CN111174711B - 一种多功能气缸套自动检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多功能气缸套自动检测装置，包括工作台、定位夹紧机构和检测机构，所述的定位夹紧机构包括V型定位块、夹紧组件和升降组件，所述V型定位块位于所述工作台上方，所述夹紧组件和升降组件均位于所述工作台下方，所述的V型定位块对气缸套定位，所述升降组件带动夹紧组件升降同时实现夹紧组件对工作台的圆形通孔处的气缸套的夹紧与松开，所述检测机构包括图像传感器和电涡流传感器，通过图像传感器检测气缸套的高度和外径及圆度，通过电涡流传感器检测气缸套的内径及圆度。本发明有效解决了传统气缸套检测过程中需多次装夹、检测效率低、精度低的问题。

Description

一种多功能气缸套自动检测装置
技术领域
本发明属于检测装置技术领域，尤其是涉及一种多功能气缸套自动检测装置。
背景技术
气缸套是一种内嵌在发动机缸体中的圆筒形零件，由于长期处在高温、高压及高速摩擦的恶劣条件下工作，气缸套工作表面在活塞环运动区域会形成诸多不均匀的磨损，当磨损超出一定值时，气缸将可能发生重大故障，因此，气缸套的质量和运行稳定性极大的决定了发动机的使用寿命和更换周期。
气缸套的自动化生产产量大，而传统检测方法是手工检测，如采用内径千分表检测孔径尺寸公差，手工计算检测圆度误差，这种检测方法工作效率低，重复性较差，测量精度也很难得到保障。因此亟需设计一种多功能气缸套自动检测装置，在一次装夹过程中实现对气缸套内径、外径、圆度、高度的快速测量，同时检测精度高、效率高，尤其适应我国目前的气缸套自动化、批量化生产状况。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种多功能气缸套自动检测装置，有效解决了传统气缸套检测过程中需多次装夹、检测效率低、精度低的问题，达到提高效率和精度的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种多功能气缸套自动检测装置，包括工作台、定位夹紧机构和检测机构，所述的定位夹紧机构包括V型定位块、夹紧组件和升降组件，所述V型定位块位于所述工作台上方，所述夹紧组件和升降组件均位于所述工作台下方，所述的V型定位块对气缸套定位，所述升降组件带动夹紧组件升降同时实现夹紧组件对工作台的圆形通孔处的气缸套的夹紧与松开，所述检测机构包括图像传感器和电涡流传感器，通过图像传感器检测气缸套的高度和外径及圆度，通过电涡流传感器检测气缸套的内径及圆度。
进一步的，所述夹紧组件包括套筒、推杆、弹簧、环形压缩弹簧和三个结构相同的扁形瓣体，所述套筒上端开有三个楔形孔洞，三个楔形孔洞与三个扁形瓣体配合安装，所述环形压缩弹簧与三个相同的扁形瓣体外表面配合安装，所述推杆的一端伸入套筒内，在套筒底端与推杆底端之间的推杆上套设第一弹簧，在套筒的底部设有第二弹簧，推杆穿过套筒内的第二弹簧，所述套筒中部设有一定行程的长腰孔，所述推杆上设有圆孔，一长杆与推杆上的圆孔和套筒上的长腰孔配合，且长杆在长腰孔内上下移动。
进一步的，所述升降组件包括压板、导杆、第三弹簧和凸轮，所述压板两侧设有一大一小两个圆孔，压板的大圆孔与套筒外表面配合，压板的小圆孔与导杆配合安装，导杆上端与所述工作台下表面固定连接，在压板与导杆底端之间的导杆部分套设第三弹簧，压板的大圆孔一侧压在所述长杆上，所述凸轮压在压板上，且由第一步进电机带动转动，所述第一步进电机固定安装在工作台的下表面。
进一步的，所述图像传感器设置在传感器装夹板上，所述传感器装夹板位于所述工作台上方，所述传感器装夹板绕被检测的气缸套旋转设置，所述传感器装夹板固定在环形盘上，所述环形盘通过皮带与主动带轮连接，所述主动带轮有第二步进电机带动，所述第二步进电机固定在工作台的下表面。
进一步的，所述电涡流传感器固定在传感器升降架上，所述传感器升降架固定在滑块上，所述滑块与导轨框架配合，所述导轨框架位于所述工作台上，在导轨框架内安装丝杠，所述丝杠上配合有螺母，所述螺母与滑块一体设置，所述丝杠由第三步进电机带动旋转。
