CN112762880A - 一种回转件内外径自动测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种回转件内外径自动测量装置，包括测量单元，测量单元包括自伸缩位移传感器、与自伸缩位移传感器的测头保持接触的转接滑块、与转接滑块滑动连接的微型导轨，测量单元还包括微型气缸，微型气缸的输出轴与转接滑块保持接触，转接滑块通过弹簧与固接在机架上的支撑块连接；转接滑块上设有与工件接触的工件测头。本发明的有益效果在于：精度高，测量精度可达±0.001mm；同时采用气缸和步进电机自动控制的机械爪实现多点测量以降低测量误差；价格较低、结构紧凑，采用单片机便于将测量数据上传于数据库以提高生产线的管理效率、数据可视化程度以及产品质量的实时监测。
Description
技术领域
本发明涉及回转件测量技术领域，具体为一种利用位移传感器的自动化回转件内外径多点测量装置。
背景技术
在现有的回转类零件生产过程中，为了保证生产出来的产品具有合格的内外径，这就需要对产品的内外径进行测量。在传统的生产线上往往是由工人手动测量回转类零件的内外径，这就存在测量效率低、测量数据统计不便的不足。在智能制造的大背景下，以上的检测方法难以满足准确高效的测量需求；同时，在人工测量的情况下，测量数据的记录也存在主观性、随意性，难以将测量数据实时、客观地采集并生成报表，进而难以做到生产过程对产品质量的准确高效的监控。而现有的气动量仪测量设备则存在量程短和不便于自动上下料等问题。因此，亟需一种高效、准确、自动化的测量设备来解决上述问题。
发明内容
为了实现对回转类零件内外径高效、准确、自动化的测量，本发明提供一种回转件内外径自动测量装置。
本发明采用以下技术方案实现。依据本发明提出的一种回转件内外径自动测量装置，包括测量单元，测量单元包括自伸缩位移传感器、与自伸缩位移传感器的测头保持接触的转接滑块、与转接滑块滑动连接的微型导轨，测量单元还包括微型气缸，微型气缸的输出轴与转接滑块保持接触，转接滑块通过弹簧与固接在机架上的支撑块连接，弹簧的弹力保证转接滑块始终与自伸缩位移传感器的测头、微型气缸的输出轴保持接触；自伸缩位移传感器的测头伸缩方向、微型气缸的输出轴伸缩方向、弹簧的伸缩方向均与转接滑块在微型导轨的滑动方向平行，转接滑块上设有与工件接触的工件测头，工件测头移动可带动转接滑块移动，进而带动自伸缩位移传感器的测头移动从而得出工件测头的位移量。
进一步的，该装置包括两个所述的测量单元，两个测量单元微型导轨滑动方向在平面上相互垂直，两个测量单元的工件测头移动方向关于两测量单元微型导轨滑动方向之间夹角平分线对称，两个测量单元的工件测头相互靠近指向待测工件的圆心，工件测头移动方向延长线上布置有定位销，定位销与工件测头分别位于待测工件最大直径的两端。
进一步的，所述的工件测头为球形，用于检测待测工件的内径，在测量过程中，弹簧弹力作用使转接滑块向远离待测工件方向移动进而使工件测头压紧在待测工件的内壁。
进一步的，所述的工件测头为长方体，用于检测待测工件的外径，在测量过程中，微型气缸推动使转接滑块向待测工件方向移动进而使工件测头压紧在待测工件的内壁。
进一步的，所述的测量单元上方设有用于抓取、旋转待测工件的机械爪。
进一步的，所述的机械爪通过紧定螺栓固定于气动平行夹爪手指机械手上，所述的机械手能够在气缸高压气体的驱动下水平往复移动进而实现机械爪对待测工件夹紧和放松，所述的机械手上部通过转接件与步进电机连接，步进电机能够带动机械爪和待测工件转动固定角度以实现多点测量。
进一步的，所述的微型气缸及气缸与气泵之间的通断采用电磁阀控制，电磁阀、步进电机与单片机连接，单片机通过接受用户操作指令，通过控制步进电机从而控制机械爪动作，并通过控制电磁阀控制微型气缸、气缸动作，从而采集自伸缩位移传感器的数据，通过串口上传测量数据至电脑进行对比分析。
本发明的有益效果在于：本发明提供一种高精度的回转件内外径自动测量装置，测量精度可达±0.001mm；同时采用气缸和步进电机自动控制的机械爪实现多点测量以降低测量误差；所述测量装置价格较低、结构紧凑，采用微电脑控制核心便于将测量数据上传于数据库以提高生产线的管理效率、数据可视化程度以及产品质量的实时监测。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一种回转件内外径自动测量装置实施例测量回转件内径时的立体图；
