CN114322875B - 一种零负载柔性测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化测量的技术领域，特别是涉及一种零负载柔性测量系统，其提高测量稳定性，增加测量效率，测量精度高；包括机架、X水平模组、立柱、Z轴伺服模组、电控柜、测量仪控制箱、测量组件和产品定位模具，产品定位模具通过X水平模组与机架配合滑动连接，立柱安装在机架上电控柜安装在机架右侧，测量仪控制箱安装在电控柜上，测量组件分别通过Z轴伺服模组与机架和立柱配合连接，测量仪控制箱分别与X水平模组、Z轴伺服模组、测量组件和产品定位模具电连接。

Description

一种零负载柔性测量系统

技术领域

本发明涉及自动化测量的技术领域，特别是涉及一种零负载柔性测量系统。

背景技术

众所周知，随着现代工业的高速发展，工艺保证和普通定性判断已无法满足产品质量要求，因此对零部件内孔的精密检测在交通运输、航空航天、机械制造、矿山机械、理化生物及国防等领域中的应用越来越广泛。现有技术中，运用气动检测设备判断工件的内孔尺寸是否合格，使用者需多角度、多方位的对内孔的不同位置进行检测获取数值，通过计算才能得到确认的值，如此的操作十分的繁琐不便而且对操作人员有很高的技术要求与且测量结果稳定性差。

现有技术：人工手持气动测量头，插入被测零件内孔，触动测量启动开关进行当前位置测量，反复多位置测量后，通过计算得出结果。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种提高测量稳定性，增加测量效率，测量精度高的一种零负载柔性测量系统。

本发明的一种零负载柔性测量系统，包括机架、X水平模组、立柱、Z轴伺服模组、电控柜、测量仪控制箱、测量组件和产品定位模具，产品定位模具通过X水平模组与机架配合滑动连接，立柱安装在机架上电控柜安装在机架右侧，测量仪控制箱安装在电控柜上，测量组件分别通过Z轴伺服模组与机架和立柱配合连接，测量仪控制箱分别与X水平模组、Z轴伺服模组、测量组件和产品定位模具电连接。

本发明的一种零负载柔性测量系统，测量组件包括伺服模组、旋转电机、浮动系统、防撞系统、延长杆、测量头、原点检测开关和溃缩检测开关，多组伺服模组配合安装在立柱上，旋转电机配合安装在伺服模组上，浮动系统安装在旋转电机输出端，防撞系统配合安装在浮动系统上，延长杆配合安装在测量头上，原点检测开关分别与伺服模组和浮动系统配合连接，溃缩检测开关安装在防撞系统上。

本发明的一种零负载柔性测量系统，浮动系统包括定心轴承座组件、轴端连接法兰、气缸、主壳体、推杆、导正杆、定制推杆轴承、压缩弹簧、挡板、连接法兰、开关感应杆和测量头，旋转电机主轴连接定心轴承座组件，轴端连接法兰通过螺钉连接定心轴承座组件与主壳体，挡板与定制推杆轴承之间的压缩弹簧处于压缩状态，气缸连接推杆，气缸安装在轴端连接法兰内部，主壳体与轴端连接法兰配合连接，推杆安装在主壳体内部，定制推杆轴承安装在导正杆底端，挡板安装在主壳体底端，压缩弹簧分别与定制推杆轴承和挡板连接，导正杆与定制推杆轴承配合连接，连接法兰安装在导正杆底端，开关感应杆安装在测量头上。

本发明的一种零负载柔性测量系统，防撞系统包括延长杆、测头连接嘴、溃缩轴、压轴、开关支架、连接板、溃缩弹簧、防转轴、气管接头和防撞壳体，连接板与挡板通过螺钉连接，溃缩轴与防撞壳体通过防转轴进行防旋转限位，测头连接嘴通过止动螺钉与溃缩轴连接，测头连接嘴连接延长杆，延长杆连接测量头，连接板安装在防撞壳体顶端，溃缩检测开关通过开关支架与连接板配合连接，压轴安装在防撞壳体腔内部，溃缩弹簧分别与压轴和连接板连接，溃缩轴安装在连接板底端，测头连接嘴安装在压轴底端，气管接头安装在测头连接嘴上，延长杆安装在测头连接嘴底端，测量头安装在延长杆底端。

