CN112757239A - 一种衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置,属于检测装置技术领域,其包括支撑机构以及设置在所述支撑机构上的高度检测机构、衬套压装机构、工件定位机构和缩口检测机构,所述高度检测机构包括设置在所述支撑机构上的上板、设置在所述上板上部的伺服电缸、水平设置在所述上板下部的导轨、与所述导轨连接的气缸一以及设置在所述导轨上的位移传感器,所述缩口检测机构包括设置在所述支撑机构上的支架和气缸二、以及设置在所述支架上的工业相机和气缸三,所述工业相机与控制器连接。本发明能够快速、准确地检测出衬套压装后的外露高度和缩口间隙是否符合公差要求,使用方便快捷,稳定性好,准确度高。

Description

一种衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置
技术领域
本发明属于检测装置技术领域,具体涉及一种衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置。
背景技术
现有衬套外露高度是在压装工序完成后使用触摸规来判定是否合格,不能在工序开始前有效防错,造成生产浪费;现有衬套压装缩口间隙0.25max,使用尺寸规格为0.25mm的塞尺检测一周来判定是否合格,不通过为合格,通过为不合格。人工检测节拍较长,同时也存在较大的误判风险。
CN 208887536 U公开了一种多功能衬套检具,包括底板,底板上固定有内径检具、外径检具和高度检具;内径检具包括底座,底座固定在底板上,底座上固定有内径止规,内径止规的顶部设有内径通规;外径检具包括第一盖板,第一盖板通过第一底柱、第三底柱固定在底板上,第一盖板上设有两个孔,两个孔分别为外径通规和外径止规;高度检具包括外径检具和第二盖板,第二盖板通过第二底柱固定在底板上,第二盖板与底板之间的距离为高度止规,第一盖板与底板之间的距离为高度通规。该实用新型的多功能衬套检具具有操作灵活、携带方便、节约人工成本、制造工序简单、加工成本低等一系列优点。
CN 106643419 A公开了一种衬套装配高度检具,由外套、紧定螺钉、测量柱以及定位柱所组成,使用时定位柱的下端锥形与衬套内轴孔的孔口边缘相配合,检具被径向定位;外套底面与工件装配定位端面贴平,检具被轴向定位;然后使测量柱的底面与衬套端面贴平,观察测量柱的顶面位置,如果测量柱的顶面在外套顶端的台阶中间,则说明工件装配后的高度合格。该发明在使用中能够测量衬套与转向节装配后的高度差;同时,具有结构简单、检测精度高、性能安全稳定、制作成本低等特点。
发明内容
有鉴于此,本发明所要解决的技术问题是,提供一种衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置,以快速、准确地检测出衬套压装后的外露高度和缩口间隙是否符合公差要求,使用方便快捷,稳定性好,准确度高。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置,包括支撑机构以及设置在所述支撑机构上的高度检测机构、衬套压装机构、工件定位机构和缩口检测机构,所述高度检测机构包括设置在所述支撑机构上的上板、设置在所述上板上部的伺服电缸、水平设置在所述上板下部的导轨、与所述导轨连接的气缸一以及设置在所述导轨上的位移传感器,所述缩口检测机构包括设置在所述支撑机构上的支架和气缸二、以及设置在所述支架上的工业相机和气缸三,所述工业相机与控制器连接。
优选地,所述支撑机构包括底座和设置在所述底座上的若干支撑柱,所述上板与所述支撑柱连接。
优选地,所述衬套为圆柱形空心筒,所述工件具有与所述衬套形状相匹配的衬套孔,所述衬套孔的上端面为台阶面。
优选地,所述衬套压装机构包括设置在所述上板下部的压装座、设置在所述压装座内且与所述伺服电缸连接的导向轴、以及设置在所述压装座底部且位于所述导向轴周侧的挤压销。
