CN110296664A - 一种根管锉外径及锥度自动化检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种根管锉外径及锥度自动化检测装置，包括底板，底板上安装有主电机，主电机的输出轴上安装有卡盘，卡盘的爪夹持固定待测根管锉的末端；待测根管锉的顶端和顶卡相接，顶卡另一端与顶卡伸出长度调节器活动端连接，顶卡伸出长度调节器连接在同步电机的输出轴上；底板上安装伺服电机，伺服电机的输出轴连接滚珠丝杠，滚珠丝杠上安装有直线滑台，直线滑台上端固定安装有和待测根管锉配合测量的激光位移传感器，下端固定有光栅尺绝对值编码器，光栅尺绝对值编码器、伺服电机与伺服电机驱动器连接构成全闭环控制回路；激光位移传感器、主电机、同步电机、伺服电机驱动器和主控器连接，通过主控器控制测量，本发明具有柔性、高效、自动化的优点。
Description
技术领域
本发明涉及根管锉自动化检测技术领域，特别涉及一种根管锉外径及锥度自动化检测装置。
背景技术
根管锉是牙科根管治疗中常用的一次性工具，其主要用于切削构造根管。由于根管锉外径细、长度长，锥度小，受外力容易变形，加工工艺较复杂，且需要采用特种材料在高精密的机床上进行加工，因此，设计自动化检测装置较为困难。为了保证根管锉出厂时达到质量标准，在出厂前必须要对产品进行质量检测，主要检测根管锉的锥度和外径。目前大部分厂家根管锉质量检测主要采用人工方式，即工人手工操作量具对根管锉特定位置的外径进行检测，并通过外径尺寸和长度计算出根管锉锥度。采用人工方式检测准确度较低，人为影响较大，检测效率较低，人工成本较高，无法满足企业要求，急需一种柔性的、高效的、自动化的根管锉质量检测装置。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种根管锉外径及锥度自动化检测装置，具有柔性、高效、自动化的优点。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种根管锉外径及锥度自动化检测装置，包括底板15,底板15上表面严格水平，底板15上安装有主电机1，主电机1的输出轴上安装有卡盘2，卡盘2的爪3夹持固定待测根管锉4的末端；待测根管锉4的顶端和顶卡5相接，顶卡5的顶端设有卡槽，卡住待测根管锉4的顶端，顶卡5另一端与顶卡伸出长度调节器6活动端连接，顶卡伸出长度调节器6连接在同步电机7的输出轴上，主电机1、卡盘2、爪3、顶卡5、顶卡伸出长度调节器6、同步电机7安装时轴线保持共线且与底板15上表面平行，待测根管锉4在夹持时保持与主电机1、卡盘2、爪3、顶卡5、顶卡伸出长度调节器6、同步电机7轴线共线；
所述的底板15上安装伺服电机8，伺服电机8的输出轴连接滚珠丝杠10，滚珠丝杠10上安装有直线滑台11，直线滑台11上端固定安装有和待测根管锉4配合测量的激光位移传感器14；直线滑台11下端固定有光栅尺绝对值编码器12，光栅尺绝对值编码器12、伺服电机8与伺服电机驱动器16连接构成全闭环控制回路。
所述的激光位移传感器14的信号输出和主控器17的输入连接，主控器17的第一输出和主电机1、同步电机7的控制输入连接，主控器17的第二输出和伺服电机驱动器16的第一输入连接，伺服电机驱动器16的第二输入和光栅尺绝对值编码器12的输出连接，伺服电机驱动器16的输出和伺服电机8的控制输入连接。
所述的滚珠丝杠10安装时保证直线滑台11运动轨迹与底板上表面严格平行且与主电机1-卡盘2-爪3-待测根管锉4-顶卡5-顶卡伸出长度调节器6-同步电机7轴线严格平行，并且直线滑台11运动范围满足测量要求。
