CN110293453B - 一种管筒类零件壁厚检测机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种管筒类零件壁厚检测机，包括工作台和测量部，测量部安装在工作台上，所述测量部包括竖板、测量基板、定位机构、测杆座、测杆以及传感器，所述测量基板固定在竖板的正面，测杆座安装在测量基板一侧，测杆座内设置与测量基板垂直的测杆，测杆的一端露出测杆座表面，另一端连接传感器，传感器贯穿测量基板与竖板并通过在竖板背面设置传感器固定块固定定位，定位机构为两凸出部带有滚轮的凹型结构，定位机构设置在测杆座的上下两侧，其凹陷部与测杆位于同一直线上。本发明结构简单、合理，能自动进行管筒类零件壁厚的检测，避免了人工操作产生的测量及读数误差，从而能够大大的提高测量精度。
Description
技术领域
本发明涉检测设备领域，具体涉及一种管筒类零件壁厚检测机。
背景技术
管筒类零件壁厚检测一般是手动或半自动检测方式，由人工上料，工件手动或半自动式定位测量，测量完成后，对应显示终端上显示工件尺寸检测数值，并判定合格或者不合格，再人工取下工件，根据判定结果将工件放置在合格品料箱或不合格品料箱，操作人员工作强度大，极易造成误判且大多时候都会在生产出一批工件后再拿到测量台上进行检测，若发生崩刀等生产事故，待检验发现问题时往往会造成已经加工完成的零件批量报废，浪费材料和时间。
发明内容
本发明提供一种管筒类零件壁厚检测机，以解决现有技术中工作人员劳动强度大、设备无法接入机床所导致的待检验发现问题时往往已经造成加工零件批量报废从而极大增加生产成本的问题。
本发明提供一种管筒类零件壁厚检测机，包括工作台和测量部，测量部安装在工作台上，所述测量部包括竖板、测量基板、定位机构、测杆座、测杆以及传感器，所述测量基板固定在竖板的正面，测杆座安装在测量基板一侧，测杆座内设置与测量基板垂直的测杆，测杆的一端露出测杆座表面，另一端连接传感器，传感器贯穿测量基板与竖板并通过在竖板背面设置传感器固定块固定定位，定位机构为两凸出部带有滚轮的凹型结构，定位机构设置在测杆座的上下两侧，其凹陷部与测杆位于同一直线上。
优选的，还包括测量芯棒，测量芯棒安装在工作台上用以放置待测管筒，其安装位置为与所述定位机构两凸出部滚轮相切圆的圆心位置，所述测量芯棒上设置有与所述测杆位置相对应的球形测头传感器。
优选的，还包括校准机构，校准机构为与测杆座平行设置的空心结构，在与测杆对应位置设有压片，所述压片外接有手柄用于控制压片按压校准测头。
优选的，所述竖板安装在连接底板上，竖板与连接底板之间安装有三角形加强筋。
优选的，所述测杆座数量为三个，自测量基板自上而下依次设置。
优选的，所述工作台上还安装有轴向压紧部，所述轴向压紧部包括支撑架、横向滑轨、横向气缸、横向活动板、纵向轨道、纵向活动板以及纵向气缸，支撑架固定在工作台上，其上部设置横向滑轨，横向滑轨上安装可滑动的横向活动板，横向活动板与固定安装在支撑架一侧的横向气缸的活塞杆固定连接；纵向轨道设置在横向活动板上，其上安装可滑动的纵向活动板，纵向活动板与固定安装在横向活动板顶部的纵向气缸活塞杆连接；还包括球头挤压杆，所述球头挤压杆设置于纵向活动板底部嵌合所述测量芯棒顶端的碗型定位头用以压紧待测管筒。
优选的，所述工作台上还安装有径向旋转部，所述径向旋转部包括背板、第二横向滑轨、第二横向活动板、第二横向气缸、同步带轮组安装座、同步带轮组以及步进电机，所述背板固定安装在工作台上，其上设置第二横向滑轨，第二横向滑轨上安装可移动的第二横向活动板，第二横向活动板与固定安装在背板一侧的第二横向气缸的活塞杆固定连接；第二横向活动板上安装同步带轮组安装座与电机安装座，同步带轮组安装座上一里一外竖向安装两组带轮轴，电机安装座上竖向安装步进电机，步进电机的电机轴通过带轮组与里侧带轮轴连接，带轮轴的两端还安装分别安装一个带轮并通过同步带连接用以带动待测管筒转动。
优选的，横向滑轨远离横向气缸的另一端均安装有液压缓冲器，所有横向滑轨与竖向滑轨上均安装有止靠角铝。
优选的，所述工作台底部箱体内设置有工控机用于接收与分析各传感器数据，上部设有显示屏用于显示分析结果，所述工作台底部还设有配电箱为其他部分供电。
本发明有益效果：
本发明结构简单、合理，能自动进行管筒类零件壁厚的检测，避免了人工操作产生的测量及读数误差，从而能够大大的提高测量精度，提高生产效率；另外可接入机床与机床进行数据反馈实现自动化生产，方便机床自动调刀，加工异常自动报警，降低了生产成本及劳动强度，节省人力。