优选地,所述挤压销的形状为锥形,数量为3个,均布设置在所述压装座的底部且位于所述导向轴的周侧。
优选地,所述工件定位机构包括设置在所述支撑机构上的支撑缸、设置在所述支撑缸上部的水平定位组件以及设置在所述支撑机构上的角向定位组件,所述水平定位组件包括设置在所述工件一侧的定位芯轴以及设置在所述工件另一侧的轴向压紧缸,所述角向定位组件包括设置在所述支撑机构上的座体、设置在所述座体上的角向压紧缸以及设置在所述角向压紧缸端部的角向定位点。
优选地,所述衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置的使用方法,包括如下步骤:
1)将衬套安装到衬套压装机构上,将工件采用所述工件定位机构进行定位;
2)所述气缸一动作,推动所述位移传感器的测头沿所述导轨到达工件的衬套孔上方,所述伺服电缸推动所述上板向下,测取工件的衬套孔台阶面高度记为h1,返回原位置;
3)所述伺服电缸再次推动所述上板向下,通过所述衬套压装机构将衬套压入工件的衬套孔,并完成缩口,保持3s后返回;
4)所述气缸一动作,再次推动所述位移传感器的测头沿所述导轨到达工件的衬套孔上方,所述伺服电缸推动所述上板向下,测取衬套的上端面高度记为h2,返回原位置,通过位置差值h1- h2,自动判定压装高度是否合格;
5)所述气缸二推动所述支架到达工件的衬套孔上方,所述气缸三将所述工业相机推送至设定高度,拍取工件的缩口照片,返回原位置,拍取的照片通过处理,得到缩口间隙尺寸,实现缩口间隙的自动判定。
优选地,所述将工件采用工件定位机构进行定位的具体操作方法如下:将工件上的流道部位由一侧套在所述定位芯轴上,旋转工件使其与所述角向定位点贴合,所述轴向压紧缸动作与所述流道部位的另一侧端面接触并压紧,所述角向压紧缸动作,从而压紧工件。
衬套压装是比较成熟的工序,但是目前衬套压装后的外露高度普遍是在压装完成后采用触摸规等常用检具(例如:CN 208887536 U、CN 106643419 A)进行判定,不能在压装工序开始前进行有效防错,如果压装测量不合格,就会造成生产浪费。而且,现有衬套的压装缩口间隙使用尺寸规格为0.25mm的塞尺检测一周来判定是否合格,不通过为合格,通过为不合格,人工检测效率低下,同时也存在较大的误判风险。因此,传统的压装高度以及缩口检测用具,虽然使用方法简单,但是人工操作过程繁琐,判断效率低,且误判几率高,质量不稳定,对此,本发明基于上述认知以及长期的压装作业实践,对现有衬套压装设备进行改进,不仅实现了衬套压装高度与缩口间隙的自动化判断,代替了人工核检,效率显著提高,而且衬套压装精度高,压装质量稳定。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明通过上述技术方案能够快速、准确地检测出衬套压装后的外露高度和缩口间隙是否符合公差要求,使用方便快捷、稳定性良好且准确度高。
本发明衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置,包括支撑机构以及设置在支撑机构上的高度检测机构、衬套压装机构、工件定位机构和缩口检测机构,其中:高度检测机构用于检测衬套的压装高度是否符合规定。其中的伺服电缸设置在上板的上部,能够推动上板做上下移动,并能够在预设位置停止,并返回至原始位置。气缸一与导轨连接,导轨水平设置在上板的下部,气缸一能够推动位移传感器在导轨上移动,使位移传感器移动至预设位置,并能够返回原始位置。上述伺服电缸控制上板的升降,气缸一控制导轨的水平移动,二者相配合,使得位移传感器能够精准达到测量位置。通过位移传感器检测衬套的上端面高度和工件的衬套孔的台阶面高度的高度差来判断衬套的压装高度是否符合要求。
同时,缩口检测机构用于自动检测缩口的间隙,其中,设置在支撑机构上的支架和气缸二,支架能够在气缸二的推动下发生水平移动;设置在支架上的工业相机和气缸三,工业相机能够在气缸三的推动下发生垂直移动,上述部件配合,使得工业相机能够精准到达预设测量位置,完成准确拍摄,进而完成对缩口间隙尺寸的计算,自动判定缩口间隙是否符合预设尺寸。