所述的激光位移传感器14能够测量Z轴方向位移，测量精度和范围应满足测量要求，激光位移传感器14的Z轴应与底板15上表面平行，且与主电机1-卡盘2-爪3-待测根管锉4-顶卡5-顶卡伸出长度调节器6-同步电机7轴线保持共面且相互垂直。
所述的根管锉外径及锥度自动化检测装置的检测方法，包括以下步骤：
1)将底板15固定在减震工作台上，调整底板15上表面水平，调整顶卡伸出长度调节器6将待测根管锉4固定夹持在卡盘2和顶卡5之间，在夹持时保证待测根管锉4与主电机1、卡盘2、爪3、顶卡5、顶卡伸出长度调节器6、同步电机7轴线共线；
2)启动电源，主控器17控制主电机1-卡盘2-爪3体系与同步电机7-顶卡伸出长度调节器6-顶卡5体系按照转动速度V同向同速缓慢转动；
激光位移传感器14测量数据零点到主电机1-卡盘2-爪3-待测根管锉4-顶卡5-顶卡伸出长度调节器6-同步电机7轴线距离为a，首先操作主控器17控制激光位移传感器14对整个待测根管锉4进行扫描以确定待测根管锉4上锥螺纹长度L以及锥螺纹起始端和终点，然后操作主控器17控制激光位移传感器14的Z轴从锥螺纹起始端移动到特定位置X0，保持时间T，时间T应保证待测根管锉4至少完整的旋转一周，采集激光位移传感器14测量数据并计算位移最小值b0，则该特定位置X0处待测根管锉4的外径d0＝2(a-b0)，然后操作主控器17控制激光位移传感器14的Z轴从特定位置X0移动到特定位置X1，保持时间T，采集激光位移传感器14测量数据并计算位移最小值b1，则该特定位置X1处待测根管锉4的外径d1＝2(a-b1)，……以此类推，测出全部特定位置处待测根管锉4的外径；
3)主控器17依据公式分段锥度γn-1～n＝(rn-rn-1)/(Xn-Xn-1)内部编程，计算出分段锥度，再根据特定位置处待测根管锉4的外径、分段锥度求得平均值，得出待测根管锉4质量情况和产品生产制造相应的改进方案，并将所有结果显示在主控器17的人机交互界面上。
本发明的有益效果：
本发明针对目前已有根管锉锥度和外径人工方式检测准确度较低，人为影响较大，检测效率较低，人工成本较高等缺点，开发出了一种柔性、高效、自动化的根管锉锥度和外径检测装置，为根管锉生产企业检测线智能化升级改造和成本优化提供支撑。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明主控系统的控制示意图。
图3是牙根锉锥度测量的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参照图1，一种根管锉外径及锥度自动化检测装置，包括底板15,底板15上表面严格水平，底板15上安装有主电机1，主电机1的输出轴上安装有卡盘2，卡盘2的爪3夹持固定待测根管锉4的末端；待测根管锉4的顶端和顶卡5相接，顶卡5的顶端设有卡槽，卡住待测根管锉4的顶端，顶卡5另一端与顶卡伸出长度调节器6活动端连接，顶卡伸出长度调节器6根据待测根管锉4调节顶卡5伸出长度，顶卡伸出长度调节器6连接在同步电机7的输出轴上，主电机1、卡盘2、爪3、顶卡5、顶卡伸出长度调节器6、同步电机7安装时轴线保持共线且与底板15上表面平行，待测根管锉4在夹持时保持与主电机1、卡盘2、爪3、顶卡5、顶卡伸出长度调节器6、同步电机7轴线共线；
所述的底板15上安装伺服电机8，伺服电机8的输出轴通过联轴器9连接滚珠丝杠10，滚珠丝杠10上安装有直线滑台11，直线滑台11上端通过螺钉13固定安装有和待测根管锉4配合测量的激光位移传感器14；直线滑台11下端固定有光栅尺绝对值编码器12，光栅尺绝对值编码器12、伺服电机8与伺服电机驱动器16连接构成全闭环控制回路。
