一种自动检测外星轮中心孔位置差异值的装置及方法
技术领域
本发明涉及汽车零部件加工领域,具体涉及一种自动检测外星轮中心孔位置差异值的装置及方法。
背景技术
外星轮是汽车转向结构等角速万向节中的关键零部件,用于汽车上任何一对轴线相交且相对位置经常变化的转轴之间的动力传递,它的出现促进了前轮驱动和全轮驱动汽车的进步和发展。
外星轮中心孔作为后续加工或装配的装夹和定位位置,其加工工序是外星轮加工过程中必不可少的一道工序。外星轮中心孔到球道中心的距离是外星轮的关键尺寸,该尺寸是否合格直接影响后续加工的刀具起始点,进而影响外星轮其他尺寸是否合格,从而影响产品的质量。
目前外星轮中心孔自动化加工的设备中,并没有专用的自动检测外星轮总长的装置,采用从自动化设备下料台上随机抽取样件进行测量,该方式不能对生产过程中的加工状态进行实时监控,而且操作比较繁琐,影响工作效率。因此,需要设计一种能够自动对外星轮进行检测的装置。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种自动检测外星轮中心孔位置差异值的装置及方法,通过检测外星轮中心孔至内腔球道中心距离,再与样件相关尺寸进行自动比对,判定被检测外星轮中心孔至内腔球道中心距离是否合格。
为达到以上目的,一方面,采取一种自动检测外星轮中心孔位置差异值的装置,包括:
底板,其顶面的两侧设有一对平行的水平导轨,底板顶面还设有一个定位块;
测量基座支撑板,其滑动设置于所述水平导轨,测量基座支撑板顶部设有与外星轮内腔形状适配的测量球道;
后支撑板,其竖直设置于底板顶面,位于一对平行的水平导轨端部之外的中间平行线上,后支撑板朝向所述测量基座支撑板的表面设有竖直导轨;
检测组件,其滑动设置于所述竖直导轨,检测组件包括竖直设置的测量杆,测量杆底端具有接触外星轮中心孔的测量球头,检测组件安装有一根竖直设置的活动杆,
控制系统,控制所述测量基座支撑板和检测组件的移动;
定位组件,其位于后支撑板侧边,且低于所述检测组件,定位组件通过第一连接块固定连接所述活动杆,定位组件包括感应器和位于感应器下方的定位杆,定位杆位于所述定位块上方,感应器感应定位杆末端接触定位块时传信号给控制系统,以停止移动检测组件;
显示器,连接所述测量杆,并显示测量球头相对于标准位置的正负高度差。
优选的,还包括与控制系统相连的水平气缸和竖直气缸;
所述水平气缸设置于一个水平导轨的一端之外,其活塞杆固定连接所述测量基座支撑板,驱动测量基座支撑板水平滑动,水平气缸位于后支撑板的一侧;
所述竖直气缸竖直安装于后支撑板的侧壁,其活塞杆固定连接所述检测组件,驱动检测组件上下滑动。
优选的,所述定位组件包括:
检测安装板,其一侧面装有与竖直导轨配合的滑块;另一侧面装有开口槽安装块,所述测量杆夹持在开口槽安装块中;
活塞杆安装座,为L形,其一端与竖直气缸的活塞杆连接,另一端连接所述检测安装板。
优选的,所述每个水平导轨上均设有延其滑动设置的滑块,所述测量基座支撑板底面固定在水平导轨的滑块顶面;
所述底板顶面还设有限制测量基座支撑板脱出水平导轨的限位块,限位块和所述后支撑板分别位于测量基座支撑板的两侧。
优选的,远离所述水平气缸的一个水平导轨的滑块上装有一个锁扣安装块,锁扣安装块沿水平导轨方向铰接一个锁扣,锁扣的末端具有倒钩,锁扣的侧壁装有锁扣手柄;
所述底板顶面还设有一个供锁扣卡合的锁扣挡块,其与水平气缸分别位于后支撑板两侧,锁扣挡块与锁扣位于同一直线,且位于水平导轨的一端之外。
优选的,所述底板顶面临近锁扣挡块处具有凹槽,凹槽内装有解锁气缸,解锁气缸的活塞杆向上伸出时,向上推动卡合后锁扣的锁扣手柄,进而解锁。
优选的,所述后支撑板侧面装有水平气缸L型支撑板,水平气缸L型支撑板的另一端安装一个水平气缸连接板,所述水平气缸穿过所述水平气缸连接板设置;
所述水平气缸的活塞杆端部设有侧安装板,侧安装板与对应水平导轨的滑块连接。