本发明的一种零负载柔性测量系统，还包括密封圈，密封圈配合安装在测头连接嘴与延长杆连接处。

本发明的一种零负载柔性测量系统，主壳体上设置有检修盖。

与现有技术相比本发明的有益效果为：自动精确插入产品内部，自动插入的同时，有防撞的防错功能，避免气动测头被撞坏，满足空间六个自由度自适应的功能，消除机构综合误差造成的测头与不同轴因素的影响，提高测量稳定性，采用伺服驱动，进行自动测量与多工位同时测量，提高测量效率。

附图说明

图1是本发明的正视结构示意图；

图2是本发明的测量组件轴侧结构示意图；

图3是本发明的测量组件主视结构示意图；

图4是本发明的防撞系统和浮动系统组合结构示意图；

图5是本发明的浮动系统结构示意图；

图6是本发明的防撞系统结构示意图；

附图中标记：1、机架；2、X水平模组；3、立柱；4、Z轴伺服模组；5、电控柜；6、测量仪器控制箱；7、测量组件；8、产品定位夹具；9、伺服模组；10、旋转电机；11、浮动系统；12、防撞系统；13、延长杆；14、测量头；15、原点检测开关；16、溃缩检测开关；17、定心轴承座组件；18、轴端连接法兰；19、气缸；20、主壳体；21、推杆；22、导正杆；23、定制推力轴承；24、压缩弹簧；25、挡板；26、连接法兰；27、开关感应杆；30、测头连接嘴；31、溃缩轴；33、压轴；34、开关支架；35、连接板；36、溃缩弹簧；37、防转轴；38、气管接头；40、防撞壳体；42、密封圈；43、检修盖。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1至图6所示，本发明的一种零负载柔性测量系统，包括机架1、X水平模组2、立柱3、Z轴伺服模组4、电控柜5、测量仪控制箱6、测量组件7和产品定位模具8，产品定位模具8通过X水平模组2与机架1配合滑动连接，立柱3安装在机架1上电控柜5安装在机架1右侧，测量仪控制箱6安装在电控柜5上，测量组件7分别通过Z轴伺服模组4与机架1和立柱3配合连接，测量仪控制箱6分别与X水平模组2、Z轴伺服模组4、测量组件7和产品定位模具8电连接；模仿了人工测量的动作，采用浮动结构，可以比拟人手的柔韧性；而且在力道上由机械结构控制，控制更加精准，测量结果一致性更好，本发明通过增加伺服模组驱动检测系统上下、左右、旋转移动，对产品定位后，实现自动快速测量，自动精确插入产品内部，自动插入的同时，有防撞的防错功能，避免气动测头被撞坏，满足空间六个自由度自适应的功能，消除机构综合误差造成的测头与不同轴因素的影响，提高测量稳定性，采用伺服驱动，进行自动测量与多工位同时测量，提高测量效率。

本发明的一种零负载柔性测量系统，测量组件7包括伺服模组9、旋转电机10、浮动系统11、防撞系统12、延长杆13、测量头14、原点检测开关15和溃缩检测开关16，多组伺服模组9配合安装在立柱3上，旋转电机10配合安装在伺服模组9上，浮动系统11安装在旋转电机10输出端，防撞系统12配合安装在浮动系统11上，延长杆13配合安装在测量头14上，原点检测开关15分别与伺服模组9和浮动系统11配合连接，溃缩检测开关16安装在防撞系统12上。

