CN112797943A - 一种盘类零件的动态测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盘类零件的动态测量设备，包括：定位机构、动态辅助机构和直径测量机构；定位机构包括定位板、定位块组件和升降组件；定位板上设置有通孔，定位块组件设置在定位板上；定位板连接在升降组件上；动态辅助机构位于定位板的上方，动态辅助机构包括辅助气缸、固定板、压头和转动组件；固定板连接在辅助气缸上，压头设置在固定板上，压头与转动组件连接；直径测量机构位于定位板的下方，直径测量机构包括底板、支撑座和传感器，支撑座设置在底板上，传感器成对设置在底板上。通过上述方式，本发明能够实现自动化动态测量，测量精度高、兼容范围广，可广泛应用于多品种盘类零件的自动测量中，具有广阔的市场前景。

Description

一种盘类零件的动态测量设备

技术领域

本发明涉及盘类零件测量领域，具体涉及一种盘类零件的动态测量设备。

背景技术

随着工业4.0对现代制造业产生的影响，面对不断进步和发展的制造业各企业对全自动化和无人化的设备和产线需求越来越迫切。反观传统制造业一方面人工成本巨大，效率低下，另一方面对于产品的管控和质量的保证有很多不稳定因素，因此全自动化设备取代人工这一工业发展趋势已不可逆转。

对于盘类零件的测量如自动变速箱液力变扭器零部件，传统的测量方式采用人工手动测量，这种测量方式结构简单、制造成本低，但无法满足设备自动测量要求，只能在批量生产时作为抽检使用，无法在线实时批量检测。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种盘类零件的动态测量设备。

一种盘类零件的动态测量设备，包括：

定位机构，所述定位机构包括定位板、定位块组件和升降组件；所述定位板上设置有通孔，所述定位块组件设置在所述定位板上，工件通过所述定位块组件支撑；所述定位板连接在所述升降组件上，通过所述升降组件驱动所述定位板上下移动；

动态辅助机构，所述动态辅助机构位于所述定位板的上方，所述动态辅助机构包括辅助气缸、固定板、压头和转动组件；所述固定板连接在所述辅助气缸上，所述辅助气缸驱动所述固定板上下移动，所述压头设置在所述固定板上，所述压头与所述转动组件连接，所述转动组件驱动所述压头转动；

直径测量机构，所述直径测量机构位于所述定位板的下方，所述直径测量机构包括底板、支撑座和传感器，所述支撑座设置在所述底板上，所述传感器成对设置在所述底板上。

优选的，所述定位块组件以所述定位板的通孔的中心轴为轴线呈环向阵列设置。

优选的，所述定位块组件包括基准座、调整座、定位柱和定位台，所述基准座设置在所述定位板上，所述调整座设置在所述基准座上，所述调整座通过螺丝与所述基准座固定连接；所述定位柱设置在所述调整座上，所述定位台设置在所述基准座上，所述定位台的顶端低于所述定位柱的顶端。

优选的，所述升降组件包括定位气缸、定位支架和定位导轨，所述定位导轨设置在所述定位支架上，所述定位气缸驱动所述定位板沿着所述定位导轨上下移动。

优选的，所述转动组件包括辅助电机、主动轮、从动轮和同步带，所述主动轮和从动轮设置在所述固定板上，所述主动轮和从动轮通过同步带连接，所述主动轮连接在所述辅助电机上，所述辅助电机驱动所述主动轮旋转；所述压头连接在所述从动轮上。

优选的，所述辅助电机为伺服电机。

优选的，所述动态辅助机构还包括加强板，所述加强板对称设置在所述固定板上。

优选的，所述直径测量机构还包括支撑杆，所述支撑杆设置在所述底板上，所述支撑座设置在所述支撑杆上，所述支撑座通过所述支撑杆与所述底板连接。

优选的，所述直径测量机构还包括连接杆，所述连接杆设置在所述底板上，所述传感器设置在所述连接杆上，所述传感器通过所述连接杆与所述底板连接。

优选的，所述直径测量机构还包括限位杆，所述限位杆设置在所述底板上，所述限位杆之间的距离与所述定位板的直径相适配。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列有益效果：