优选的,所述感应器设置在第三连接块上,第三连接块和所述第一连接块通过第二连接块相连,三个连接块分别朝向直角坐标系的三个轴向,且相连的连接块采用销轴连接。
另一方面,提供一种基于上述装置的自动检测外星轮中心孔位置差异值的方法,包括步骤:
将尺寸标准的外星轮作为样件放置于测量基座支撑板的测量球道上,控制系统控制测量基座支撑板滑动至测量杆下方,控制系统再控制测量杆下移直至外星轮中心孔与测量球头接触,测量杆将此时测量球头的高度h0作为标准位置;
取走样件,控制系统控制测量基座支撑板和测量杆复位,放入待测外星轮,再次移动至测量杆下方,且中心孔与测量球头接触,测量杆传输此时测量球头的高度h1与h0之间的正负高度差,并将正负高度差通过显示器显示,当正负高度差在合格的范围之内时,待测外星轮中心孔到球道中心的距离合格。
优选的,所述每个水平导轨上均设有沿其滑动设置的滑块,所述测量基座支撑板底面固定在水平导轨的滑块顶面;
所述底板顶面还设有限制测量基座支撑板脱出水平导轨的限位块,限位块和所述后支撑板分别位于测量基座支撑板的两侧。
远离所述水平气缸的一个水平导轨的滑块上装有一个锁扣安装块,锁扣安装块沿水平导轨方向铰接一个锁扣,锁扣的末端具有倒钩,锁扣的侧壁装有锁扣手柄;
所述底板顶面还设有一个供锁扣卡合的锁扣挡块,其与水平气缸分别位于后支撑板两侧,锁扣挡块与锁扣位于同一直线,且位于水平导轨的一端之外。
上述技术方案中具有如下有益效果:
1、本发明中,测量基座顶面设有与外星轮内腔形状适配的测量球道,通过测量球头与外星轮中心孔接触进行检测,通过与样件的标准尺寸做比对,检测带测量外星轮中心孔至内腔球道中心距离是否合格,模拟工件的装配状态,检测结果的好坏可以直接反映出装配状态的好坏,检测结果的可靠性高。
2、整个过程通过控制器自动控制,提高了产品状态的监控程度,能够及时的对产品的生产状态进行调控,并且降低了检测所需要的时间,提高了检测的效率。
3、采用锁扣和锁扣挡块配合,固定水平方向上测量基座,结构简单有效,成本低廉。
附图说明
图1为外星轮结构示意图;
图2为外星轮中心孔至内腔球道中心距离示意图;
图3本发明实施例自动检测外星轮中心孔位置差异值的装置立体结构示意图;
图4为本发明实施例自动检测外星轮中心孔位置差异值的装置俯视图;
图5为本发明实施例自动检测外星轮中心孔位置差异值的装置侧视图。
附图标记:
底板1、可调地脚2;
水平气缸31、水平气缸L型支撑板32、水平气缸连接板33、侧安装板34、测量基座支撑板35、水平导轨36、限位块37、锁扣安装块38、锁扣39、锁扣手柄310、定位块311、气缸支撑板313、气缸托盘314、锁扣挡块315、解锁气缸316;
竖直气缸L型支撑板41、竖直气缸连接板42、竖直气缸43、活塞杆安装座44、检测安装板45、竖直导轨46、侧连接板47、连接套48、感应器49、第一标准块410、第二标准块411、第三标准块412、定位杆413、活动杆414、开口槽安装块415、测量杆416、测量球头417、显示器418;
后支撑板5、待测外星轮6、测量球道7、测量基座8。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明自动检测外星轮中心孔位置差异值的装置,用于检测外星轮中心孔至内腔球道中心距离是否合格。外星轮结构如图1所示,其内腔为花瓣形,内腔有被滚道沟槽隔开球形面,加工时以此球形面的球心做定位基准。如图2所示,图中显示L的部分,即为需要检测的中心孔至内腔球道中心距离。
如图3和图4所示,为本发明自动检测外星轮中心孔位置差异值的装置的具体实施例,其包括底板1、测量基座支撑板35、后支撑板5、检测组件、控制系统、定位组件和显示器418。
底板1的顶面设有一对平行的水平导轨36,两个水平导轨36分别邻近底板1的两侧边。优选的,底板1为长方形方形铁板,水平导轨36延底板1长度方向铺设。底板1底部具有地脚,优选为可调地脚2,也可以部分是可调地脚2,可调地脚2采用球头螺杆,用于将底板1调整到水平状态。
