CN112146608A - 一种产品在线高度测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种产品在线高度测量系统，包括齿条、齿轮、旋转编码器、提升板、导轨、气缸，气缸推杆端装有提升板，提升板与导轨滑动连接，导轨上下安装测量板和齿条，旋转编码器上装有齿轮，齿轮与齿条相啮合；通过测量板下压在待测产品上，并通过齿轮齿条结构和旋转编码器相结合，将测量板的下落距离转变为角度电信号进而再换算成长度信息的方式，不仅精准快速的得出了待测产品的高度信息，测量系统还对环境要求低，不受天气光线和待测产品的形状影响，能够快速捕捉待测产品最高点，即使待测产品在测量台上发生滚动偏移，也能快速测量到高度信息，且本系统成本较低，能够自动测量，不使用耗材，节省了人工成本和使用成本。

Description

一种产品在线高度测量系统

技术领域

本发明涉及工业产品尺寸测量领域，具体为一种产品在线高度测量系统。

背景技术

在自动化流水线上，经常需要在线实时地获取每个产品的高度信息，用以识别产品的品种并进行后道的分拣或者包装等，以及在一些比较紧凑的工厂车间内，经常会遇到几条生产线的产品汇流到一条输送线上，然后再进行输送并利用高度的差异分拣到后道的设备或者仓库中；现有技术中，采用激光测距仪或人工测量的方式获取产品的高度信息，激光测距仪方式为在输送过程中利用安装在输送线旁边的激光测距仪实时地测量产品的高度，并将此信息传对产品送给上位机或PLC，人工测量方式为操作人员先手工测量每种产品的高度，并将高度信息输入放置在前道输送线上的贴标机或打码机中，贴标机或打码机将产品的高度信息以贴标签或烧录条码的方式附着在每个产品上，然后在后道用工业相机或扫描枪识别出标签上的高度信息并将此信息传送给上位机电脑或PLC，这两种方法中，激光测距仪成本较高，且激光测距仪对环境和光线的要求一般也比较高，灰尘、油水都会影响其精度和寿命，如果遇到圆柱体产品时，由于产品会产生左右滚动偏移，激光测距仪无法定位其最高点，测量比较困难，如果要改变其测量精度或者量程需要更换激光测距仪，而人工测量方法不仅效率低下，还要购买打码机或贴标机的耗材，使用成本也比较高。

发明内容

鉴于现有技术中所存在的问题，本发明公开了一种产品在线高度测量系统，采用的技术方案是，包括齿条、齿轮、旋转编码器、安装板、提升板、导轨、气缸和控制装置，所述安装板上装有所述旋转编码器和所述气缸，所述气缸推杆端装有所述提升板，所述提升板上有通孔，所述导轨穿过所述通孔并与所述通孔滑动连接，所述导轨上有限位装置，所述导轨下端安装有测量板，所述导轨与所述安装板之间滑动连接，所述导轨与所述齿条相连，所述旋转编码器的轴上装有所述齿轮，所述齿轮与所述齿条相啮合；所述控制装置内有微处理器和空压机，所述微处理器与所述旋转编码器、所述空压机电性相连，所述空压机与所述气缸通过气管相连。

作为本发明的一种优选技术方案，所述导轨通过直线轴承与所述安装板相连。

作为本发明的一种优选技术方案，所述限位装置为轴用卡簧，所述轴用卡簧装在所述提升板和所述直线轴承之间。

本发明的有益效果：本发明通过采用测量板自然下落下压在待测产品上，并通过齿轮齿条结构和旋转编码器相结合，将测量板的下落竖直距离转变为角度电信号进而再换算成长度信息的方式，不仅精准快速的得出了待测产品的高度信息，测量系统还对环境要求低，不受天气光线影响，不受待测产品的形状影响，能够快速捕捉待测产品最高点，即使待测产品在测量台上发生滚动偏移，也能快速测量到高度信息，且本系统成本较低，能够自动测量，不使用耗材，节省了人工成本和使用成本。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明测量板最大高度示意图；