提供了一种盘类零件的动态测量设备，通过定位机构实现工件的上料与定位，利用动态辅助机构使得在测量过程中工件旋转，实现自动化动态测量，测量精度高、兼容范围广，可广泛应用于多品种盘类零件的自动测量中，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1是本发明一种盘类零件的动态测量设备的结构示意图。

图2是本发明一种盘类零件的动态测量设备中定位机构的结构示意图。

图3是本发明一种盘类零件的动态测量设备中定位机构的主视图。

图4是本发明一种盘类零件的动态测量设备中定位块组件的结构示意图。

图5是本发明一种盘类零件的动态测量设备中动态辅助机构的结构示意图。

图6是本发明一种盘类零件的动态测量设备中动态辅助机构除去辅助气缸的剖视图。

图7是本发明一种盘类零件的动态测量设备中直径测量机构的结构示意图。

图8是本发明一种盘类零件的动态测量设备中直径测量机构的剖视图。

附图标记说明：

1、定位机构；11、定位板；12、定位块组件；121、基准座；122、调整座；123、定位柱；124、定位台；125、基准销；126、调整块；13、升降组件；131、定位气缸；132、定位支架；133、定位导轨；14、旋转组件；141、移动气缸；142、齿条；143、齿轮；144、旋转轴；145、滑轨；146、滑块；

2、动态辅助机构；21、辅助气缸；22、固定板；23、压头；24、转动组件；241、辅助电机；242、主动轮；243、从动轮；244、同步带；245、驱动座；246、驱动轴；247、轴承；25、弹性组件；251、浮动轴；252、弹簧；253、导套；26、加强板；

3、直径测量机构；31、底板；32、支撑座；321、支撑轴；322、避让孔；33、支撑杆；34、传感器；35、连接杆；36、移动组件；361、固定块；362、轨道；363、螺杆；364、移动块；37、限位杆；

4、工作台；

5、工件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅附图，一种盘类零件的动态测量设备，包括定位机构1、动态辅助机构2和直径测量机构3。定位机构1、动态辅助机构2和直径测量机构3均可以固定安装在工作台4上。

定位机构1包括定位板11、定位块组件12和升降组件13。定位板11上设置有通孔，定位块组件12设置在定位板11上，工件5通过定位块组件12支撑。定位块组件12以定位板11的通孔的中心轴为轴线呈环向阵列设置，定位块组件12的数量为至少三组。工件5位于定位板11的通孔的上方，通过位于通孔周边的定位块组件12进行支撑。

定位块组件12包括基准座121、调整座122、定位柱123和定位台124，基准座121设置在定位板11上，调整座122设置在基准座121上，调整座122通过螺丝与基准座121固定连接。定位柱123设置在调整座122上，定位柱123与调整座122装配为一个整体。定位台124设置在基准座121上，定位台124的顶端低于定位柱123的顶端，即当进行定位时，定位台124的顶面与工件5接触，定位柱123的侧面与工件5接触，两者配合完成对盘类工件5周向及轴向的定位支撑，提高定位的稳定性。

调整座122上设置有腰型孔，螺丝穿过腰型孔与基准座121连接。腰型孔的设置使得可以改变调整座122与基准销125之间的间隙，通过改变调整座122与基准销125之间的间隙进而改变定位柱123相对基准销125的距离，满足位置移动后仍然可以牢固装配的要求，从而可以满足不同尺寸的工件的定位，实现对多种直径零件的定位兼容。

为了提高定位的稳定性，定位块组件12还包括基准销125和调整块126，基准销125设置在基准座121上，调整块126位于基准销125与调整座122之间。调整块126的尺寸根据基准销125与调整座122之间的距离调整，能够使得调整块126与基准销125和调整座122均为抵接即可。通过基准销125和调整块126的设置避免调整座122在装配后出现移位现象，影响定位效果。

