CN110388888A - 一种齿轮类零件检测机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种齿轮类零件检测机，包括框架以及安装在框架上的自动测量部、自动上下料部、校准部与搬运部，自动测量部包括齿轮定位结构与测量结构，用于对工件自动定位与测量，测量结构包括至少三组分别用于测量齿轮内径、外径与高度的传感器，传感器将测量数据发送至工控机；自动上下料部包括上料部与下料部，上料部输送待测工件，下料部输送已测合格工件，不合格工件则自上料部原路退回。本发明可直接接入生产流水线，方便加工机床自动调刀，加工异常自动报警，降低了生产成本及劳动强度，节省人力。
Description
技术领域
本发明涉检测设备领域，具体涉及一种齿轮类零件检测机。
背景技术
齿轮类零件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其高度、外径、内径等数值，测量完成后，对应显示终端上显示工件检测数值，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
本发明提供一种齿轮类零件检测机，以解决现有技术中工作人员劳动强度大、检测效率低以及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。
本发明提供一种齿轮类零件检测机，包括框架以及安装在框架上的自动测量部、自动上下料部、校准部与搬运部，自动测量部、自动上下料部、校准部并排设置并垂直紧靠搬运部，自动测量部包括齿轮定位结构与测量结构，用于对工件自动定位与测量，测量结构包括至少三组分别用于测量齿轮内径、外径与高度的传感器，传感器将测量数据发送至工控机；自动上下料部包括上料部与下料部，上料部输送待测工件，下料部输送已测合格工件，不合格工件则自上料部原路退回；搬运部上设有可滑动的机械手结构，由PLC控制，用于抓取上料部工件至自动测量部测量，或根据判定结果抓取不合格工件返回上料部或将合格工件抓取至下料部；校准部上放置有标准件，由机械手抓取标准件至自动测量部对测量结构进行校准。
优选的，自动测量部包括底板、水平轨道、横向活动板、气缸，水平轨道安装在底板上，横向活动板安装在水平轨道上并可在轨道上移动，气缸安装在水平轨道的一端并通过其气缸活塞杆连接横向活动板，横向活动板上通过支撑柱连接有定位板，定位板中心设置有定位芯轴，定位芯轴外周安装内径测头，水平轨道另一端安装高度测量位，高度测量位包括支架、背板、垂直轨道、纵向活动板、纵向气缸，支架固定安装在底板上，背板安装在支架上，垂直轨道安装在背板上，纵向活动板安装在垂直轨道上并可在轨道上移动，纵向气缸安装在垂直轨道的顶端并通过其气缸活塞杆连接纵向活动板，纵向活动板底端和定位板上布置有对应的高度测头，支架在与定位芯轴位于同一高度的位置上还设置有对应的外径测头，所有测头均连接有传感器。
优选的，所述传感器为笔式位移传感器，用于采集测量数据。
优选的，所述横向活动板上设置有接近开关。
优选的，自动上下料部包括安装在上下料部框架上的无杆气缸、直线导轨、上下料活动板，上下料活动板安装在直线导轨上并通过连接板连接无杆气缸，上下料活动板上布置有定位柱与接近开关，上下料部框架的两端分别设置有与直线导轨平行的接近开关。
优选的，校准部包括校准件安置台以及罩壳，罩壳外接铰链气缸组件。
优选的，搬运部设有可滑动的机械手，所述机械手可移动至自动测量部定位板、自动上下料部上下料活动板以及标准件安置台的正上方用于抓取工件或标准件。
优选的，所述框架旁单独布置有控制台与电控柜，控制台包括工控机与显示器，工控机用于接收与计算传感器数据，显示器用于显示计算结果，电控柜用于为各部件供电。
本发明带来的有益效果：本发明提供的齿轮类零件检测机整套设备主要包含自动测量部、自动上下料部、搬运部三部分，每一部分均为模块化设计，可单独配置使用。上下料部直接与生产线机械手对接，免去人工搬运的步骤；自动测量部可对零件自动定位测量，省去工人操作时间；搬运部，搬运上下料部输送的工件至自动测量部检测，合格件自自动上下料部下料部输送到下一工序，不合格工件搬运回自动上下料部上料部原路返回。因此，具有以下优点：(1)具备自动上料功能、自动定位检测功能、下料自动分选功能，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，方便加工机床自动调刀，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是本发明实施例的齿轮类零件检测机总装立体图。
图2是本发明实施例的齿轮类零件检测机总装俯视图。
图3是本发明实施例自动测量部立体图。
图4是本发明实施例自动测量部侧视图。
图5是本发明实施例自动测量部侧视A-A剖面图。
图6是本发明实施例自动上下料部立体图。
图7是本发明实施例自动上下料部正面局部剖视图。
图8是本发明实施例自动校准部立体图。