本发明衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置代替了人工检验,实现更精确快速的自动化检测,极大的避免了误判或漏检事件的发生。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
图1:本发明衬套与工件的待装配结构示意图;
图2:本发明衬套与工件在装配状态下的局部剖视图;
图3:本发明一种衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置的结构图;
图4:本发明图3的侧视图;
图5:本发明缩口的结构示意图;
其中,1-底座,2-支撑柱,3-上板,4-伺服电缸,5-气缸一,6-位移传感器,7-压装座,8-导向轴,9-缩口,10-支架,11-气缸二,12-工业相机,13-气缸三,14-衬套,15-工件,16-衬套孔,17-台阶面,18-支撑缸,19-定位芯轴19,20-轴向压紧缸,21-座体,22-角向压紧缸,23-角向定位点,24-壳体,25-流道,26-进排气部件,27-导轨。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容,但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员来说显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。
参阅图1~图5,一种衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置,包括支撑机构以及设置在支撑机构上的高度检测机构、衬套压装机构、工件定位机构和缩口检测机构,其中:高度检测机构包括设置在支撑机构上的上板3、设置在上板3上部的伺服电缸4、水平设置在上板3下部的导轨27、与导轨27连接的气缸一5以及设置在导轨27上的位移传感器6,缩口检测机构包括设置在支撑机构上的支架10和气缸二11、以及设置在支架10上的工业相机12和气缸三13,所述工业相机与控制器连接。
高度检测机构用于检测衬套14的压装高度是否符合规定。其中的伺服电缸4设置在上板3的上部,能够推动上板3做上下移动,并能够在预设位置停止,并返回至原始位置。气缸一5与导轨27连接,导轨27水平设置在上板3的下部,气缸一5能够推动位移传感器6在导轨27上移动,使位移传感器6移动至预设位置,并能够返回原始位置。上述伺服电缸4控制上板3的升降,气缸一5控制导轨27的水平移动,二者相配合,使得位移传感器6能够精准达到测量位置。
衬套压装机构包括设置在上板3下部的压装座7、设置在压装座7内且与伺服电缸4连接的导向轴8、以及设置在压装座7底部且位于导向轴8周侧的挤压销。衬套压装机构用于将衬套14压入工件15的衬套孔16中,并对工件15进行缩口9,以锁紧衬套14。在本发明中,衬套14具有圆柱形空心筒结构,其能够套在导向轴8上,通过导向轴8的移动压装入工件15中;而且为了使得衬套14在衬套孔16内的装配更稳定,本发明在衬套压装机构上设计了专用于缩口9的挤压销,挤压销的形状与工件15要求的缩口9形状是一致的,例如:缩口9呈弧形凹陷,则挤压销与预缩口9部位的接触面呈弧形凸面;挤压销设置在压装座7底部且位于导向轴8周侧,当导向轴8在伺服电缸4的带动下向下压装时,挤压销也同时作用于工件15的衬套孔16完成缩口9;缩口9的外观以及间隙则通过缩口检测装置进行自动检测。
缩口检测机构用于自动检测缩口9的间隙,其中,设置在支撑机构上的支架10和气缸二11,支架10与气缸二11连接,支架10能够在气缸二11的推动下发生水平移动;设置在支架10上的工业相机12和气缸三13,工业相机12与气缸三13连接,工业相机12能够在气缸三13的推动下发生垂直移动,上述部件配合,使得工业相机12能够精准到达预设测量位置,完成准确拍摄,工业相机将上述拍摄图片传输至控制器,由控制器完成对图片中目标点的识别以及距离的计算(例如:使用Pattern工具定位,通过抓取的衬套孔16中心和两个缩口9边,计算衬套孔16中心到缩口9边中心的距离,再减去衬套14外台阶半径)完成对缩口9间隙尺寸的计算,自动判定缩口9间隙是否符合预设尺寸。其中控制器完成对图片中目标点的识别以及距离的计算为本领域现有技术。
