CN115451873A - 平面度测量机 - Google Patents

Abstract

本发明提供平面度测量机，涉及平面度测试装置技术领域。该平面度测量机，包括电控机箱机台、机罩操作机构、升降施压机构、传送定位机构和3D扫描机构，所述电控机箱机台的内侧中下部设置有升降施压机构，所述升降施压机构的上端设置有传送定位机构，所述传送定位机构位于3D扫描机构的内侧中下部，所述电控机箱机台的顶端设置有机罩操作机构，所述升降施压机构包括托架，所述托架的底端中部设置有缓冲支撑。通过采用自由状态和负重状态检测液冷板产品的整体平面度，测试完成后设备进行数据分析进行良品和不良品分出并将测试结果与产品二维码绑定上传保存，检测效率高，使得液冷板在使用的时候达到与电池组理想的贴合效果。

Description

平面度测量机

技术领域

本发明涉及平面度测试装置技术领域，具体为平面度测量机。

背景技术

近几年随着新能源汽车的不断成熟发展，为了迎合市场需求，在不断优化完善产品结构性能、质量的同时，提高生产效率，实现自动化、智能化生产是快速安全的有效途径之一，电动新能源汽车的核心部件之一为电池组散热系统，即热管理系统，电池组中的集成式液冷系统，液冷系统中核心的降温部件为液冷板，其主要目的为整个电池组进行及通过内部介质流通达到温度控制的能力，表面与电池组完全贴合实现降温，

液冷板为了与电池组达到理想的贴合效果，产品的平面度就要严格按照技术要求测试，目前的测试方式为三坐标，其缺点为①检测效率低；②采用点数据采集生成面计算平面度；③人工上下料搬运过程中造成的产品形变影响测试数据；④产品与数据没有绑定关联；⑤因测试效率低目前采用抽检的方式；⑥负重状态测试时人工放置一定数量的砝码，故为了实现高效率高精度检测、产品二维码与测试数据绑定实现与MES对接数据可追踪，本领域技术人员提出了一种平面度测量机。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了平面度测量机，解决了液冷板在进行平面度检测时检测效率低检测数据没有与对应二维码进行绑定关联的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：平面度测量机，包括电控机箱机台、机罩操作机构、升降施压机构、传送定位机构和3D扫描机构，所述电控机箱机台的内侧中下部设置有升降施压机构，所述升降施压机构的上端设置有传送定位机构，所述传送定位机构位于3D扫描机构的内侧中下部，所述电控机箱机台的顶端设置有机罩操作机构；

所述升降施压机构包括托架，所述托架的底端中部设置有缓冲支撑，所述缓冲支撑的底端中部固定连接在伺服推力缸的杆体顶端，所述托架的底端中部四周处等距设置有若干个浮动接头，所述托架的底端中部一侧设置有力传感器，所述托架的顶端等距设置有若干个机构定位导向柱，所述托架的顶端等距交错设置有若干个顶杆L和顶杆S，所述机构定位导向柱、顶杆L和顶杆S的顶端分别与托板的底端对应位置处固定连接。

优选的，所述传送定位机构包括台板，所述台板的内侧中部转动连接有宽度调整丝杆，所述台板的底端中部一侧固定连接有宽度伺服电机，且所述宽度伺服电机的输出端贯穿台板并与宽度调整丝杆的一端固定连接，所述台板的顶端中后部均横向设置有传送带，所述台板的顶端中部一侧纵向设置有侧传送带，所述台板靠近侧传送带的内侧转动连接有传送动力花键轴，所述台板的底端中部一侧固定连接有传送动力电机，且所述传送动力电机的输出端与传送动力花键轴的一端固定连接，所述台板靠近传送动力电机的顶端中部一侧固定连接有阻挡，所述台板的顶端中部一侧等距固定连接有若干个矫正气缸。

优选的，所述3D扫描机构包括主梁，所述主梁的内侧底端等距设置有若干个平板，所述主梁的顶端中部两侧均设置有双向模组，所述主梁的顶端中部两侧均设置有3D线性相机，所述主梁的顶端中部一侧设置有直线电机。