定位柱123的顶端设置为锥状，在工件5下落就位过程中有辅助导向作用，使设备容错率增大，降低落位精度要求，简化工件5落位机构的复杂性，实用性更强。

定位板11连接在升降组件13上，通过升降组件13驱动定位板11上下移动。升降组件13包括定位气缸131、定位支架132和定位导轨133，定位导轨133为两幅直线导轨，定位导轨133设置在定位支架132上，定位气缸131驱动定位板11沿着定位导轨133上下移动，这样可以保证定位板11上下移动平稳、位置准确。

该定位块组件12在工件5下落时带有导向功能，能够对工件5通过外径进行初步定位保证工件5位置准确且同时能够兼容多种直径的零件。定位块组件12周向均布在定位板11上，这种周向均布的结构可以有效对圆形盘类零件进行定位同时粗定轴心位置，对工件5的定位定心以便使得设备可以对工件5完成进一步的动作。另外，工件5轴向放置于定位台124上同时设置有调整块126，可以装配不同调整块126满足对不同外径的盘类零件完成定位，操作简便且兼容性强。

定位板11上可以设置有多个定位位置，即一个定位板11上可以同时进行多个工件5定位，为了能够让多个工件5自动转换到检测位，该定位机构1还包括旋转组件14，旋转组件14与定位板11连接，旋转组件14驱动定位板11旋转。可根据实际需求设计工件5定位数量，适用不同工况要求，满足多工位灵活操作，多工位动作节省设备节拍提高生产效率。

旋转组件14可以包括旋转电机，定位板11连接在旋转电机上，通过旋转电机直接驱动定位板11旋转。

旋转组件14也可以包括移动气缸141、齿条142、齿轮143和旋转轴144，齿条142连接在移动气缸141上，齿轮143和齿条142啮合连接，旋转轴144连接在齿轮143上，定位板11通过旋转轴144与齿轮143连接。为了提高移动气缸141驱动齿条142移动的顺畅性，旋转组件14还包括滑轨145和滑块146，滑块146设置在滑轨145上，滑块146与滑轨145滑动连接，齿条142设置在滑块146上。设计滑轨145可以保证齿条142运动位置准确。

齿条142被移动气缸141推出产生横向移动后可以驱动与齿条142啮合装配的齿轮143发生旋转，齿轮143与旋转轴144通过平健配合装配，齿轮143周向旋转进而驱动旋转轴144发生旋转，从而使得连接在旋转轴144上的定位板11发生旋转。移动气缸141推出齿条142的位移距离作用于齿轮143产生旋转角度，位移距离通过设计满足使用要求即可，定位板11最终精确的定位角度位置可以通过内部安装的限位螺钉的位置确定。

通过升降组件13下降使得工件5自行落位，避免外力压迫工件5就位，保护工件5外形不受影响。通过旋转组件14切换完成不同工位的转换，在完成一个工件5的测量后，升降组件13通过定位组件带动工件5上升，旋转组件14将下一个工件5转到检测位上。

动态辅助机构2位于定位板11的上方，动态辅助机构2包括辅助气缸21、固定板22、压头23和转动组件24。固定板22连接在辅助气缸21上，辅助气缸21驱动固定板22上下移动，压头23设置在固定板22上，压头23与转动组件24连接，转动组件24驱动压头23转动。

由于压头23和转动组件24均连接在固定板22上，辅助气缸21驱动固定板22上下移动，为提高稳定性，该动态辅助机构2还包括加强板26，加强板26对称设置在固定板22上。通过加强板26使得固定板22牢固可靠，提高强度及刚性，有效保证运行可靠不变形。

转动组件24包括辅助电机241、主动轮242、从动轮243和同步带244，辅助电机241为伺服电机。主动轮242和从动轮243设置在固定板22上，主动轮242和从动轮243通过同步带244连接，主动轮242连接在辅助电机241上，辅助电机241驱动主动轮242旋转。

压头23连接在从动轮243上，通过压头23连接工件5。为了使得压头23能够带动工件5旋转，压头23可以直接压紧在工件5上，通过两者的摩擦力带动工件5旋转；也可以在压头23上设置锯齿，锯齿位于压头23的轴面，通过锯齿连接工件5。

