CN113118871A - 一种车床工件几何尺寸在线测量设备 - Google Patents

一种车床工件几何尺寸在线测量设备 Download PDF

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CN113118871A CN202110597555.9A CN202110597555A CN113118871A CN 113118871 A CN113118871 A CN 113118871A CN 202110597555 A CN202110597555 A CN 202110597555A CN 113118871 A CN113118871 A CN 113118871A
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祁晨宇
王建林
李现友
邢志刚
王靖东
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Abstract

本发明公开了一种车床工件几何尺寸在线测量设备，包括平移机构、调整支架机构和光学检测机构，调整支架机构的一端滑动设置于平移机构上、另一端铰接于光学检测机构上，平移机构设置于车床的框架上且平行于工件，光学检测机构用于检测位于车床上的工件。本发明的车床工件几何尺寸在线测量设备，可安装在车床的后方立壁上，采用光学检测机构完成工件的在线几何尺寸检测，在生产过程中当发现有工件几何尺寸大于设计要求时，可通过工作人员调整车床的生产工艺参数，进行二次加工，以确保产品合格。

Description

一种车床工件几何尺寸在线测量设备
技术领域
本发明涉及尺寸测量的技术领域，特别是涉及一种车床工件几何尺寸在线测量设备。
背景技术
通常在采用数控车床车削工件时，加工过程由预先编制好的程序进行控制，由于刀具磨损、机床震动等因素，会导致所加工零件的尺寸发生变化甚至超出尺寸公差所允许的范围。然而检测工序往往又滞后于加工工序，当检测发现尺寸公差不符合要求时，已经有大量的不合格零件生产出来。为了避免发生不必要的经济损失，就要采用在生产过程中的在线实时测量，保证每个工件在加工完成是都要进行有效的几何量尺寸测量。这就要求测量设备要具有足够的测量精度和快捷的测量速度，以保证测量能跟上生产的节奏，而且不会有废品的产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种车床工件几何尺寸在线测量设备，以解决上述现有技术存在的问题，使工件尺寸能够实现在线检测，提高了工件的检测效率，降低了废品率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种车床工件几何尺寸在线测量设备，包括平移机构、调整支架机构和光学检测机构，所述调整支架机构的一端滑动设置于所述平移机构上、另一端铰接于所述光学检测机构上，所述平移机构设置于车床的框架上且平行于工件，所述光学检测机构用于检测位于所述车床上的所述工件。
优选的，还包括控制器，所述平移机构、所述调整支架机构和所述光学检测机构分别与所述控制器电连接，所述控制器与所述车床的控制中心电连接。
优选的，所述平移机构包括平移电机、丝杠和滑座，所述平移电机连接所述丝杠，所述丝杠上设置有所述滑座，所述滑座铰接所述调整支架机构。
优选的，所述平移电机固定于一安装板上，所述丝杠的端部与所述安装板之间设置有丝杠轴承。
优选的，所述丝杠的两侧对称设置有一对导向杆，所述滑座上设置有四个导向块，所述导向块上开设有与所述导向杆相匹配的导向孔。
优选的，所述调整支架机构包括L型支架和电动推杆，所述L型支架和电动推杆，所述L型支架的长板末端设置有一折叠框架，所述折叠框架的末端连接所述电动推杆，所述折叠框架的内端与所述滑座铰接。
优选的，所述光学检测机构包括远心镜头、平行光源和焦距调整机构，所述平行光源设置于所述L型支架的短板上，所述远心镜头设置于所述焦距调整机构上，所述焦距调整机构设置于所述L型支架的长板上，所述平行光源的光能够平行射入所述远心镜头内，所述工件位于所述平行光源与所述远心镜头之间，且所述工件的轴线与所述远心镜头的中心线共面。