测量基座支撑板35滑动设置于一对水平导轨36,测量基座支撑板35顶部设有与外星轮内腔形状适配的测量球道7。具体的,每个水平导轨36上均设有可以沿着导轨滑动的滑块,测量基座支撑板35底面固定在一对水平导轨36的滑块上,并且可以随着滑块在一对水平导轨36上移动。优选的,测量基座支撑板35顶面中间安装有法兰型配件,上端有锥形块,中间有弹簧进行缓冲,测量球道7安装于锥形块上方。测量球道7呈三瓣形,每瓣有球形测量头,检测时外星轮的球道内腔与测量球道接触定位。
后支撑板5设置于底板1顶面,本实施例中,将测量基座支撑板35移动的方向设置为前后移动,那么后支撑板5安装在一对水平导轨36后端的后方,并且后支撑板5位于一对水平导轨36的中间平行线上,后支撑板5朝向测量基座支撑板35的表面为前表面,前表面设有竖直导轨46,竖直导轨46上同样具有一个可以上下滑动的滑块。
检测组件安装在竖直导轨46的滑块上,并能够随着该滑块上下移动,测量组件包括测量杆416和测量球头417。具体的,定位组件包括一个检测安装板45,检测安装板45为方形铁板,一侧面装有与竖直导轨46配合的滑块,另一侧面装有开口槽安装块415,开口槽安装块415为T型块,中间有竖直的孔,侧面有槽,竖直的孔内安装有测量杆416。测量杆416为筒形工件,底端具有用来接触外星轮中心孔的测量球头417,测量杆416内部有多个零件配合,可以获得测量球头417的位置。优选的,测量球头417为球形,一端有螺纹,安装在测量杆416上。
如图3和图5所示,本实施例中,通过控制系统来自动控制测量基座支撑板35和检测组件的移动。优选的,控制系统通过与其相连的水平气缸31和竖直气缸43分别对测量基座支撑板35和检测组件进行移动控制。
具体的,水平气缸31设置于一个水平导轨36的后端外侧,水平气缸31的活塞杆固定连接测量基座支撑板35,用于推动或拉动测量基座支撑板35远离和靠近后支撑板5。优选的,后支撑板5侧面装有水平气缸L型支撑板32,水平气缸L型支撑板为L型铁板,用来固定水平气缸31在整个底板1上的左右位置。水平气缸L型支撑板32的另一端安装一个水平气缸连接板33,其为方形板,水平气缸31穿过水平气缸连接板33,水平气缸连接板33用来调整和固定水平气缸31的上下位置。水平气缸31的活塞杆端部设有侧安装板34,侧安装板34为方形铁板,其上有安装孔,安装于对应水平导轨(36)的滑块,可以带动测量基座支撑板35前后移动。
优选的,底板1的顶面还设有限制测量基座支撑板35脱出水平导轨36的限位块37,限位块37为L型铁块,位于底板1的前方,且限位块37和后支撑板5分别位于测量基座支撑板35的两侧。
上述竖直气缸43竖直安装于后支撑板5的侧壁,其活塞杆固定连接检测组件,驱动检测组件上下滑动。具体的,后支撑板5的侧壁安装有竖直气缸L型支撑板41,可以调节竖直气缸43的高度位置。竖直气缸L型支撑板41的上方安装有用来固定竖直气缸43位置的竖直气缸连接板42。前述定位组件还包括活塞杆安装座44,活塞杆安装座44为L形铁板,带有肋板,其一端与竖直气缸43的活塞杆连接,另一端连接检测安装板45。
如图3所示,检测组件还包括一根竖直设置的活动杆414。检测安装板45与安装竖直气缸43相对的一个侧面,安装有侧连接板47,侧连接板47为带有凸起的板块,其连接有一个连接套48,连接套48为筒形工件,内部呈六边形,内部套有六边形的活动杆414,可以随着检测组件上下移动。