图3为本发明测量板测量方形待测产品高度示意图；

图4为本发明测量板测量圆柱形待测产品高度示意图。

图中：1-齿条、2-齿轮、3-旋转编码器、4-安装板、5-提升板、6-导轨、7-气缸、8-直线轴承、9-轴用卡簧、10-测量板。

具体实施方式

实施例1

如图1至图4所示，本发明公开了一种产品在线高度测量系统，采用的技术方案是，包括齿条1、齿轮2、旋转编码器3、安装板4、提升板5、导轨6、气缸7和控制装置，所述安装板4上装有所述旋转编码器3和所述气缸7，所述气缸7推杆端装有所述提升板5，所述提升板5上有通孔，所述导轨6穿过所述通孔并与所述通孔滑动连接，所述导轨6上有限位装置，所述导轨6下端安装有测量板10，所述导轨6与所述安装板4之间滑动连接，所述导轨6与所述齿条1相连，所述旋转编码器3的轴上装有所述齿轮2，所述齿轮2与所述齿条1相啮合；所述控制装置内有微处理器和空压机，所述微处理器与所述旋转编码器3、所述空压机电性相连，所述空压机与所述气缸7通过气管相连。

作为本发明的一种优选技术方案，所述导轨6通过直线轴承8与所述安装板4相连。

作为本发明的一种优选技术方案，所述限位装置为轴用卡簧9，所述轴用卡簧9装在所述提升板5和所述直线轴承8之间。

本发明的工作原理：在气缸7位于初始位置时，提升板5通过轴用卡簧9将齿条1、导轨6和测量板10提升至最高点，在待测产品到达测量板10下方时，控制装置内的微处理器通过控制空压机使气缸7活塞杆推出，解除轴用卡簧9对齿条1、导轨6和测量板10的限位，此时测量板10、导轨6和齿条1会在自身重力下沿直线轴承8下落，同时齿条1通过齿轮2带动旋转编码器3旋转，当测量板10下落至待测产品最高点不再下落时，旋转编码器3的旋转角度不再变化，微处理器通过旋转编码器3的脉冲增量计算出齿条1的下降距离，及测量板10的下降距离，用测量板10初始最大高度值减去下降距离即为待测产品高度，测量完成后，气缸7通过提升板5和轴用卡簧9带动齿条1、导轨6复位，等待下一产品进料。

待测产品的高度计算方法：设测量板与下方输送线之间的最大高度为H，旋转编码器的分辨率为P脉冲/圈，待测产品的高度为h，微处理器读出旋转编码器的脉冲增量为n脉冲，齿条的行程为S，齿轮模数为m，齿数为z，则计算公式为：

h=H-S=H-n/p*π*m*z。

本发明涉及的微处理器采用STM32芯片，STM32通过内置程序控制电机启停，STM32的管脚及连接方式本领域技术人员可参考教材或厂商出版的技术手册获得技术启示；本发明涉及的电路连接为本领域技术人员采用的惯用手段，可通过有限次试验得到技术启示，属于公知常识。

本文中未详细说明的部件为现有技术。

上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (3)

1.一种产品在线高度测量系统，其特征在于：包括齿条（1）、齿轮（2）、旋转编码器（3）、安装板（4）、提升板（5）、导轨（6）、气缸（7）和控制装置，所述安装板（4）上装有所述旋转编码器（3）和所述气缸（7），所述气缸（7）推杆端装有所述提升板（5），所述提升板（5）上有通孔，所述导轨（6）穿过所述通孔并与所述通孔滑动连接，所述导轨（6）上有限位装置，所述导轨（6）下端安装有测量板（10），所述导轨（6）与所述安装板（4）之间滑动连接，所述导轨（6）与所述齿条（1）相连，所述旋转编码器（3）的轴上装有所述齿轮（2），所述齿轮（2）与所述齿条（1）相啮合；所述控制装置内有微处理器和空压机，所述微处理器与所述旋转编码器（3）、所述空压机电性相连，所述空压机与所述气缸（7）通过气管相连。

2.根据权利要求1所述的一种产品在线高度测量系统，其特征在于：所述导轨（6）通过直线轴承（8）与所述安装板（4）相连。

3.根据权利要求2所述的一种产品在线高度测量系统，其特征在于：所述限位装置为轴用卡簧（9），所述轴用卡簧（9）装在所述提升板（5）和所述直线轴承（8）之间。

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