优选的，所述机罩操作机构的顶端一角处固定连接在连接杆的一端，所述连接杆的另一端固定连接在操作显示屏的顶端中部，所述机罩操作机构的一侧底部设置有进料口。

优选的，所述主梁的底端边缘处均等距固定连接有若干个立柱，且所述立柱的底端均通过连接螺栓与电控机箱机台的内侧底端对应位置处相连接，所述平板的顶端中部两侧均设置有腰型孔，且所述腰型孔的底端均贯穿平板并向下延伸。

优选的，所述伺服推力缸的缸体底端固定连接在电控机箱机台的内侧底端中部，所述电控机箱机台的底端边缘处等距设置有若干个底脚，所述底脚的底端均设置有橡胶垫。

工作原理：当液冷板产品需要进行检测的时候，液冷板产品通过进料口进入到设备内之后，首先通过传送定位机构进行传送定位，设备通行宽度通过宽度伺服电机带动宽度调整丝杆调整，自动运行时，传送动力电机启动传送带和侧传送带进行传送，液冷板产品通过传送带和侧传送带传送至阻挡之后，感应器到位，之后通过矫正气缸实现对液冷板产品位置的矫正和传输，然后液冷板产品的平面度检测技术分自由状态和负重施压状态两种形式下的平面度，当需要对液冷板在负重施压状态下进行检测的时候，伺服推力缸推动托架进行向上移动，托架上移的同时通过机构定位导向柱进行定位导向，防止其发生偏移，托架上移通过顶杆L和顶杆S带动托板进行上移，对液冷板产品进行施压，之后通过3D扫描机构的3D线性相机进行扫描产品的表面，将检测距离通过内部程度的运算生产3D图像然后得到平面度数值，最后将检测值设定后进行分析对比，整个升起施压环境实现闭环控制，数据与产品二维码进行绑定，保存本机或者上传至MES系统。

本发明提供了平面度测量机。具备以下有益效果：

本发明通过采用自动传送产品，产品进入机台预定位置后对产品进行精准定位，二维码扫描，设备采用3D线性激光进行扫描，分别采用自由状态和负重状态检测液冷板产品的整体平面度，测试完成后设备进行数据分析进行良品和不良品分出并将测试结果与产品二维码绑定上传保存，检测效率高，并且防止了人工上下料搬运过程中造成的产品变形影响检测数据的精确性，方便对液冷板产品进行平面度的检测，使得液冷板在使用的时候达到与电池组理想的贴合效果。

附图说明

图1为本发明的整体装置总装结构示意图；

图2为本发明的整体装置机构爆炸示意图；

图3为本发明的升降施压机构结构示意图；

图4为本发明的传送定位机构结构示意图；

图5为本发明的3D扫描机构结构示意图；

图6为本发明的平板结构示意图；

图7为本发明的设备流程示意图。

其中，1、电控机箱机台；2、进料口；3、机罩操作机构；301、连接杆；302、操作显示屏；4、升降施压机构；401、伺服推力缸；402、缓冲支撑；403、浮动接头；404、力传感器；405、托架；406、机构定位导向柱；407、托板；408、顶杆L；409、顶杆S；5、传送定位机构；501、宽度伺服电机；502、宽度调整丝杆；503、传送动力电机；504、传送动力花键轴；505、传送带；506、侧传送带；507、台板；508、矫正气缸；509、阻挡；6、3D扫描机构；601、立柱；602、主梁；603、平板；604、双向模组；605、3D线性相机；606、直线电机；607、腰型孔。

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做出创造性劳动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。

实施例：

如图1-3所示，本发明实施例提供平面度测量机，包括电控机箱机台1、机罩操作机构3、升降施压机构4、传送定位机构5和3D扫描机构6，电控机箱机台1的内侧中下部设置有升降施压机构4，升降施压机构4的上端设置有传送定位机构5，传送定位机构5位于3D扫描机构6的内侧中下部，电控机箱机台1的顶端设置有机罩操作机构3；

升降施压机构4包括托架405，托架405的底端中部设置有缓冲支撑402，缓冲支撑402的底端中部固定连接在伺服推力缸401的杆体顶端，托架405的底端中部四周处等距设置有若干个浮动接头403，托架405的底端中部一侧设置有力传感器404，托架405的顶端等距设置有若干个机构定位导向柱406，托架405的顶端等距交错设置有若干个顶杆L408和顶杆S409，机构定位导向柱406、顶杆L408和顶杆S409的顶端分别与托板407的底端对应位置处固定连接。