附图说明
图1是本发明实施例的管筒类零件壁厚检测机总装配图。
图2是本发明实施例的管筒类零件壁厚检测机总装正视图。
图3是本发明实施例测量部立体图。
图4是本发明实施例测量部侧面局部剖视图。
图5是本发明实施例测量部正视图。
图6是本发明实施例测量部后视图。
图7是本发明实施例轴向压紧部立体图。
图8是本发明实施例轴向压紧部正视图。
图9是本发明实施例径向旋转部立体图。
图10是本发明实施例径向旋转部俯视图。
其中，1-工作台，2-测量部，3-轴向压紧部，4-径向旋转部，201-竖板，202-测量基板，203-定位机构，204-测杆座，205-测杆，206-传感器，208-滚轮，209-校准机构，210-压片，211-手柄，212-连接底板，213-加强筋，214-测量芯棒，215-球形测头传感器，216-碗型定位头，301-支撑架，302-横向滑轨，303-横向气缸，304-横向活动板，305-纵向轨道，306-纵向活动板，307-纵向气缸，308-球头挤压杆，401-背板，402-第二横向滑轨，403-第二横向活动板，404-第二横向气缸，405-同步带轮组安装座，406-同步带轮组，407-步进电机，408-带轮轴，409-带轮。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。
图1是本发明实施例的管筒类零件壁厚检测机总装配图。
图2是本发明实施例的管筒类零件壁厚检测机总装正视图。
图3是本发明实施例测量部立体图。
图4是本发明实施例测量部侧面局部剖视图。
图5是本发明实施例测量部正视图。
图6是本发明实施例测量部后视图。
图7是本发明实施例轴向压紧部立体图。
图8是本发明实施例轴向压紧部正视图。
图9是本发明实施例径向旋转部立体图。
图10是本发明实施例径向旋转部俯视图。
本发明主要针对管筒类零件壁厚检测所开发的一套自动化检测设备。整套设备主要包括测量部、轴向压紧部与径向旋转部，每一部分均为模块化设计，可单独配置使用。轴向压紧部用于压紧、固定测量芯棒以防芯棒因外套的待测管筒转动而出现抖动造成测量误差；径向旋转部带动待测管筒旋转，传感器收集转动一周的数据，使测量结果更加精准；测量部对工件自动测量，传感器收集数据并上传工控机，工控机自动计算分析接收到的数据，省去人工测量的时间。
各部件装配关系：如图1～2所示，测量部2、轴向压紧部3、径向旋转部4均安装在工作台1的台面上，其中，测量芯棒214安装位置在与测量部2的定位机构203两凸出部滚轮208相切圆的圆心位置，轴向压紧部3的球形杆的球形挤压杆308与测量芯棒214位于同一平面，径向旋转部4安装位置保证其带轮组同步带能与与测量部2的定位机构203两凸出部滚轮208的相切的相切圆相切，工作台1底部箱体内设置有工控机用于接收与分析各传感器数据，上部设有显示屏用于显示分析结果，所述工作台底部还设有配电箱为其他部分供电。
本发明整体工作过程：待测套筒由人工套在测量芯棒214上，轴向压紧部3球形挤压杆308移动到待测管筒上端并下降到待测管筒圆心位压紧管筒，径向旋转部4的带轮组同步带移动到与待测套筒相切位置带动待测套筒旋转，传感器收集数据并上传到工控机，工控机接收传感器信号并计算测量值，根据测量值判定工件是否合格，判定结果在显示屏上显示，工人根据判定结果处理已测套筒。
本设备测量结果与现场MES系统连接，管理人员可通过系统随时调取测量数据查看并监控设备运行状况。测量软件是基于中文Windows操作系统平台的SPC工作测量分析软件，可做GR&R、Cg、Cp、Cpk分析等。
(一)测量部
如图3～6，所述测量部2包括竖板201、测量基板202、定位机构203、测杆座204、测杆205以及传感器206，所述测量基板202固定在竖板201的正面，测杆座204安装在测量基板202一侧，测杆座204内设置与测量基板202垂直的测杆205，测杆205的一端露出测杆座204表面，另一端连接传感器206，传感器206贯穿测量基板202与竖板201并通过在竖板201背面设置传感器固定块固定定位，定位机构203为两凸出部带有滚轮208的凹型结构，定位机构203设置在测杆座204的上下两侧，其凹陷部与测杆205位于同一直线上。
进一步的，还包括测量芯棒214，测量芯棒214安装在工作台1上用以放置待测管筒，其安装位置为与所述定位机构203两凸出部滚轮208相切圆的圆心位置，所述测量芯棒214上设置有与所述测杆205位置相对应的传感器215。
