。理想状态下，方形被测零件129在扫描进行时不能被任何东西遮挡（四个夹紧点夹在特征的延伸上可被忽略），所以方形被测零件129的整体应小于环状体105的内圈。这样当旋转装置103旋转180°后，方形被测零件129的背面无任何遮挡，可继续扫描作业。

在图3A所示位置扫描方形被测零件129的正面，拔出旋转定位销124，将环状体105绕丝杆轴线旋转180°即方形被测零件129翻转到背面，插上旋转定位销124，扫描方形被测零件129背面。结束后拔插旋转定位销124，将方形被测零件129旋转到图3B位置开始扫描侧面。四个侧面扫描只需将环状体105绕自身回转中心旋转至多270°即能全部扫到。两个固定组件108用于固定住旋转到位的环状体105，参考图3A。

在扫描检测过程中时，方形被测零件129可以在两个方向上的旋转，即绕丝杆轴心线旋转和绕环状体105回转中心旋转，使方形被测零件129始终处于竖直状态（厚度方向平行于水平面）。因此避免了较大的薄型板材在水平放置时因自身重量和刚性问题会产生中间部分往下突的现象。而在现有技术的测试过程中，难以避免上述情况发生，当方形平面板材上下颠倒以后，容易造成两次扫描后的影像不能完全重叠，影响到扫描结果。

图4A和图4B中的长条形被测零件131为长形薄壁零件。此时环状体105无法做的足够大从而将整个长条形被测零件131框在其内圈中。而且较大的环状体105体积更大、份量更重、成本高不经济、不利于外出测试时搬运。所以在这里可以很好的利用环状体105上的缺口109。缺口109大小可以根据长条形被测零件131的宽度且满足旋转时不脱离环状体105的支撑组件107而定。具体来说，缺口109完整显露了长条形被测零件131的反面，这样除了四个固定点外长形被测工件在反面、正面、侧面均没被遮挡。同时，长条形被测零件131在夹持状态下，其在垂直投影方向上落在支撑装置104之外。换言之，长条形被测零件131跟随环状体105围绕丝杆中心轴旋转180°或环状体105绕其自身旋转时，扫描仪可以对长条形被测零件131进行全面扫描，没有任何遮挡。

参考图4A，与图3A相比，两个夹紧组件106的夹紧座119可以移动到相对接近的位置，以夹持相对较窄或细长的长条形被测零件131。长条形被测零件131的扫描过程基本与方形被测零件129相同。

本发明提供的一种扫描测试用零件定位装置除了适用于上述两种测试零件外，还能够适用于被扫描检测工件为弯曲形状的管材，该零件定位装置具有以下优点：

整体结构紧凑，轻巧，适用短小或长条形测试零件。

主要分为升降装置、旋转装置、支撑装置和环状体，各部分拆装方便，选用钢性好、重量轻的材料，使整个装置便于携带、运输。

其环状体能完成升降，水平面内旋转和绕自身中轴线旋转，以带动被检测零件跟随动作，方便全方位无遮挡扫描，提高扫描效率。

现有技术中的零件定位装置通常设有中心轴，通过中心轴的旋转来带动被测零件旋转以扫描被测零件的各个侧面，但存在中心轴的遮挡而不利于扫描被测零件的正反面。在本发明的技术方案中取消了中心轴，通过环状体围绕其周边旋转来带动被测零件旋转，并可以通过平面旋转直接扫描被测零件的反面（无遮挡）。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (10)

1.一种扫描测试用零件定位装置，包括，

底架；

升降装置，设置在所述底架上；

旋转装置，设置在所述升降装置的顶部，所述升降装置能带动所述旋转装置上下移动；

支撑装置，设置在所述旋转装置的顶部，所述旋转装置能带动所述支撑装置在水平面内旋转后固定，所述支撑装置包括支撑组件和固定组件；

带有缺口的环状体，其中轴线平行于水平面，在中轴线的两侧沿所述环状体的周边开设有第一凹槽，所述支撑组件与所述第一凹槽导向配合，所述支撑组件用于支撑所述环状体，所述环状体能围绕其中轴线旋转，并通过所述固定组件固定，在所述环状体中轴线一侧的周边开设有第二凹槽；

多个夹紧组件，与所述第二凹槽配合固定，用于夹持待检测的零件。

2.如权利要求1所述的扫描测试用零件定位装置，其特征在于，所述支撑装置还包括固定板，所述固定板固定在所述旋转装置的顶部，所述支撑组件和固定组件设置在所述固定板上；

所述支撑组件包括支撑架及设置在所述支撑架上的多个约束轴承组，多个所述约束轴承组布置在所述环状体的中轴线两侧，每个所述约束轴承组包括上轴承和下轴承，所述上轴承与所述第一凹槽嵌合，所述下轴承抵靠在所述环状体的外缘。

3.如权利要求2所述的扫描测试用零件定位装置，其特征在于，所述支撑组件包括6个所述约束轴承组，对称均布在所述环状体的中轴线的两侧。

4.如权利要求3所述的扫描测试用零件定位装置，其特征在于，所述缺口两端与所述环状体中心连线的夹角大于所述环状体同侧的相邻两个所述约束轴承组与所述环状体中心连线的夹角，且小于所述环状体同侧的间隔相邻的两个所述约束轴承组与所述环状体中心连线的夹角。

5.如权利要求2所述的扫描测试用零件定位装置，其特征在于，所述固定组件包括固定块及与所述固定块连接的固定螺钉，所述固定螺钉穿设在所述支撑架上，旋转所述固定螺钉，使所述固定块移动并紧贴所述环状体的外缘表面，所述固定组件用于固定所述环状体。

6.如权利要求1所述的扫描测试用零件定位装置，其特征在于，所述夹紧组件包括夹紧座、夹紧臂和夹头，所述夹紧座和夹头设置在所述夹紧臂的两端，所述夹紧座与所述第二凹槽嵌合，所述夹紧座能在所述第二凹槽内滑移并固定。

7.如权利要求6所述的扫描测试用零件定位装置，其特征在于，在垂直投影方向上，所述夹头落在所述支撑装置外。

8.如权利要求2所述的扫描测试用零件定位装置，其特征在于，所述旋转装置为一旋转轴承，包括上部的旋转部和位于下方的固定部，在所述旋转部和固定部之间设有滚珠轴承，所述旋转部能相对所述固定部旋转，所述固定板固定在所述旋转部的顶部。

9.如权利要求1所述的扫描测试用零件定位装置，其特征在于，所述升降装置包括固定管、丝杆和升降螺母，所述丝杆设置在所述固定管内，所述升降螺母设置在所述固定管的顶部且与所述丝杆转动配合，旋转所述升降螺母能带动所述丝杆上下移动，所述旋转装置固定在所述丝杆的顶部，所述旋转装置跟随所述丝杆上下移动。

10.如权利要求9所述的扫描测试用零件定位装置，其特征在于，在所述升降螺母上向外延伸多个螺母把手。