图2为本发明一种回转件内外径自动测量装置实施例测量回转件外径时的立体图；
图3为图1的俯视图；
图4为图2的俯视图；
图5为图1或图2中机械爪的主视图。
【附图标记】
1-自伸缩位移传感器，2-微型气缸，3-第一机架，4-第二机架，5-转接滑块，6-微型导轨，7-工位，8-待测工件，9-机械爪，10-步进电机，11-气缸，12-支撑块，13-弹簧，14-定位销，15-工件测头。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1至图5所示为本发明一种回转件内外径自动测量装置的一个实施例，包括两个测量单元，每个测量单元包括自伸缩位移传感器1、转接滑块5、微型导轨6、微型气缸2、弹簧13、支撑块12、工件测头15，自伸缩位移传感器1安装在第一机架3上，其测头在自身内置弹簧预紧力的作用下与转接滑块5始终保持接触，进而检测到转接滑块5的位移，转接滑块5为十字形，其滑动设置在微型导轨6上，自伸缩位移传感器1的测头抵在转接滑块5的一条边上，其自身预紧力方向与转接滑块5在微型导轨6的滑动方向平行，定义自伸缩位移传感器1的测头所接触的转接滑块5一条边为a，另一条边为b，a与b相互垂直交叉，自伸缩位移传感器1的测头抵在转接滑块5中a的一端，a的另一端与微型气缸2的输出轴保持接触，微型气缸2安装在第二机架4上，微型气缸2与自伸缩位移传感器1的测头位于a的同一侧，在a的另一侧，微型气缸2与自伸缩位移传感器1的测头相对应的位置各设有一个弹簧13，弹簧13的另一端各设有一个支撑块12，支撑块12固定在机架上，弹簧13与支撑块12、转接滑块5始终接触，并保持一定的预紧力，在与支撑块12同一侧的b的一端设有用于与待测工件8紧密接触的工件测头15，工件测头15移动可带动转接滑块5移动，进而带动自伸缩位移传感器1的测头移动。
两个测量单元在同一水平面上相互垂直，且工件测头15关于两者之间夹角平分线对称，两个测量单元的工件测头15相互靠近指向待测工件8的圆心，工件测头移动方向的延长线上布置有定位销14，测量待测工件8时，定位销14与工件测头15分别位于待测工件8最大直径的两端，在微型气缸2以及弹簧13的作用下，可以使工件测头15与待测工件8接触或脱离接触，脱离接触时，可以更换待测工件8；待测工件8的上方安装有机械爪9，用于转动待测工件8以获得多点的内外径数据，提高测量精度，机械爪9通过紧定螺栓固定于气动平行夹爪手指机械手上，机械手能够在高压气体的驱动下水平往复移动进而实现待测工件8的夹紧和放松，机械手上部通过转接件与步进电机10相连，当机械爪9夹紧待测工件8后，步进电机10能够带动机械爪9和待测工件8转动固定角度以实现多点测量，提供高压气体的气缸11与步进电机10固定在机架上，机械爪9、机械手、步进电机10、气缸11可以在机械臂的带动下，将待测工件8移动至放置待测工件8的工位7上。
当该装置用于测量待测工件8的内径时，工件测头15为球形，球形的工件测头15安装在转接滑块5的上表面，在放置待测工件8之前，在微型气缸2的推动下，先将工件测头15相互靠近，机械爪9将待测工件8放置在工位7上时，正好将工件测头15容纳于待测工件8内腔，此时弹簧13处于压缩状态，此时微型气缸2的收缩，在弹簧13恢复力的作用下，工件测头15抵在待测工件8的内壁；当该装置用于测量待测工件8的外径时，工件测头15为长方体，长方体的工件测头15安装在转接滑块5的端面上，在放置待测工件8之前，在微型气缸2的拉动下，工件测头15相互远离，机械爪9将待测工件8放置在工位7上，在微型气缸2的推动下，工件测头15抵在待测工件8的外壁。
该回转件内外径自动测量装置采用单片机控制，使用电磁阀控制微型气缸2及气缸11与气泵之间的通断，单片机控制电磁阀通断以及步进电机的运行，单片机通过接受用户操作指令，控制机械爪9以及微型气缸2、气缸11动作，并采集自伸缩位移传感器1的数据，通过串口上传测量数据至电脑。