转动组件24还包括驱动座245、驱动轴246和轴承247，驱动座245设置在固定板22上，驱动轴246连接在从动轮243上，驱动轴246位于驱动座245内。轴承247套设在驱动轴246上，驱动轴246通过轴承247与驱动座245连接。轴承247支撑可以保证驱动轴246旋转的稳定性，并且使得驱动轴246固定轴心旋转不偏移，轴承247装配于驱动座245内两端有端盖密封固定，端盖内装有密封挡圈起到防尘作用，使得轴承247不被污染延长轴承247使用寿命。

辅助电机241驱动主动轮242旋转，主动带轮通过同步带244驱动从动带轮旋转，从动带轮与驱动轴246紧固连接继而带动驱动轴246旋转。当压头23压紧工件5后，压头23旋转通过压紧产生的摩擦力驱动工件5旋转完成动态测量。

该动态辅助机构2还包括弹性组件25，弹性组件25包括浮动轴251和弹簧252，压头23通过紧固螺钉安装于浮动轴251上。弹簧252设置在浮动轴251与驱动轴246之间，弹簧252的一端连接在浮动轴251上，弹簧252的另一端连接在驱动轴246上。

弹性组件25还包括导套253，弹簧252和浮动轴251位于导套253内。浮动轴251在导套253内上下浮动时，通过导向套来保证浮动轴251轴运动的稳定性及可靠性，使得浮动轴251旋转不偏移，上下运动时更加顺畅。

压头23对工件5进行压紧时，弹簧252处于压缩状态，通过弹簧252的回复力压紧工件5，这样既保证工件5所需的压紧力又不会出现硬连接压伤工件5的情形。同时压头23有一定回缩距离可以使得动态辅助机构2可以对高度不同的工件5测量进行压紧，可兼容性更强、柔性更高。

直径测量机构3位于定位板11的下方，直径测量机构3包括底板31、支撑座32和传感器34，支撑座32设置在底板31上。该直径测量机构3还包括支撑杆33，支撑杆33设置在底板31上，支撑座32设置在支撑杆33上，支撑座32通过支撑杆33与底板31连接。

传感器34成对设置在底板31上，通过传感器34数值拟合基准轴完成形位公差的检测。该直径测量机构3还包括连接杆35，连接杆35设置在底板31上，传感器34设置在连接杆35上，传感器34通过连接杆35与底板31连接。由于传感器34成对设置，同一对的传感器34的连接杆35的高度需保持一致，不同对的传感器34的连接杆35的高度可以不一致。不同对的传感器34的连接杆35的高度可以通过需要测量的截面的高度来确定，将多对连接杆35设置成不同的高度就可以同时对一个工件5的不同高度的截面进行测量，大大提高测量效率。

为了便于调节连接杆35的高度，连接杆35可以设置为可伸缩结构，其可以采用现有技术中常规的伸缩杆结构。

支撑座32上设置有支撑轴321和避让孔322，穿孔以支撑轴321的的中心轴为轴线环向阵列分布，传感器34穿过支撑座32的避让孔322。传感器34通过支撑座32支撑，传感器34穿过支撑座32的避让孔322可以测量工件5的内径。

支撑轴321包括第一支撑台和第二支撑台，第一支撑台设置在第二支撑台上，第一支撑台的直径小于第二支撑台的直径。将支撑轴321设置为台阶状，使得支撑轴321本身即可以支撑工件5，传感器34是设置在支撑轴321的外围，这样通过传感器34可以测量工件5的外径。

该直径测量机构3还包括移动组件36，移动组件36包括固定块361、轨道362、螺杆363和移动块364，固定块361和轨道362设置在底板31上，螺杆363穿过固定块361，螺杆363与固定块361螺纹连接。移动块364连接在螺杆363上，移动块364设置在轨道362上，移动块364与轨道362滑动连接。旋转螺杆363带动移动块364横向移动，移动块364横向移动可以带动传感器34产生横向移动，从而改变传感器34测点的位置，因此可以测量不同直径的工件5。由于螺杆363的移动行程范围大，被测工件5直径尺寸可以有较大的变化范围，因此直径测量机构3位的可兼容测量工件5范围更广。