进一步的，所述扁形瓣体一端设有锥形斜面，扁形瓣体的弧形外表面中部设有凹槽，所述扁形瓣体的弧形部分长度和高度大于与套筒楔形孔洞配合的扁形瓣体的部分的长度和高度。
进一步的，所述推杆下部直径小于所述推杆上部直径，所述推杆上端顶部为锥形斜面，与三个所述扁形瓣体的斜面配合。
进一步的，工作台的圆形通孔直径小于气缸套外径，工作台的圆形通孔直径大于环形压缩弹簧直径。
进一步的，在工作台上与圆形通孔同轴设置一环形凸台，环形凸台内径大于气缸套外径，所述环形盘套设在环形凸台上，且绕环形凸台转动设置。
进一步的，所述V型定位块上设有螺纹孔，相应的所述环形凸台上也设有螺纹孔，所述V型定位块通过螺栓连接固定在环形凸台上。
相对于现有技术，本发明所述的一种多功能气缸套自动检测装置具有以下优势：
本发明所述的一种多功能气缸套自动检测装置，采用外涨式自动定心定位夹紧方式，避免对气缸套内外径表面造成破坏，通过合理的结构设计，在一次装夹过程中实现对气缸套内径、外径、圆度、高度等的测量，相比于传统的气缸套检测方法，所述多功能气缸套检测装置操作简单、功能广泛、检测精度高、检测效率快，尤其适合我国目前气缸套的自动化、批量化生产状况。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种多功能气缸套自动检测装置的立体结构示意图；
图2为本发明实施例所述的一种多功能气缸套自动检测装置的剖视图；
图3为本发明中夹紧组件与升降组件的连接示意图；
图4为本发明中夹紧组件的结构示意图
图5为本发明中套筒的结构示意图；
图6为本发明中推杆的结构示意图；
图7为本发明中扁形瓣体的结构示意图。
附图标记说明：
10-V型定位块、
20-夹紧组件、21-套筒、22-推杆、23-第二弹簧、24-第一弹簧、25-环形压缩弹簧、26-扁形瓣体、27-长杆、
30-工作台、31-圆形通孔、32-环形凸台、
40-升降组件、41-压板、42-导杆、43-凸轮、44-第一步进电机、45-第三弹簧、
50-传感器装夹板、51-图像传感器、52-环形盘、53-主动带轮、54-第二步进电机、
60-导轨框架、61-电涡流传感器、62-滑块、63-丝杠、64-第三步进电机、65-传感器升降架、
70-气缸套。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-图7所示，一种多功能气缸套自动检测装置，包括工作台30、定位夹紧机构和检测机构，所述的定位夹紧机构包括V型定位块10、夹紧组件20和升降组件40，所述V型定位块10位于所述工作台30上方，所述夹紧组件20和升降组件40均位于所述工作台30下方，所述的V型定位块10对气缸套70定位，所述升降组件40带动夹紧组件20升降同时实现夹紧组件20对工作台30的圆形通孔31处的气缸套70的夹紧与松开，所述检测机构包括图像传感器51和电涡流传感器61，通过图像传感器51检测气缸套70的高度和外径及圆度，通过电涡流传感器61检测气缸套70的内径及圆度。
具体各结构设置为：工作台30的圆形通孔31直径小于气缸套70外径，工作台30的圆形通孔31直径大于环形压缩弹簧25直径，保证套筒21和扁形瓣体26能够通过所设圆形通孔31。在工作台30上与圆形通孔31同轴设置一环形凸台32，环形凸台31内径大于气缸套70外径，所述环形盘52套设在环形凸台31上，且绕环形凸台31转动设置。
V型定位块10上设有螺纹孔，相应的所述环形凸台31上也设有螺纹孔，所述V型定位块10通过螺栓连接固定在环形凸台31上。
所述夹紧组件20采用外涨式自动定心夹紧方式，夹紧组件20包括套筒21、推杆22、第一弹簧24、第二弹簧23、环形压缩弹簧25和三个结构相同的扁形瓣体26，所述套筒21上端开有三个楔形孔洞，三个楔形孔洞与三个扁形瓣体26配合安装，所述环形压缩弹簧25与三个相同的所述扁形瓣体26外表面配合安装，所述推杆22的一端伸入套筒21内，在套筒21底端与推杆22底端之间的推杆22上套设第一弹簧24，在套筒21的底部设有第二弹簧23，推杆22穿过套筒21内的第二弹簧23，所述套筒21中部设有一定行程的长腰孔，所述推杆22上设有圆孔，一长杆27与推杆22上的圆孔和套筒21上的长腰孔配合，且长杆27在长腰孔内上下移动。当没有外力作用在三个扁形瓣体27上时，与扁形瓣体27接触的环形压缩弹簧26保持自由状态，当外力作用在扁形瓣体27上时，三个扁形瓣体27向外张开形成的环形表面夹紧气缸套70内径，实现气缸套的夹紧定位；当不需要夹紧气缸套70时，撤去作用在扁形瓣体27上的作用力，三个扁形瓣体27在环形压缩弹簧26作用下恢复原状，气缸套70卸载。
