CN110296664B - 一种根管锉外径及锥度自动化检测装置 - Google Patents

一种根管锉外径及锥度自动化检测装置 Download PDF

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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

一种根管锉外径及锥度自动化检测装置
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 (2)

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;
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。
2.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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