工作过程：在测量一批同种待测工件之前，先使用该装置测量标准工件的内外径，根据自伸缩位移传感器1的位移量数值，以此测得数值为标准值，自伸缩位移传感器1将该数值上传至电脑，测量待测工件8内径时，将转接滑块5上的工件测头15更换为球形工件测头，机械爪9抓取待测工件8，并通过机械臂的移动将机械爪以及其所携带的待测工件8送至工位7，在放置待测工件8之前，在微型气缸2的推动下，工件测头15相互靠近，机械爪9将待测工件8放置在工位7上时，正好将工件测头15容纳于待测工件8内腔，此时弹簧13处于压缩状态，微型气缸2的收缩，在弹簧13恢复力的作用下，工件测头15抵在待测工件8的内壁，此时两个自伸缩位移传感器1根据自身的位移量测得两个实际值，将两个实际值上传至电脑，然后微型气缸2控制工件测头15脱离待测工件8，然后步进电机10动作控制机械爪9旋转45°，继续测量另外两个点的值，并将测得的实际值上传至电脑，与标准值进行对比，当每个实际值与标准值之间的差值在±0.001mm之间时，表明该待测工件8内径合格；测量待测工件8外径时，微型气缸2推动工件测头15脱离待测工件8，机械爪9先将待测工件8移开，转接滑块5上的工件测头15更换为长方体形工件测头，微型气缸2收缩，使工件测头15移开，继续将待测工件送至工位7，在微型气缸2的推动下，工件测头15抵在待测工件8的外壁，此时自伸缩位移传感器1根据自身的位移量测得实际值，将该值上传至电脑，然后同样使待测工件15旋转45°，测得另外两个实际值，每个实际值与标准值进行对比，当每个实际值与标准值之间的差值在±0.001mm之间时，表明该待测工件8外径合格；然后可以继续测量下一待测工件8的外径，然后更换工件测头15，测量内径，不断循环，测量一整批同一种工件；在本发明的另一实施例中，可以设置两台该装置，一台工件测头15采用球形用于测内径，另一台装置工件测头15采用长方体形用于测外径，不需要更换，提高效率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种回转件内外径自动测量装置，其特征在于：包括测量单元，测量单元包括自伸缩位移传感器、与自伸缩位移传感器的测头保持接触的转接滑块、与转接滑块滑动连接的微型导轨，测量单元还包括微型气缸，微型气缸的输出轴与转接滑块保持接触，转接滑块通过弹簧与固接在机架上的支撑块连接，弹簧的弹力保证转接滑块始终与自伸缩位移传感器的测头、微型气缸的输出轴保持接触；自伸缩位移传感器的测头伸缩方向、微型气缸的输出轴伸缩方向、弹簧的伸缩方向均与转接滑块在微型导轨的滑动方向平行，转接滑块上设有与工件接触的工件测头，工件测头移动可带动转接滑块移动，进而带动自伸缩位移传感器的测头移动从而得出工件测头的位移量。
2.根据权利要求1所述的一种回转件内外径自动测量装置，其特征在于：包括两个所述的测量单元，两个测量单元微型导轨滑动方向在平面上相互垂直，两个测量单元的工件测头移动方向关于两测量单元微型导轨滑动方向之间夹角平分线对称，两个测量单元的工件测头相互靠近指向待测工件的圆心，工件测头移动方向延长线上布置有定位销，定位销与工件测头分别位于待测工件最大直径的两端。
3.根据权利要求1或2所述的一种回转件内外径自动测量装置，其特征在于：所述的工件测头为球形，用于检测待测工件的内径，在测量过程中，弹簧弹力作用使转接滑块向远离待测工件方向移动进而使工件测头压紧在待测工件的内壁。
4.根据权利要求1或2所述的一种回转件内外径自动测量装置，其特征在于：所述的工件测头为长方体，用于检测待测工件的外径，在测量过程中，微型气缸推动使转接滑块向待测工件方向移动进而使工件测头压紧在待测工件的内壁。
5.根据权利要求1或2所述的一种回转件内外径自动测量装置，其特征在于：所述的测量单元上方设有用于抓取、旋转待测工件的机械爪。
6.根据权利要求5所述的一种回转件内外径自动测量装置，其特征在于：所述的机械爪通过紧定螺栓固定于气动平行夹爪手指机械手上，所述的机械手能够在气缸高压气体的驱动下水平往复移动进而实现机械爪对待测工件夹紧和放松，所述的机械手上部通过转接件与步进电机连接，步进电机能够带动机械爪和待测工件转动固定角度以实现多点测量。
7.根据权利要求6所述的一种回转件内外径自动测量装置，其特征在于：所述的微型气缸及气缸与气泵之间的通断采用电磁阀控制，电磁阀、步进电机与单片机连接，单片机通过接受用户操作指令，通过控制步进电机从而控制机械爪动作，并通过控制电磁阀控制微型气缸、气缸动作，从而采集自伸缩位移传感器的数据，通过串口上传测量数据至电脑进行对比分析。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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