参照图2，所述的激光位移传感器14的信号输出和主控器17的输入连接，主控器17的第一输出和主电机1、同步电机7的控制输入连接，主控器17的第二输出和伺服电机驱动器16的第一输入连接，伺服电机驱动器16的第二输入和光栅尺绝对值编码器12的输出连接，伺服电机驱动器16的输出和伺服电机8的控制输入连接；主控器17实时精确控制伺服电机8运转，进而实时精确控制激光位移传感器14的Z轴位置，同时主控器17实时采集激光位移传感器14测量的位移数据，进行编程运算。
所述的根管锉外径及锥度自动化检测装置的检测方法，包括以下步骤：
1)将底板15固定在减震工作台上，调整底板15上表面水平，调整顶卡伸出长度调节器6将待测根管锉4固定夹持在卡盘2和顶卡5之间，在夹持时保证待测根管锉4与主电机1、卡盘2、爪3、顶卡5、顶卡伸出长度调节器6、同步电机7轴线共线；
2)启动电源，主控器17控制主电机1-卡盘2-爪3体系与同步电机7-顶卡伸出长度调节器6-顶卡5体系按照转动速度V同向同速缓慢转动，保证待测根管锉4测量时不承受扭力；
参照图3，激光位移传感器14测量数据零点到主电机1-卡盘2-爪3-待测根管锉4-顶卡5-顶卡伸出长度调节器6-同步电机7轴线距离为a，首先操作主控器17控制激光位移传感器14对整个待测根管锉4进行扫描以确定待测根管锉4上锥螺纹长度L以及锥螺纹起始端和终点，然后操作主控器17控制激光位移传感器14的Z轴从锥螺纹起始端移动到特定位置X0，保持时间T，时间T应保证待测根管锉4至少完整的旋转一周，采集激光位移传感器14测量数据并计算位移最小值b0，则该特定位置X0处待测根管锉4的外径d0＝2(a-b0)，然后操作主控器17控制激光位移传感器14的Z轴从特定位置X0移动到特定位置X1，保持时间T，采集激光位移传感器14测量数据并计算位移最小值b1，则该特定位置X1处待测根管锉4的外径d1＝2(a-b1)，……以此类推，测出全部特定位置处待测根管锉4的外径；3)主控器17依据公式分段锥度γn-1～n＝(rn-rn-1)/(Xn-Xn-1)内部编程，计算出分段锥度，再根据特定位置处待测根管锉4的外径、分段锥度求得平均值，得出待测根管锉4质量情况和产品生产制造相应的改进方案，并将所有结果显示在主控器17的人机交互界面上。
Claims (5)
1.一种根管锉外径及锥度自动化检测装置，包括底板(15),其特征在于：底板(15)上表面严格水平，底板(15)上安装有主电机(1)，主电机(1)的输出轴上安装有卡盘(2)，卡盘(2)的爪(3)夹持固定待测根管锉(4)的末端；待测根管锉(4)的顶端和顶卡(5)相接，顶卡(5)的顶端设有卡槽，卡住待测根管锉(4)的顶端，顶卡(5)另一端与顶卡伸出长度调节器(6)活动端连接，顶卡伸出长度调节器(6)连接在同步电机(7)的输出轴上，主电机(1)、卡盘(2)、爪(3)、顶卡(5)、顶卡伸出长度调节器(6)、同步电机(7)安装时轴线保持共线且与底板(15)上表面平行，待测根管锉(4)在夹持时保持与主电机(1)、卡盘(2)、爪(3)、顶卡(5)、顶卡伸出长度调节器(6)、同步电机(7)轴线共线；
所述的底板(15)上安装伺服电机(8)，伺服电机(8)的输出轴连接滚珠丝杠(10)，滚珠丝杠(10)上安装有直线滑台(11)，直线滑台(11)上端固定安装有和待测根管锉(4)配合测量的激光位移传感器(14)；直线滑台(11)下端固定有光栅尺绝对值编码器(12)，光栅尺绝对值编码器(12)、伺服电机(8)与伺服电机驱动器(16)连接构成全闭环控制回路。