为了防止定位机构1中的定位板11过度下降，该直径测量机构3还包括限位杆37，限位杆37设置在底板31上，限位杆37之间的距离与定位板11的直径相适配。也就是定位板11最多能下降到其接触到限位杆37，避免其继续下降会干扰到传感器34测量，甚至是压坏直径测量机构3。

在实际使用过程中，定位机构1中的定位板11上放置工件5后，旋转组件14将工件5转到检测位。定位机构1中的定位气缸131驱动定位板11下降直至工件5落在直径测量机构3的支撑座32上，定位板11在定位气缸131的作用下继续下降。动态辅助机构2中的辅助气缸21驱动压头23下降并压紧工件5，辅助电机241驱动压头23旋转，在摩擦力的作用下带动工件5旋转。同时，直径测量机构3中的传感器34反馈检测数值完成动态测量数据采集并反馈至工控机进行数据分析判断。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种盘类零件的动态测量设备，其特征在于，包括：

定位机构，所述定位机构包括定位板、定位块组件和升降组件；所述定位板上设置有通孔，所述定位块组件设置在所述定位板上，工件通过所述定位块组件支撑；所述定位板连接在所述升降组件上，通过所述升降组件驱动所述定位板上下移动；

动态辅助机构，所述动态辅助机构位于所述定位板的上方，所述动态辅助机构包括辅助气缸、固定板、压头和转动组件；所述固定板连接在所述辅助气缸上，所述辅助气缸驱动所述固定板上下移动，所述压头设置在所述固定板上，所述压头与所述转动组件连接，所述转动组件驱动所述压头转动；

直径测量机构，所述直径测量机构位于所述定位板的下方，所述直径测量机构包括底板、支撑座和传感器，所述支撑座设置在所述底板上，所述传感器成对设置在所述底板上。

2.根据权利要求1所述的一种盘类零件的动态测量设备，其特征在于：所述定位块组件以所述定位板的通孔的中心轴为轴线呈环向阵列设置。

3.根据权利要求1所述的一种盘类零件的动态测量设备，其特征在于：所述定位块组件包括基准座、调整座、定位柱和定位台，所述基准座设置在所述定位板上，所述调整座设置在所述基准座上，所述调整座通过螺丝与所述基准座固定连接；所述定位柱设置在所述调整座上，所述定位台设置在所述基准座上，所述定位台的顶端低于所述定位柱的顶端。

4.根据权利要求1所述的一种盘类零件的动态测量设备，其特征在于：所述升降组件包括定位气缸、定位支架和定位导轨，所述定位导轨设置在所述定位支架上，所述定位气缸驱动所述定位板沿着所述定位导轨上下移动。

5.根据权利要求1所述的一种盘类零件的动态测量设备，其特征在于：所述转动组件包括辅助电机、主动轮、从动轮和同步带，所述主动轮和从动轮设置在所述固定板上，所述主动轮和从动轮通过同步带连接，所述主动轮连接在所述辅助电机上，所述辅助电机驱动所述主动轮旋转；所述压头连接在所述从动轮上。

6.根据权利要求5所述的一种盘类零件的动态测量设备，其特征在于：所述辅助电机为伺服电机。

7.根据权利要求1所述的一种盘类零件的动态测量设备，其特征在于：所述动态辅助机构还包括加强板，所述加强板对称设置在所述固定板上。

8.根据权利要求1所述的一种盘类零件的动态测量设备，其特征在于：所述直径测量机构还包括支撑杆，所述支撑杆设置在所述底板上，所述支撑座设置在所述支撑杆上，所述支撑座通过所述支撑杆与所述底板连接。

9.根据权利要求1所述的一种盘类零件的动态测量设备，其特征在于：所述直径测量机构还包括连接杆，所述连接杆设置在所述底板上，所述传感器设置在所述连接杆上，所述传感器通过所述连接杆与所述底板连接。

10.根据权利要求1所述的一种盘类零件的动态测量设备，其特征在于：所述直径测量机构还包括限位杆，所述限位杆设置在所述底板上，所述限位杆之间的距离与所述定位板的直径相适配。

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