进一步的，还包括校准机构209，校准机构209为与测杆座204平行设置的空心结构，在与测杆205对应位置设有压片210，所述压片外接有手柄211用于控制压片210按压校准测头。
进一步的，所述竖板201安装在连接底板212上，竖板201与连接底板212之间安装有三角形加强筋213。
进一步的，所述测杆座204数量为三个，自测量基板202自上而下依次设置。
测量部的主要工作是使用测头、高精度的传感器进行测量并获取数据，实时的传入工控机，通过使用成熟的SPC分析软件使测量达到稳定且高效，同时分析结果可以用来监控测量，如有超出预警设定会发出警报，达到分析预警，提高生产效率的效果。
测量部工作过程：径向压紧部4同步带挤压待测管筒使管筒靠至定位机构203，使待测管筒定位旋转，3组测杆205对工件进行测量，传感器206与测量芯棒内部球形测头传感器215开始采集数据并发送给工控机，工控机将传感器采集的数据进行分析，把分析的结果显示在显示器上，工人根据显示器显示的结果来处理工件。
(二)轴向压紧部
如图7～8，轴向压紧部3包括支撑架301、横向滑轨302、横向气缸303、横向活动板304、纵向轨道305、纵向活动板306以及纵向气缸307，支撑架301固定在工作台上，其上部设置横向滑轨302，横向滑轨302上安装可滑动的横向活动板304，横向活动板304与固定安装在支撑架301一侧的横向气缸303的活塞杆固定连接；纵向轨道305设置在横向活动板304上，其上安装可滑动的纵向活动板306，纵向活动板306与固定安装在横向活动板304顶部的纵向气缸307活塞杆连接；还包括球头挤压杆308，所述球头挤压杆308设置于纵向活动板306底部嵌合所述测量芯棒214顶端的碗型定位头216用以压紧测量芯棒214。
轴向压紧部工作过程：工人手工上料至测量芯棒214上，横向气缸303推动横向活动板304左移，纵向气缸307推动纵向活动板306下移，球头挤压杆308落在工件中心位并压紧待测管筒，测量完成后，横向气缸304、纵向气缸307复位，工人手工取走工件。
(三)径向旋转部
如图9～10，径向旋转部,4包括背板401、第二横向滑轨402、第二横向活动板403、第二横向气缸404、同步带轮组安装座405、同步带轮组406以及步进电机407，所述背板401固定安装在工作台1上，其上设置第二横向滑轨402，第二横向滑轨402上安装可移动的第二横向活动板403，第二横向活动板403与固定安装在背板401一侧的第二横向气缸404的活塞杆固定连接；第二横向活动板403上安装同步带轮组安装座405与电机安装座，同步带轮组安装座405上一里一外竖向安装两组带轮轴408，电机安装座上竖向安装步进电机407，步进电机407的电机轴通过带轮组与里侧带轮轴连接，带轮轴408的两端还安装分别安装一个带轮409并通过同步带连接用以带动待测管筒转动。
径向旋转部工作过程：工人手工上料至测量芯棒后，第二横向气缸404推动第二横向活动板402左移，同步带压紧工件,并使工件旋转，测量完成后，第二横向气缸404复位，工人手工取走工件。
测量部2、轴向压紧部3、径向旋转部4的横向滑轨远离横向气缸的另一端均安装有液压缓冲器，所有横向滑轨与竖向滑轨上均安装有止靠角铝。如此设置，液压缓冲器减少直接碰撞带来的零部件损伤，止靠角铝防止活动板意外从滑轨上脱落。
所述工作台1底部箱体内设置有工控机用于接收与分析各传感器数据，上部设有显示屏用于显示分析结果，所述工作台1底部还设有配电箱为其他部分供电。
本发明结构简单、合理，能自动进行定子同轴类零件的检测，能实现定子同轴度零件的自动化检测，降低了生产成本及劳动强度，节省人力，同时也提高了生产效率，并具有一下优点：
①具备自动轴向压紧、定位旋转以及测量的功能模块，并且各功能模块化设计功能，并且各功能模块化设计，互相独立可选择配置；
②可直接接入生产流水线，节省人员配置；
③可与机床进行数据反馈，方便机床自动调刀，加工异常自动报警；
④可与现场生产管理系统(如MES系统)进行数据交互，满足最新工业生产过程控制系统的要求。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围。
Claims (5)