2.根据权利要求1所述的一种根管锉外径及锥度自动化检测装置，其特征在于：所述的激光位移传感器(14)的信号输出和主控器(17)的输入连接，主控器(17)的第一输出和主电机(1)、同步电机(7)的控制输入连接，主控器(17)的第二输出和伺服电机驱动器(16)的第一输入连接，伺服电机驱动器(16)的第二输入和光栅尺绝对值编码器(12)的输出连接，伺服电机驱动器(16)的输出和伺服电机(8)的控制输入连接。
3.根据权利要求1所述的一种根管锉外径及锥度自动化检测装置，其特征在于：所述的滚珠丝杠(10)安装时保证直线滑台(11)运动轨迹与底板上表面严格平行且与主电机(1)-卡盘(2)-爪(3)-待测根管锉(4)-顶卡(5)-顶卡伸出长度调节器(6)-同步电机(7)轴线严格平行，并且直线滑台(11)运动范围满足测量要求。
4.根据权利要求1所述的一种根管锉外径及锥度自动化检测装置，其特征在于：所述的激光位移传感器(14)能够测量Z轴方向位移，测量精度和范围应满足测量要求，激光位移传感器(14)的Z轴应与底板(15)上表面平行，且与主电机(1)-卡盘(2)-爪(3)-待测根管锉(4)-顶卡(5)-顶卡伸出长度调节器(6)-同步电机(7)轴线保持共面且相互垂直。
5.根据权利要求1所述的根管锉外径及锥度自动化检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将底板(15)固定在减震工作台上，调整底板(15)上表面水平，调整顶卡伸出长度调节器(6)将待测根管锉(4)固定夹持在卡盘(2)和顶卡(5)之间，在夹持时保证待测根管锉(4)与主电机(1)、卡盘(2)、爪(3)、顶卡(5)、顶卡伸出长度调节器(6)、同步电机(7)轴线共线；
2)启动电源，主控器(17)控制主电机(1)-卡盘(2)-爪(3)体系与同步电机(7)-顶卡伸出长度调节器(6)-顶卡(5)体系按照转动速度V同向同速缓慢转动；
激光位移传感器(14)测量数据零点到主电机(1)-卡盘(2)-爪(3)-待测根管锉(4)-顶卡(5)-顶卡伸出长度调节器(6)-同步电机(7)轴线距离为a，首先操作主控器(17)控制激光位移传感器(14)对整个待测根管锉(4)进行扫描以确定待测根管锉(4)上锥螺纹长度L以及锥螺纹起始端和终点，然后操作主控器(17)控制激光位移传感器(14)的Z轴从锥螺纹起始端移动到特定位置X0，保持时间T，时间T应保证待测根管锉(4)至少完整的旋转一周，采集激光位移传感器(14)测量数据并计算位移最小值b0，则该特定位置X0处待测根管锉(4)的外径d0＝2(a-b0)，然后操作主控器(17)控制激光位移传感器(14)的Z轴从特定位置X0移动到特定位置X1，保持时间T，采集激光位移传感器(14)测量数据并计算位移最小值b1，则该特定位置X1处待测根管锉(4)的外径d1＝2(a-b1)，……以此类推，测出全部特定位置处待测根管锉(4)的外径；
3)主控器17依据公式分段锥度γn-1～n＝(rn-rn-1)/(Xn-Xn-1)内部编程，计算出分段锥度，再根据特定位置处待测根管锉(4)的外径、分段锥度求得平均值，得出待测根管锉(4)质量情况和产品生产制造相应的改进方案，并将所有结果显示在主控器(17)的人机交互界面上。
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