优选的，所述焦距调整机构包括调焦电机、调焦丝杠、直线导轨和滑块，所述调焦电机连接所述调焦丝杠的一端，所述丝杠的另一端与所述L型支架的长板转动连接，所述调焦电机设置于所述直线导轨的一端，所述直线导轨设置于所述L型支架的长板上，所述调焦丝杠上设置有所述滑块，所述滑块与所述直线导轨相匹配。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的车床工件几何尺寸在线测量设备，可安装在车床的后方立壁上，采用光学检测机构完成工件的在线几何尺寸检测，在生产过程中当发现工件几何尺寸大于设计要求时，可通过工作人员调整车床的生产工艺参数，进行二次加工，以确保产品合格。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明车床工件几何尺寸在线测量设备的安装结构示意图；
图2为本发明车床工件几何尺寸在线测量设备的结构示意图；
图3为本发明车床工件几何尺寸在线测量设备的局部结构示意图；
其中：1-工件，2-车床，3-车床工件几何尺寸在线测量设备，4-卡盘，5-顶尖，6-导向杆，7-丝杠，8-丝杠轴承，9-平移电机，10-滑座，11-安装板，12-导向块，13-平行光源，14-L型支架，15-轴承组件，16-直线导轨，17-滑块，18-远心镜头，19-调焦电机，20-电动推杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种车床工件几何尺寸在线测量设备，以解决现有技术存在的问题，使工件尺寸能够实现在线检测，提高了工件的检测效率，降低了废品率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图3所示：本实施例提供了一种车床工件几何尺寸在线测量设备3，包括平移机构、调整支架机构和光学检测机构，调整支架机构的一端滑动设置于平移机构上、另一端铰接于光学检测机构上，平移机构设置于车床2的框架上且平行于工件1，光学检测机构用于检测位于车床2上的工件1。还包括控制器，平移机构、调整支架机构和光学检测机构分别与控制器电连接，控制器与车床2的控制中心电连接，可根据不同的加工工件1的检测要求，设定光学检测机构对工件1的检测位置，控制器通过程序控制，实现不同工件1检测的自动对位检测。
平移机构包括平移电机9、丝杠7和滑座10，平移电机9连接丝杠7，丝杠7上设置有滑座10，滑座10铰接调整支架机构，平移电机9优选为步进电机，可增加操作的位移精度；丝杠7的长度覆盖车床2能够加工工件1的最大长度。平移电机9固定于一安装板11上，丝杠7的端部与安装板11之间设置有丝杠轴承8。丝杠7的两侧对称设置有一对导向杆6，滑座10上设置有四个导向块12，导向块12上开设有与导向杆6相匹配的导向孔。根据工件1在轴线方向上的尺寸检测位置不同，需要通过电机驱动丝杠7转动，丝杠7带动滑座10上光学检测机构沿导向杆6移动到有技术要求的被测部位。
调整支架机构包括L型支架14和电动推杆20，L型支架14和电动推杆20，L型支架14的长板末端设置有一折叠框架，折叠框架的末端连接电动推杆20，折叠框架的内端与滑座10的上面铰接。当工件1在车床2上处于加工状态时，电动推杆20需要处于缩回状态，L型支架14上的光学检测机构处于远离工件1的竖直状态，避免影响刀具对工件1的正常加工动作；当车床2停止加工或者进入检测状态时，电动推杆20完全伸出，使L型支架14转动至工件1的检测位，通过远心镜头18和平行光源13对工件1的尺寸进行检测。