升降组件40包括压板41、导杆42、第三弹簧45和凸轮43，所述压板41两侧设有一大一小两个圆孔，压板41的大圆孔与套筒21外表面配合，压板41的小圆孔与导杆42配合安装，导杆42上端与所述工作台30下表面固定连接，在压板41与导杆42底端之间的导杆部分套设第三弹簧45，压板41的大圆孔一侧压在所述长杆27上，所述凸轮43压在压板41上，且由第一步进电机44带动转动，所述第一步进电机44固定安装在工作台30的下表面。升降组件的第三弹簧45在不工作时处于压紧状态，此时套筒21和推杆22处于工作台30下方。
图像传感器51设置在传感器装夹板50上，所述传感器装夹板50位于所述工作台上方，所述传感器装夹板50绕被检测的气缸套70旋转设置，传感器装夹板50固定在环形盘52上，所述环形盘52通过皮带与主动带轮53连接，所述主动带轮53由第二步进电机54带动，所述第二步进电机54固定在工作台30的下表面。
电涡流传感器61固定在传感器升降架65上，所述传感器升降架65固定在滑块62上，所述滑块62与导轨框架60配合，所述导轨框架60位于所述工作台30上，在导轨框架60内安装丝杠63，所述丝杠63上配合有螺母，所述螺母与滑块62一体设置，所述丝杠63由第三步进电机64带动旋转。
扁形瓣体26一端设有锥形斜面，扁形瓣体26的弧形外表面中部设有凹槽，所述扁形瓣体26的弧形部分长度和高度大于与套筒21的楔形孔洞配合的扁形瓣体26的部分的长度和高度。
推杆22下部直径小于所述推杆22上部直径，所述推杆22上端顶部为锥形斜面，与三个所述扁形瓣体26的斜面配合。
检测装置使用时，初始状态即检测装置不工作时，升降组件的第三弹簧45处于压紧状态，主要是通过第一步进电机44带动凸轮43旋转压紧压板41，压板41的一端压缩第三弹簧45，于此同时压板41的另一端压紧长杆27，压板41上的力通过长杆27作用于推杆22及套筒21上，套筒21下部的第二弹簧23和推杆22下部的第一弹簧24均处于压缩状态，整个夹紧组件保持在工作台30台面下方；首先将被检测的气缸套70放在工作台30的圆形通孔31处，通过V型定位块10与气缸套70外边缘接触进行预定位，气缸套70通过V型定位块块10预定位后，其次，启动第一步进电机44带动凸轮43转动，释放对压板41的作用力，整个夹紧组件在第二弹簧23、第一弹簧24和第三弹簧45作用下向上运动，推杆22下部的第一弹簧24推动套筒21向上移动伸入到气缸套70底部，套筒21内的第二弹簧23带动27向上移动长腰孔的距离，也就是带动推杆22在套筒21中走过长腰孔的行程，推杆22上部的斜面与扁形瓣体27的斜面配合，撑开三个扁形瓣体27，夹紧气缸套70的内壁，最后，图像传感器51和电涡流传感器61工作，图像传感器51检测气缸套70外径及高度，传感器装夹板50绕气缸套70旋转时，传感器51检测气缸套70圆度，电涡流传感器61检测气缸套70上、中、下三个部位的内径和圆度，图像传感器51是CCD图像传感器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多功能气缸套自动检测装置，其特征在于：包括工作台(30)、定位夹紧机构和检测机构，所述的定位夹紧机构包括V型定位块(10)、夹紧组件(20)和升降组件(40)，所述V型定位块(10)位于所述工作台(30)上方，所述夹紧组件(20)和升降组件(40)均位于所述工作台(30)下方，所述的V型定位块(10)对气缸套(70)定位，所述升降组件(40)带动夹紧组件(20)升降同时实现夹紧组件(20)对工作台(30)的圆形通孔(31)处的气缸套(70)的夹紧与松开，所述检测机构包括图像传感器(51)和电涡流传感器(61)，通过图像传感器(51)检测气缸套(70)的高度和外径及圆度，通过电涡流传感器(61)检测气缸套(70)的内径及圆度；