本发明的一种零负载柔性测量系统，浮动系统11包括定心轴承座组件17、轴端连接法兰18、气缸19、主壳体20、推杆21、导正杆22、定制推杆轴承23、压缩弹簧24、挡板25、连接法兰26、开关感应杆27和测量头14，旋转电机10主轴连接定心轴承座组件17，轴端连接法兰18通过螺钉连接定心轴承座组件17与主壳体20，挡板25与定制推杆轴承23之间的压缩弹簧24处于压缩状态，气缸19连接推杆21，气缸19安装在轴端连接法兰18内部，主壳体20与轴端连接法兰18配合连接，推杆21安装在主壳体20内部，定制推杆轴承23安装在导正杆22底端，挡板25安装在主壳体20底端，压缩弹簧24分别与定制推杆轴承23和挡板25连接，导正杆22与定制推杆轴承23配合连接，连接法兰26安装在导正杆22底端，开关感应杆27安装在测量头14上，本发明采用的浮动机构，是采用弹簧与气缸控制，比现场市场上采用的气动浮动头的负载能力更大，更稳定。

本发明的一种零负载柔性测量系统，防撞系统12包括延长杆13、测头连接嘴30、溃缩轴31、压轴33、开关支架34、连接板35、溃缩弹簧36、防转轴37、气管接头38和防撞壳体40，连接板35与挡板25通过螺钉连接，溃缩轴31与防撞壳体40通过防转轴37进行防旋转限位，测头连接嘴30通过止动螺钉与溃缩轴31连接，测头连接嘴30连接延长杆13，延长杆13连接测量头14，连接板35安装在防撞壳体40顶端，溃缩检测开关16通过开关支架34与连接板35配合连接，压轴33安装在防撞壳体40腔内部，溃缩弹簧36分别与压轴33和连接板35连接，溃缩轴31安装在连接板35底端，测头连接嘴30安装在压轴33底端，气管接头38安装在测头连接嘴30上，延长杆13安装在测头连接嘴30底端，测量头14安装在延长杆13底端；通过定心轴承座组件17为减小主轴的旋转跳动，当气缸19缩回时，压缩弹簧24推动定制推杆轴承23与导正杆22上移一段距离，使导正杆22与主壳体20脱离，此时导正杆22及其下面连接的零件是浮动的，气缸19伸出时，推杆21推动导正杆22与定制推杆轴承23，压缩弹簧24被压缩，此时导正杆22被推杆21与主壳体20限制住了位置，已不具备浮动间隙，整体机构变成了刚性轴，具有一定的刚性，测量头14在零件外部时，测量系统需要保持刚性，在测量头14进入零件后，测量系统需要保持浮动柔性，气缸19缩回时，推杆21与导正杆22是分离的，此时导正杆22是浮动的，可以上下方向及小角度歪斜，使其下面连接的零件具有一定的浮动性，溃缩弹簧36通过压轴33向溃缩轴31给一个预压力进行限位，溃缩轴31与防撞壳体40通过防转轴37进行防旋转限位，溃缩轴31开有小孔，当溃缩轴31有位移时达到一定的量时溃缩检测开关16收到信号给控制系统，系统进行控制保护，防止撞机，测头连接嘴30具有通气，本发明带防撞系统，可以防止误操作撞坏检测仪器。

本发明的一种零负载柔性测量系统，还包括密封圈42，密封圈42配合安装在测头连接嘴30与延长杆13连接处。

本发明的一种零负载柔性测量系统，主壳体20上设置有检修盖43。

本发明的一种零负载柔性测量系统，其在工作时，产品放在定位夹具上，定位夹具安装在X水平模组上，X水平模组移载产品到测量工位，浮动系统的气缸伸出，使浮动系统具有刚性，固定测量头的位置；Z轴伺服模组移到到测量孔的口部暂停，浮动系统的气缸缩回，浮动系统切换到浮动状态，轴伺服模组继续移动到测量孔位悬停，测量系统启动对当前位置进行测量后，旋转电机启动带动测头旋转设备的角度后，再次对当前位置测量；此动作重复次数可以通过程序设定，通过测量值计算出直径尺寸，Z轴伺服模组继续向前移动，测量前第二个位置进行上述的旋转测量，通过测量值计算出直径尺寸，同时计算出此内孔的圆柱度，可以通过更换测量头与程序设置，同时多工位测量，也可以侧量7个不同孔径，测量完成后，Z轴伺服模组退出测量产品，回到圆点。