升降施压机构4的动力为伺服推力缸401，压力数据的监控通过力传感器404监控，压力的监控主要用于对液冷板产品在负重测试时的施压监控，防止在异常情况下力矩过大而超出安全范围造成的液冷板产品的损坏。

升降施压机构4的重点在于托架405的设计，因测试时产品需要被托板407托起，考虑托板407相对于扫描机构底部的平面台平行度一致，所以托架405的整体刚度、强度、重量管控、后期的稳定性，故从材料、结构、加工处理工艺都进行了分析、必须结构的力学分析，进行了有限元模拟、工艺加工流程以及热处理方面，设计后的托架405重量轻、结构强、稳定性高。

如图4所示，传送定位机构5包括台板507，台板507的内侧中部转动连接有宽度调整丝杆502，台板507的底端中部一侧固定连接有宽度伺服电机501，且宽度伺服电机501的输出端贯穿台板507并与宽度调整丝杆502的一端固定连接，台板507的顶端中后部均横向设置有传送带505，台板507的顶端中部一侧纵向设置有侧传送带506，台板507靠近侧传送带506的内侧转动连接有传送动力花键轴504，台板507的底端中部一侧固定连接有传送动力电机503，且传送动力电机503的输出端与传送动力花键轴504的一端固定连接，台板507靠近传送动力电机503的顶端中部一侧固定连接有阻挡509，台板507的顶端中部一侧等距固定连接有若干个矫正气缸508。

设备通行宽度通过宽度伺服电机501带动宽度调整丝杆502进行调整，自动运行时，传送动力电机503启动传输带505和侧传送带506进行传送，产品通过传输带505和侧传送带506传送至阻挡509，感应器感应到位，通过矫正气缸508实现对液冷板产品位置的矫正。

传送定位机构5主要运用了伺服电机与丝杆、三相同步电机与连传送、直线导轨实现的，宽度调整方面设计根据设备使用产品通用性要求，合理设计丝杆导程、传送精度，电机扭矩以及直线导轨的导向精度、负载能力，带传送部分通过生产节拍、结构满足性能，控制节约成本的情况下，选择链传送，最大限度地体现设计的合理性。

如图5-6所示，3D扫描机构6包括主梁602，主梁602的内侧底端等距设置有若干个平板603，主梁602的顶端中部两侧均设置有双向模组604，主梁602的顶端中部两侧均设置有3D线性相机605，主梁602的顶端中部一侧设置有直线电机606。

主梁602的底端边缘处均等距固定连接有若干个立柱601，且立柱601的底端均通过连接螺栓与电控机箱机台1的内侧底端对应位置处相连接，平板603的顶端中部两侧均设置有腰型孔607，且腰型孔607的底端均贯穿平板603并向下延伸。

3D扫描机构6因尺寸在长2200宽1900，所以X轴采用双条传动动力为伺服电机通过连杆进行动力分配保证两侧同步运动，Y轴采用直线电机为了提高节拍。

3D扫描机构6重要位置是机架下方的平板603，整个大平面采用多个平板603拼接而成，每个平板上开有腰型孔607，开孔目的是相机通过孔进行对产品平面测试，平板603的作用是，产品负重测试时底部升降机构施加一定的压力将产品与平板603贴合，故平板603整体的平面度要求精度在0.1mm。

机罩操作机构3的顶端一角处固定连接在连接杆301的一端，连接杆301的另一端固定连接在操作显示屏302的顶端中部，整体设备检测的显示数据都会在操作显示屏302上进行显示，使用者可以通过在操作显示屏302上进行查看或者设置对应的操作检测参数，机罩操作机构3的一侧底部设置有进料口2，通过机罩操作机构3可以将需要检测的液冷板产品送入设备内侧进行平面度的检测。

伺服推力缸401的缸体底端固定连接在电控机箱机台1的内侧底端中部，通过电控机箱机台1将伺服推力缸401的底端进行固定，有利于提高整体装置的稳定性，电控机箱机台1的底端边缘处等距设置有若干个底脚，底脚的底端均设置有橡胶垫，并且通过电控机箱机台1底端的底脚和橡胶垫的设置在一定程度上也可以提高整体设备运行时的稳定性。