其中，1-框架，2-自动测量部，3-自动上下料部，4-校准部，5-搬运部，6- 控制台，7-电控箱，201-底板，202-水平轨道，203-横向活动板，204-气缸，205- 定位板，206-定位芯轴，207-内径测头，208-支撑柱，209-支架，210-背板，211- 垂直轨道，212-纵向活动板，213-纵向气缸，214-高度测头，215-外径侧头，301- 上下料部框架，302-无杆气缸，303-直线导轨，304-上下料活动板，305-连接板，306-定位柱，401-校准件安置台，402-罩壳，403-铰链气缸组件。
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是本发明实施例的齿轮类零件检测机总装立体图。
图2是本发明实施例的齿轮类零件检测机总装俯视图。
图3是本发明实施例自动测量部立体图。
图4是本发明实施例自动测量部侧视图。
图5是本发明实施例自动测量部侧视A-A剖面图。
图6是本发明实施例自动上下料部立体图。
图7是本发明实施例自动上下料部正面局部剖视图。
图8是本发明实施例自动校准部立体图。
本发明主要针对齿轮类零件检测所开发的一套自动化检测设备。整套设备主要包括自动测量部2、自动上下料部3、与搬运部5，自动测量部2包括齿轮定位结构与测量结构，用于对工件自动定位与测量，测量结构包括至少三组分别用于测量齿轮内径、外径与高度的传感器，传感器将测量数据发送至工控机；自动上下料部3包括上料部与下料部，上料部输送待测工件，下料部输送已测合格工件，不合格工件则自上料部原路退回；搬运部5上设有可滑动的机械手结构，由PLC控制，用于抓取上料部工件至自动测量部2测量，或根据判定结果抓取不合格工件返回上料部或将合格工件抓取至下料部；校准部4上放置有标准件，由机械手抓取标准件至自动测量部2对测量结构进行校准。
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。包括参数输入、测量选择、数据采集、处理集测量数据管理和测量结果分析等功能，实现了无纸化自动化操作稳定的的工业检测机。
(一)自动测量部
如图3～5，自动测量部2包括底板201、水平轨道202、横向活动板203、气缸204，水平轨道202安装在底板201上，横向活动板203安装在水平轨道 202上并可在轨道上移动，气缸204安装在水平轨道202的一端并通过其气缸活塞杆连接横向活动板203，横向活动板203上通过支撑柱连接有定位板205，定位板205中心设置有定位芯轴206，定位芯轴206上套接尼龙导向柱215，定位芯轴206外周安装内径测头207，水平轨道202另一端安装高度测量位，高度测量位包括支架209、背板210、垂直轨道211、纵向活动板212、纵向气缸213，支架209固定安装在底板201上，背板210安装在支架209上，垂直轨道211 安装在背板210上，纵向活动板212安装在垂直轨道211上并可在轨道上移动，纵向气缸213安装在垂直轨道211的顶端并通过其气缸活塞杆连接纵向活动板 212，纵向活动板212底端和定位板205上布置有对应的高度测头213，支架209 在与定位芯轴206位于同一高度的位置上还设置有对应的外径测头214，所有测头均连接有传感器。进一步设置，所述传感器为笔式位移传感器，用于采集测量数据。所述横向活动板203上设置有接近开关。
在本发明实施例中，配置一套SPC数据分析软件，可做GR&R、Cg、Cp、 Cpk分析等。
自动测量部工作过程：搬运部机械手抓取工件至至定位板205上，尼龙导向柱215、定位芯轴206固定工件，接近开关感应到有工件，横向气缸204带动横向活动板203在水平轨道202上移动至高度测量位；纵向气缸213带动纵向活动板212在垂直轨道211下移检测工件；内径测头207、高度测头213、外径测头214测量工件，传感器开始采集数据并发送给工控机；检测完成后，横向气缸204带动横向活动板203在水平轨道202上移动至原位，纵向气缸213带动纵向活动板212在垂直轨道211上移复位，接近开关感应到工件复位后，搬运部机械手根据检测结果抓取工件至对应的料道。
(二)自动上下料部
如图6～7，自动上下料部3包括安装在上下料部框架301上的无杆气缸302、直线导轨303、上下料活动板304，上下料活动板304安装在直线导轨303上并通过连接板305连接无杆气缸302，上下料活动板304上布置有定位柱306与接近开关，上下料部框架301的两端分别设置有与直线导轨303平行的接近开关。
自动上下料部工作过程：人工或由外接生产线机械后把工件至上料上下料活动板304后，由定位柱306定位，接近开关感应到工件，无杆气缸302带动上下料活动板304将工件沿直线导轨303输送，靠近搬运部机械手的另一接近开关感应到工件后，无杆气缸302停止工作，此时工件正好位于搬运部机械手下方，机械手抓取工件至自动测量部2检测。检测完成后PLC给机械手发送信号，当工件检测合格时，机械手抓取工件到自动上下料部下料部输送至下一道工序；当工件检测不合格时，机械手抓取工件至自动上下料部上料部，上料道运送不合格工件返回，人工或有客户机械手取走不合格工件。
(三)校准部
如图8，校准部4包括校准件安置台401以及罩壳402，罩壳402外接铰链气缸组件403。
根据PLC发送来的指令，铰链气缸组件403拉起罩壳组件402，机械手抓取校准件，放置于检测机构上，检测机构运行，传感器自动校准。校准完成后，机械手抓取校准件放置回校准件安置台401，铰链气缸组件403盖住罩壳402。自动校准完成。