本发明的一种零负载柔性测量系统，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种零负载柔性测量系统，其特征在于，包括机架（1）、X水平模组（2）、立柱（3）、Z轴伺服模组（4）、电控柜（5）、测量仪控制箱（6）、测量组件（7）和产品定位模具（8），所述产品定位模具（8）通过X水平模组（2）与机架（1）配合滑动连接，所述立柱（3）安装在机架（1）上电控柜（5）安装在机架（1）右侧，所述测量仪控制箱（6）安装在电控柜（5）上，所述测量组件（7）分别通过Z轴伺服模组（4）与机架（1）和立柱（3）配合连接，所述测量仪控制箱（6）分别与X水平模组（2）、Z轴伺服模组（4）、测量组件（7）和产品定位模具（8）电连接；

所述测量组件（7）包括伺服模组（9）、旋转电机（10）、浮动系统（11）、防撞系统（12）、延长杆（13）、测量头（14）、原点检测开关（15）和溃缩检测开关（16），多组伺服模组（9）配合安装在立柱（3）上，所述旋转电机（10）配合安装在伺服模组（9）上，所述浮动系统（11）安装在旋转电机（10）输出端，所述防撞系统（12）配合安装在浮动系统（11）上，所述延长杆（13）配合安装在测量头（14）上，所述原点检测开关（15）分别与伺服模组（9）和浮动系统（11）配合连接，所述溃缩检测开关（16）安装在防撞系统（12）上；

所述防撞系统（12）包括延长杆（13）、测头连接嘴（30）、溃缩轴（31）、压轴（33）、开关支架（34）、连接板（35）、溃缩弹簧（36）、防转轴（37）、气管接头（38）和防撞壳体（40），所述连接板（35）与挡板（25）通过螺钉连接，所述溃缩轴（31）与防撞壳体（40）通过防转轴（37）进行防旋转限位，所述测头连接嘴（30）通过止动螺钉与溃缩轴（31）连接，所述测头连接嘴（30）连接延长杆（13），所述延长杆（13）连接测量头（14），所述连接板（35）安装在防撞壳体（40）顶端，所述溃缩检测开关（16）通过开关支架（34）与连接板（35）配合连接，所述压轴（33）安装在防撞壳体（40）腔内部，所述溃缩弹簧（36）分别与压轴（33）和连接板（35）连接，所述溃缩轴（31）安装在连接板（35）底端，所述测头连接嘴（30）安装在压轴（33）底端，所述气管接头（38）安装在测头连接嘴（30）上，所述延长杆（13）安装在测头连接嘴（30）底端，所述测量头（14）安装在延长杆（13）底端。

2.如权利要求1所述的一种零负载柔性测量系统，其特征在于，所述浮动系统（11）包括定心轴承座组件（17）、轴端连接法兰（18）、气缸（19）、主壳体（20）、推杆（21）、导正杆（22）、定制推杆轴承（23）、压缩弹簧（24）、挡板（25）、连接法兰（26）、开关感应杆（27）和测量头（14），所述旋转电机（10）主轴连接定心轴承座组件（17），所述轴端连接法兰（18）通过螺钉连接定心轴承座组件（17）与主壳体（20），所述挡板（25）与定制推杆轴承（23）之间的压缩弹簧（24）处于压缩状态，所述气缸（19）连接推杆（21），所述气缸（19）安装在轴端连接法兰（18）内部，所述主壳体（20）与轴端连接法兰（18）配合连接，所述推杆（21）安装在主壳体（20）内部，所述定制推杆轴承（23）安装在导正杆（22）底端，所述挡板（25）安装在主壳体（20）底端，所述压缩弹簧（24）分别与定制推杆轴承（23）和挡板（25）连接，所述导正杆（22）与定制推杆轴承（23）配合连接，所述连接法兰（26）安装在导正杆（22）底端，所述开关感应杆（27）安装在测量头（14）上。

3.如权利要求2所述的一种零负载柔性测量系统，其特征在于，还包括密封圈（42），所述密封圈（42）配合安装在测头连接嘴（30）与延长杆（13）连接处。

4.如权利要求2所述的一种零负载柔性测量系统，其特征在于，所述主壳体（20）上设置有检修盖（43）。