在本发明中,支撑机构包括底座1和设置在底座1上的若干支撑柱2,上板3与支撑柱2连接,其中,上板3在伺服电缸4的推动下沿支撑柱2上下移动。在本发明所示的一个具体实施方案中,支撑柱2的数量为4个,呈两行两列规则设置在底座1上。
在本发明所示的一个具体实施方案中,参阅图1-2,衬套14为圆柱形空心筒,工件15具有与衬套14形状相匹配的衬套孔16,衬套孔16的上端面为台阶面17。衬套压装机构用于将衬套14压入工件15的衬套孔16中,并利用挤压销衬套孔16进行缩口9处理,以锁紧衬套14。
作为本发明的一个具体实施方案,参阅图1,工件15包括壳体24、设置在壳体24一侧的流道25、设置在流道25侧壁的衬套孔16、以及与所述流道25连通的进排气部件26,本发明所涉及的工件15为本领域现有技术,本发明不涉及对工件15的具体结构加以改进,故仅将与本发明装置及其使用方法相关的工件15特征予以示意性说明,而非唯一限定。
在本发明所示的一个具体实施方案中,挤压销的形状为锥形,数量为3个,均布设置在压装座7的底部且位于导向轴8的周侧。这样挤压销在挤压衬套孔16的过程中,其尖端利于挤压销向下推压,侧面的弧形凸面结构则有利于衬套孔16形成弧形凹面结构,使衬套孔16的孔口处向衬套14方向凹陷,形成锁紧衬套14的缩口9(如图5所示)。
在本发明所示的一个具体实施方案中,工件定位机构包括设置在支撑机构上的支撑缸18、设置在支撑缸18上部的水平定位组件以及设置在支撑机构上的角向定位组件,水平定位组件包括设置在工件15一侧的定位芯轴19以及设置在工件15另一侧的轴向压紧缸20,角向定位组件包括设置在支撑机构上的座体21、设置在座体21上的角向压紧缸22以及设置在角向压紧缸22端部的角向定位点23。作为本发明所示的一个具体实施方案,支撑缸18上部设置支撑台,水平定位组件设置在支撑台上。其中,水平定位组件限制工件15只能在其定位芯轴19所限定的轴线方向上运动,而轴向压紧缸20则限制其不能在定位芯轴19所限定的轴线方向上运动,从而实现流道25部位的固定;角向定位组件用于将工件15的壳体24(主要是进排气部件26)进行固定,其工件15整体保持稳定。
在本发明中,上述衬套14压装高度及缩口9间隙自动检测的装置的使用方法,包括如下步骤:
1)将衬套14安装到衬套压装机构上,将工件15采用工件定位机构进行定位;
2)气缸一5动作,推动位移传感器6的测头沿导轨27到达工件15的衬套孔16上方,伺服电缸4推动上板3向下,测取工件15的衬套孔16台阶面17高度记为h1,返回原位置;
3)伺服电缸4再次推动上板3向下,通过衬套压装机构将衬套14压入工件15的衬套孔16,并完成缩口9,保持3s后返回;
4)气缸一5动作,再次推动位移传感器6的测头沿导轨27到达工件15的衬套孔16上方,伺服电缸4推动上板3向下,测取衬套14的上端面高度记为h2,返回原位置,通过高度差值h1- h2(如图2所示),自动判定压装高度是否合格;
5)气缸二11推动支架10到达工件15的衬套孔16上方,气缸三13将工业相机12推送至设定高度,拍取工件15的缩口9照片,返回原位置,拍取的照片通过处理,得到缩口9间隙尺寸,实现缩口9间隙的自动判定。
作为本发明的一个具体实施方案,步骤1)中将衬套14安装到衬套压装机构上,具体是将衬套14安装到导向轴8上。