本发明的工作过程：工件由客户机械手或人工放置于自动上下料部3上料部并把工件传送至搬运部5，搬运部5机械手抓取工件至自动测量部2，自动测量部2自动对工件定位并检测，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；机械手抓取工件，根据判定结果，将合格工件流入自动上下料部3下料部，不合格工件放回至上料部返回至上一工序；需要校准时，机械手从校准部4中抓取校准件至自动测量部2处，自动测量部2运行，传感器自动校准。
框架1旁单独布置控制台5与电控柜6，控制台5包括工控机与显示器，工控机用于接收与计算传感器数据，显示器用于显示计算结果，电控柜6用于为各部件供电。
测量结果保存在工控机内，判定结果在显示器上显示，便于人员查阅。
本设备PLC与客户机械手连接，便于机械手总体控制及进行数据交换。工控机可通过网络与生产现场MES系统对接，便于其随时调阅测量数据。
本发明结构简单、合理，能自动进行齿轮类零件的检测，能实现齿轮零件的自动化检测，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具备自动定位检测功能、下料自动分选功能、自动校准功能，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 (8)
1.一种齿轮类零件检测机，包括框架(1)以及安装在框架(1)上的自动测量部(2)、自动上下料部(3)、校准部(4)与搬运部(5)，自动测量部(2)、自动上下料部(3)、校准部(4)并排设置并垂直紧靠搬运部(5)，其特征在于，自动测量部(2)包括齿轮定位结构与测量结构，用于对工件自动定位与测量，测量结构包括至少三组分别用于测量齿轮内径、外径与高度的传感器，传感器将测量数据发送至工控机；自动上下料部(3)包括上料部与下料部，上料部输送待测工件，下料部输送已测合格工件，不合格工件则自上料部原路退回；搬运部(5)上设有可滑动的机械手结构，由PLC控制，用于抓取上料部工件至自动测量部(2)测量，或根据判定结果抓取不合格工件返回上料部或将合格工件抓取至下料部；校准部(4)上放置有标准件，由机械手抓取标准件至自动测量部(2)对测量结构进行校准。
2.如权利要求1所述的一种齿轮类零件检测机，其特征在于，自动测量部(2)包括底板(201)、水平轨道(202)、横向活动板(203)、气缸(204)，水平轨道(202)安装在底板(201)上，横向活动板(203)安装在水平轨道(202)上并可在轨道上移动，气缸(204)安装在水平轨道(202)的一端并通过其气缸活塞杆连接横向活动板(203)，横向活动板(203)上通过支撑柱(208)连接有定位板(205)，定位板(205)中心设置有定位芯轴(206)，定位芯轴(206)外周安装内径测头(207)，水平轨道(202)另一端安装高度测量位，高度测量位包括支架(209)、背板(210)、垂直轨道(211)、纵向活动板(212)、纵向气缸(213)，支架(209)固定安装在底板(201)上，背板(210)安装在支架(209)上，垂直轨道(211)安装在背板(210)上，纵向活动板(212)安装在垂直轨道(211)上并可在轨道上移动，纵向气缸(213)安装在垂直轨道(211)的顶端并通过其气缸活塞杆连接纵向活动板(212)，纵向活动板(212)底端和定位板(205)上布置有对应的高度测头(214)，支架(209)在与定位芯轴(206)位于同一高度的位置上还设置有对应的外径测头(215)，所有测头均连接有传感器。
3.如权利要求2所述的齿轮类零件检测机，其特征在于，所述传感器为笔式位移传感器，用于采集测量数据。
4.如权利要求2所述的齿轮类零件检测机，其特征在于，所述横向活动板(203)上设置有接近开关。
5.如权利要求1所述的齿轮类零件检测机，其特征在于，自动上下料部(3)包括安装在上下料部框架(301)上的无杆气缸(302)、直线导轨(303)、上下料活动板(304)，上下料活动板(304)安装在直线导轨(303)上并通过连接板(305)连接无杆气缸(302)，上下料活动板(304)上布置有定位柱(306)与接近开关，上下料部框架(301)的两端分别设置有与直线导轨(303)平行的接近开关。
6.如权利要求1所述的齿轮类零件检测机，其特征在于，校准部(4)包括校准件安置台(401)以及罩壳(402)，罩壳(402)外接铰链气缸组件(403)。
7.如权利要求1～5任一所述的齿轮类零件检测机，其特征在于，搬运部(5)设有可滑动的机械手，所述机械手可移动至自动测量部(2)定位板(206)、自动上下料部(3)上下料活动板(304)以及标准件安置台(401)的正上方用于抓取工件或标准件。
8.如权利要求1所述的齿轮类零件检测机，其特征在于，所述框架(1)旁单独布置有控制台(6)与电控柜(7)，控制台(6)包括工控机与显示器，工控机用于接收与计算传感器数据，显示器用于显示计算结果，电控柜(6)用于为各部件供电。
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