自动检测外星轮中心孔位置差异值的装置还包括定位组件,其位于后支撑板5侧边,并且是没有设置竖直气缸43的侧边,且低于检测组件。定位组件通过第一连接块410固定连接活动杆414,定位组件还包括感应器49和位于感应器49下方的定位杆413,感应器49设置在第二连接块411上,用来感应定位器定位组件是否到达指定位置,第三连接块412和第一连接块410通过第二连接块411相连。定位组件还包括定位块311,其位于定位杆413下方,且安装于底板1的顶面。三个连接块分别朝向直角坐标系的三个轴向,都为带孔有槽的方块,且相连的连接块采用销轴连接,可以通过调整连接位置来调整定位块311的接触点。定位杆413为杆状部件,通过末端接触定位块311来定位检测组件下移的位置,定位杆413末端接触定位块311时传信号给控制系统,以停止移动检测组件。
自动检测外星轮中心孔位置差异值的装置还包括显示器418,显示器418位于测量杆416上方,并与测量杆416相连,可以根据测量球头417测得的位置信息,与测量样件的标准位置信息进行比对,显示正负高度差。
如图3和图4所示,远离水平气缸(31)的一个水平导轨(36)的滑块上装有一个锁扣安装块38,锁扣安装块38为一侧开口的方形铁板,安装在滑块外侧,其上沿水平导轨36长度方向铰接一个锁扣39,锁扣39的末端具有倒钩。锁扣39的侧壁还装有锁扣手柄310,其为圆柱形棒料,通过螺母固定于锁扣右侧的安装孔。底板1顶面还设有一个供锁扣39卡合的锁扣挡块315,其与水平气缸31分别位于后支撑板5的两侧,锁扣挡块315与锁扣39位于同一直线,且位于水平导轨36的末端之外。
底板1顶面临近锁扣挡块315处具有凹槽,凹槽内装有解锁气缸316,解锁气缸316的活塞杆上下伸缩,解锁气缸316的活塞杆的上端装有圆片状的气缸托盘314。当该活塞杆向上伸出时,通过气缸托盘314向上推动卡合后锁扣39的锁扣手柄310,进而解锁,控制系统可以将测量基座支撑板35进行复位。
基于上述装置的结构,提供一种自动检测外星轮中心孔位置差异值的方法,具体包括步骤:
采用三坐标检测外星轮内腔球道至中心孔的距离,标定尺寸值,作为尺寸标准的样件。
将样件放置于测量基座支撑板35的测量球道7上,控制系统驱动水平气缸31的活塞杆回收,将基座支撑板35拉到检测组件下方。控制系统控制竖直气缸43的活塞杆回收,带动检测组件向下移动,直至外星轮中心孔与测量球头417接触进行检测,此时,将将此时测量球头的位置(高度h0)设置为0值,作为标准位置,并通过显示器418显示。
调整定位杆413以及三个连接块,使定位杆413末端能够与定位块311接触。取走样件,控制系统控制测量基座支撑板35和测量杆416复位。
放入待测外星轮6,控制系统驱动水平气缸31,将待测外星轮6推到检测组件下方。控制系统控制竖直气缸43推动定位杆413末端向下移动,直至末端与定位块311接触,防止其向下继续移动,损坏测量球头417和测量杆416。锁扣39的倒钩钩住锁扣挡板315,使基座支撑板35前后固定位置,进而待测外星轮6位置固定。测量球头417通过测量杆413内部的弹簧压紧外星轮的中心孔,测量杆413内部具有多种装置,将此时测量球头的高度h1与h0进行比对,得到h1与h0之间的正负高度差,例如+0.1或-0.1等,并将正负高度差通过显示器418进行显示,当正负高度差在合格的范围之内时,待测外星轮6中心孔到球道中心的距离合格;否则,待测外星轮6中心孔到球道中心的距离不合格。合格的范围可以根据不同的情况进行设置,通常来说,合格的范围设置在-0.1和+0.1之间。
优选的,待测外星轮6中心孔到球道中心的距离不合格时,可以进行报警,控制系统不进行复位控制。如果待测外星轮6中心孔到球道中心的距离合格时,控制系统控制解锁气缸316,通过气缸托盘314向上推动锁扣手柄310,进而实现锁扣39解锁。进而控制系统控制竖直气缸43,使测量球头417离开待测外星轮6中心孔,再启动水平气缸31,进行测量基座8的复位。
可以通过机械手臂抓取合格的外星轮,放入合格区域,同时抓取下一个待测外星轮6,按照上述步骤进行测量。
本发明不局限于上述实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。