如图7所示，由以上流程可知此设备综合运用了控制技术、检测运算技术、通信技术及设备机构结构高稳定性、高精度为基体的自动化设备。

整个设备精度由3D线性激光仪和设备机构保证，3D扫描主要在于程序内部的数学计算(平面度计算方式，包括图像生成、图像处理、区域计算、补偿方式)，机构精度主要在于不仅能实现自动步骤的运行还要有精度的时效性和稳定性(因设备尺寸较大，行走部件造成的设备震动，机构强度及装配调试的复杂性)。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.平面度测量机，包括电控机箱机台(1)、机罩操作机构(3)、升降施压机构(4)、传送定位机构(5)和3D扫描机构(6)，其特征在于：所述电控机箱机台(1)的内侧中下部设置有升降施压机构(4)，所述升降施压机构(4)的上端设置有传送定位机构(5)，所述传送定位机构(5)位于3D扫描机构(6)的内侧中下部，所述电控机箱机台(1)的顶端设置有机罩操作机构(3)；

所述升降施压机构(4)包括托架(405)，所述托架(405)的底端中部设置有缓冲支撑(402)，所述缓冲支撑(402)的底端中部固定连接在伺服推力缸(401)的杆体顶端，所述托架(405)的底端中部四周处等距设置有若干个浮动接头(403)，所述托架(405)的底端中部一侧设置有力传感器(404)，所述托架(405)的顶端等距设置有若干个机构定位导向柱(406)，所述托架(405)的顶端等距交错设置有若干个顶杆L(408)和顶杆S(409)，所述机构定位导向柱(406)、顶杆L(408)和顶杆S(409)的顶端分别与托板(407)的底端对应位置处固定连接。

2.根据权利要求1所述的平面度测量机，其特征在于：所述传送定位机构(5)包括台板(507)，所述台板(507)的内侧中部转动连接有宽度调整丝杆(502)，所述台板(507)的底端中部一侧固定连接有宽度伺服电机(501)，且所述宽度伺服电机(501)的输出端贯穿台板(507)并与宽度调整丝杆(502)的一端固定连接，所述台板(507)的顶端中后部均横向设置有传送带(505)，所述台板(507)的顶端中部一侧纵向设置有侧传送带(506)，所述台板(507)靠近侧传送带(506)的内侧转动连接有传送动力花键轴(504)，所述台板(507)的底端中部一侧固定连接有传送动力电机(503)，且所述传送动力电机(503)的输出端与传送动力花键轴(504)的一端固定连接，所述台板(507)靠近传送动力电机(503)的顶端中部一侧固定连接有阻挡(509)，所述台板(507)的顶端中部一侧等距固定连接有若干个矫正气缸(508)。

3.根据权利要求1所述的平面度测量机，其特征在于：所述3D扫描机构(6)包括主梁(602)，所述主梁(602)的内侧底端等距设置有若干个平板(603)，所述主梁(602)的顶端中部两侧均设置有双向模组(604)，所述主梁(602)的顶端中部两侧均设置有3D线性相机(605)，所述主梁(602)的顶端中部一侧设置有直线电机(606)。

4.根据权利要求1所述的平面度测量机，其特征在于：所述机罩操作机构(3)的顶端一角处固定连接在连接杆(301)的一端，所述连接杆(301)的另一端固定连接在操作显示屏(302)的顶端中部，所述机罩操作机构(3)的一侧底部设置有进料口(2)。

5.根据权利要求3所述的平面度测量机，其特征在于：所述主梁(602)的底端边缘处均等距固定连接有若干个立柱(601)，且所述立柱(601)的底端均通过连接螺栓与电控机箱机台(1)的内侧底端对应位置处相连接，所述平板(603)的顶端中部两侧均设置有腰型孔(607)，且所述腰型孔(607)的底端均贯穿平板(603)并向下延伸。

6.根据权利要求1所述的平面度测量机，其特征在于：所述伺服推力缸(401)的缸体底端固定连接在电控机箱机台(1)的内侧底端中部，所述电控机箱机台(1)的底端边缘处等距设置有若干个底脚，所述底脚的底端均设置有橡胶垫。

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