作为本发明的一个具体实施方案,步骤1)中,将工件15采用工件定位机构进行定位的具体操作方法如下:将工件15上的流道25部位由一侧套在定位芯轴19上,旋转工件15使其与角向定位点23贴合,轴向压紧缸20动作与流道25部位的另一侧端面接触并压紧,角向压紧缸22动作,从而压紧工件15。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换,只要不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置,包括支撑机构以及设置在所述支撑机构上的高度检测机构、衬套压装机构、工件定位机构和缩口检测机构,其特征在于:所述高度检测机构包括设置在所述支撑机构上的上板、设置在所述上板上部的伺服电缸、水平设置在所述上板下部的导轨、与所述导轨连接的气缸一以及设置在所述导轨上的位移传感器,所述缩口检测机构包括设置在所述支撑机构上的支架和气缸二、以及设置在所述支架上的工业相机和气缸三,所述工业相机与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置,其特征在于:所述支撑机构包括底座和设置在所述底座上的若干支撑柱,所述上板与所述支撑柱连接。
3.根据权利要求1所述的一种衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置,其特征在于:所述衬套为圆柱形空心筒,所述工件具有与所述衬套形状相匹配的衬套孔,所述衬套孔的上端面为台阶面。
4.根据权利要求1所述的一种衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置,其特征在于:所述衬套压装机构包括设置在所述上板下部的压装座、设置在所述压装座内且与所述伺服电缸连接的导向轴、以及设置在所述压装座底部且位于所述导向轴周侧的挤压销。
5.根据权利要求4所述的一种衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置,其特征在于:所述挤压销的形状为锥形,数量为3个,均布设置在所述压装座的底部且位于所述导向轴的周侧。
6.根据权利要求1所述的一种衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置,其特征在于:所述工件定位机构包括设置在所述支撑机构上的支撑缸、设置在所述支撑缸上部的水平定位组件以及设置在所述支撑机构上的角向定位组件,所述水平定位组件包括设置在所述工件一侧的定位芯轴以及设置在所述工件另一侧的轴向压紧缸,所述角向定位组件包括设置在所述支撑机构上的座体、设置在所述座体上的角向压紧缸以及设置在所述角向压紧缸端部的角向定位点。
7.根据权利要求1所述的一种衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置的使用方法,其特征在于:包括如下步骤:
1)将衬套安装到衬套压装机构上,将工件采用所述工件定位机构进行定位;
2)所述气缸一动作,推动所述位移传感器的测头沿所述导轨到达工件的衬套孔上方,所述伺服电缸推动所述上板向下,测取工件的衬套孔台阶面高度记为h1,返回原位置;
3)所述伺服电缸再次推动所述上板向下,通过所述衬套压装机构将衬套压入工件的衬套孔,并完成缩口,保持3s后返回;
4)所述气缸一动作,再次推动所述位移传感器的测头沿所述导轨到达工件的衬套孔上方,所述伺服电缸推动所述上板向下,测取衬套的上端面高度记为h2,返回原位置,通过位置差值h1- h2,自动判定压装高度是否合格;
5)所述气缸二推动所述支架到达工件的衬套孔上方,所述气缸三将所述工业相机推送至设定高度,拍取工件的缩口照片,返回原位置,拍取的照片通过处理,得到缩口间隙尺寸,实现缩口间隙的自动判定。
8.根据权利要求7所述的一种衬套压装高度及缩口间隙自动检测的装置的使用方法,其特征在于:所述将工件采用工件定位机构进行定位的具体操作方法如下:将工件上的流道部位由一侧套在所述定位芯轴上,旋转工件使其与所述角向定位点贴合,所述轴向压紧缸动作与所述流道部位的另一侧端面接触并压紧,所述角向压紧缸动作,从而压紧工件。
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