所述夹紧组件(20)包括套筒(21)、推杆(22)、第一弹簧(24)、第二弹簧(23)、环形压缩弹簧(25)和三个结构相同的扁形瓣体(26)，所述套筒(21)上端开有三个楔形孔洞，三个楔形孔洞与三个扁形瓣体(26)配合安装，所述环形压缩弹簧(25)与三个相同的所述扁形瓣体(26)外表面配合安装，所述推杆(22)的一端伸入套筒(21)内，在套筒(21)底端与推杆(22)底端之间的推杆(22)上套设第一弹簧(24)，在套筒(21)的底部设有第二弹簧(23)，推杆(22)穿过套筒(21)内的第二弹簧(23)，所述套筒(21)中部设有一定行程的长腰孔，所述推杆(22)上设有圆孔，一长杆(27)与推杆(22)上的圆孔和套筒(21)上的长腰孔配合，且长杆(27)在长腰孔内上下移动；
所述升降组件(40)包括压板(41)、导杆(42)、第三弹簧(45)和凸轮(43)，所述压板(41)两侧设有一大一小两个圆孔，压板(41)的大圆孔与套筒(21)外表面配合，压板(41)的小圆孔与导杆(42)配合安装，导杆(42)上端与所述工作台(30)下表面固定连接，在压板(41)与导杆(42)底端之间的导杆部分套设第三弹簧(45)，压板(41)的大圆孔一侧压在所述长杆(27)上，所述凸轮(43)压在压板(41)上，且由第一步进电机(44)带动转动，所述第一步进电机(44)固定安装在工作台(30)的下表面。
2.根据权利要求1所述的一种多功能气缸套自动检测装置，其特征在于：所述图像传感器(51)设置在传感器装夹板(50)上，所述传感器装夹板(50)位于所述工作台上方，所述传感器装夹板(50)绕被检测的气缸套(70)旋转设置，传感器装夹板(50)固定在环形盘(52)上，所述环形盘(52)通过皮带与主动带轮(53)连接，所述主动带轮(53)由第二步进电机(54)带动，所述第二步进电机(54)固定在工作台(30)的下表面。
3.根据权利要求2所述的一种多功能气缸套自动检测装置，其特征在于：所述电涡流传感器(61)固定在传感器升降架(65)上，所述传感器升降架(65)固定在滑块(62)上，所述滑块(62)与导轨框架(60)配合，所述导轨框架(60)位于所述工作台(30)上，在导轨框架(60)内安装丝杠(63)，所述丝杠(63)上配合有螺母，所述螺母与滑块(62)一体设置，所述丝杠(63)由第三步进电机(64)带动旋转。
4.根据权利要求1所述的一种多功能气缸套自动检测装置，其特征在于：所述扁形瓣体(26)一端设有锥形斜面，扁形瓣体(26)的弧形外表面中部设有凹槽，所述扁形瓣体(26)的弧形部分长度和高度大于与套筒(21)的楔形孔洞配合的扁形瓣体(26)的部分的长度和高度。
5.根据权利要求1所述的一种多功能气缸套自动检测装置，其特征在于：所述推杆(22)下部直径小于所述推杆(22)上部直径，所述推杆(22)上端顶部为锥形斜面，与三个所述扁形瓣体(26)的斜面配合。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种多功能气缸套自动检测装置，其特征在于：工作台(30)的圆形通孔(31)直径小于气缸套(70)外径，工作台(30)的圆形通孔(31)直径大于环形压缩弹簧(25)直径。
7.根据权利要求2所述的一种多功能气缸套自动检测装置，其特征在于：在工作台(30)上与圆形通孔(31)同轴设置一环形凸台(32)，环形凸台(32 )内径大于气缸套(70)外径，所述环形盘(52)套设在环形凸台(32 )上，且绕环形凸台(31)转动设置。
8.根据权利要求7所述的一种多功能气缸套自动检测装置，其特征在于：所述V型定位块(10)上设有螺纹孔，相应的所述环形凸台(32 )上也设有螺纹孔，所述V型定位块(10)通过螺栓连接固定在环形凸台(32 )上。
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