光学检测机构包括远心镜头18、平行光源13和焦距调整机构，平行光源13设置于L型支架14的短板上，远心镜头18通过一支座设置于焦距调整机构上的滑块17上，焦距调整机构设置于L型支架14的长板上，平行光源13的光能够平行射入远心镜头18内，平行光源13与远心镜头18相对设置，工件1位于平行光源13与远心镜头18之间，且工件1的轴线与远心镜头18的中心线共面。焦距调整机构包括调焦电机19、调焦丝杠、直线导轨16和滑块17，调焦电机19连接调焦丝杠的一端，调焦电机19优选为步进电机，可精确调整远心镜头18的焦距，调焦丝杠的另一端通过轴承组件15与L型支架14的长板转动连接，调焦电机19设置于直线导轨16的一端，直线导轨16设置于L型支架14的长板上，调焦丝杠上设置有滑块17，滑块17与直线导轨16相匹配，调焦丝杠和直线导轨16的长度，需要保证径向检测范围能够覆盖车床2加工最大直径的工件1。由于车床2加工不同尺寸的工件1，工件1直径大小经常发生变化，所以需要调整远心镜头18与工件1轴线的距离，远心镜头18可根据被测工件1的直径大小进行前后移动，以实现焦距准确定位，一般远心镜头18的焦距在50-150mm之间较为合适。远心镜头18将数据传输给控制器，经过控制器内的编程计算，可最终得到工件1的检测数据。
本实施例的车床工件几何尺寸在线测量设备3，能够根据不同工件1的加工程序及不同位置的尺寸检测需求，通过控制器编程完成自动在线检测；当发现工件几何尺寸大于设计要求时，可通过工作人员调整车床的生产工艺参数，进行二次加工。利用光学检测方法在线高效检测车削工件1加工精度，大大的提高了工件1的检测效率，降低了废品率，且结构紧凑方便安装。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种车床工件几何尺寸在线测量设备，其特征在于：包括平移机构、调整支架机构和光学检测机构，所述调整支架机构的一端滑动设置于所述平移机构上、另一端铰接于所述光学检测机构上，所述平移机构设置于车床的框架上且平行于工件，所述光学检测机构用于检测位于所述车床上的所述工件。
2.根据权利要求1所述的车床工件几何尺寸在线测量设备，其特征在于：还包括控制器，所述平移机构、所述调整支架机构和所述光学检测机构分别与所述控制器电连接，所述控制器与所述车床的控制中心电连接。
3.根据权利要求1所述的车床工件几何尺寸在线测量设备，其特征在于：所述平移机构包括平移电机、丝杠和滑座，所述平移电机连接所述丝杠，所述丝杠上设置有所述滑座，所述滑座铰接所述调整支架机构。
4.根据权利要求3所述的车床工件几何尺寸在线测量设备，其特征在于：所述平移电机固定于一安装板上，所述丝杠的端部与所述安装板之间设置有丝杠轴承。
5.根据权利要求3所述的车床工件几何尺寸在线测量设备，其特征在于：所述丝杠的两侧对称设置有一对导向杆，所述滑座上设置有四个导向块，所述导向块上开设有与所述导向杆相匹配的导向孔。
6.根据权利要求3所述的车床工件几何尺寸在线测量设备，其特征在于：所述调整支架机构包括L型支架和电动推杆，所述L型支架和电动推杆，所述L型支架的长板末端设置有一折叠框架，所述折叠框架的末端连接所述电动推杆，所述折叠框架的内端与所述滑座铰接。
7.根据权利要求6所述的车床工件几何尺寸在线测量设备，其特征在于：所述光学检测机构包括远心镜头、平行光源和焦距调整机构，所述平行光源设置于所述L型支架的短板上，所述远心镜头设置于所述焦距调整机构上，所述焦距调整机构设置于所述L型支架的长板上，所述平行光源的光能够平行射入所述远心镜头内，所述工件位于所述平行光源与所述远心镜头之间，且所述工件的轴线与所述远心镜头的中心线共面。
8.根据权利要求7所述的车床工件几何尺寸在线测量设备，其特征在于：所述焦距调整机构包括调焦电机、调焦丝杠、直线导轨和滑块，所述调焦电机连接所述调焦丝杠的一端，所述丝杠的另一端与所述L型支架的长板转动连接，所述调焦电机设置于所述直线导轨的一端，所述直线导轨设置于所述L型支架的长板上，所述调焦丝杠上设置有所述滑块，所述滑块与所述直线导轨相匹配。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114453976A (zh) * 2022-02-09 2022-05-10 广东韶钢松山股份有限公司 一种辊皮车削质量验收工具及其使用方法

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