1.一种管筒类零件壁厚检测机，包括工作台(1)和测量部(2)，测量部(2)安装在工作台(1)上，其特征在于，所述测量部(2)包括竖板(201)、测量基板(202)、定位机构(203)、测杆座(204)、测杆(205)以及传感器(206)，所述测量基板(202)固定在竖板(201)的正面，测杆座(204)安装在测量基板(202)一侧，测杆座(204)内设置与测量基板(202)垂直的测杆(205)，测杆(205)的一端露出测杆座(204)表面，另一端连接传感器(206)，传感器(206)贯穿测量基板(202)与竖板(201)并通过在竖板(201)背面设置传感器固定块固定定位，定位机构(203)为两凸出部带有滚轮(208)的凹型结构，定位机构(203)设置在测杆座(204)的上下两侧，其凹陷部与测杆(205)位于同一直线上；
还包括测量芯棒(214)，测量芯棒(214)安装在工作台(1)上用以放置待测管筒，其安装位置为与所述定位机构(203)两凸出部滚轮(208)相切圆的圆心位置，所述测量芯棒(214)上设置有与所述测杆(205)位置相对应的球形测头传感器(215)；
所述工作台(1)上还安装有轴向压紧部(3)，所述轴向压紧部(3)包括支撑架(301)、横向滑轨(302)、横向气缸(303)、横向活动板(304)、纵向轨道(305)、纵向活动板(306)以及纵向气缸(307)，支撑架(301)固定在工作台上，其上部设置横向滑轨(302)，横向滑轨(302)上安装可滑动的横向活动板(304)，横向活动板(304)与固定安装在支撑架(301)一侧的横向气缸(303)的活塞杆固定连接；纵向轨道(305)设置在横向活动板(304)上，其上安装可滑动的纵向活动板(306)，纵向活动板(306)与固定安装在横向活动板(304)顶部的纵向气缸(307)活塞杆连接；还包括球头挤压杆(308)，所述球头挤压杆(308)设置于纵向活动板(306)底部嵌合所述测量芯棒(214)顶端的碗型定位头(216)用以压紧待测管筒；所述工作台(1)上还安装有径向旋转部(4)，所述径向旋转部(4)包括背板(401)、第二横向滑轨(402)、第二横向活动板(403)、第二横向气缸(404)、同步带轮组安装座(405)、同步带轮组(406)以及步进电机(407)，所述背板(401)固定安装在工作台(1)上，其上设置第二横向滑轨(402)，第二横向滑轨(402)上安装可移动的第二横向活动板(403)，第二横向活动板(403)与固定安装在背板(401)一侧的第二横向气缸(404)的活塞杆固定连接；第二横向活动板(403)上安装同步带轮组安装座(405)与电机安装座，同步带轮组安装座(405)上一里一外竖向安装两组带轮轴(408)，电机安装座上竖向安装步进电机(407)，步进电机(407)的电机轴通过带轮组与里侧带轮轴连接，带轮轴(408)的两端还安装分别安装一个带轮(409)并通过同步带连接用以带动待测管筒转动。
2.如权利要求1所述的管筒类零件壁厚检测机，其特征在于，还包括校准机构(209)，校准机构(209)为与测杆座(204)平行设置的空心结构，在与测杆(205)对应位置设有压片(210)，所述压片外接有手柄(211)用于控制压片(210)按压校准测头。
3.如权利要求1所述的管筒类零件壁厚检测机，其特征在于，所述竖板(201)安装在连接底板(212)上，竖板(201)与连接底板(212)之间安装有三角形加强筋(213)。
4.如权利要求1所述的管筒类零件壁厚检测机，其特征在于，所述测杆座(204)数量为三个，自测量基板(202)自上而下依次设置。
5.如权利要求1～4任一所述的管筒类零件壁厚检测机，其特征在于，所述工作台(1)底部箱体内设置有工控机用于接收与分析各传感器数据，上部设有显示屏用于显示分析结果，所述工作台(1)底部还设有配电箱为其他部分供电。
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- 2019-07-30 CN CN201910694419.4A patent/CN110293453B/zh active Active
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Denomination of invention: A Wall Thickness Testing Machine for Tube and Tube Parts Granted publication date: 20240305 Pledgee: Bank of China Limited Liangxi Branch, Wuxi Pledgor: WUXI NTGAGE INSTRUMENT TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2024980012090 |