CN116045891B - 一种零件表面粗糙度自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及粗糙度检测设备技术领域，尤其涉及一种零件表面粗糙度自动检测装置，包括零件承载装置和粗糙度仪承载装置，零件承载装置用于支撑检测零件并可以在控制装置的控制下使检测零件轴向转动，同时可以在粗糙度检测结果异常时使检测零件沿垂直于粗糙度仪测量方向的直线上移动；粗糙度仪承载装置用于在控制装置的控制下带动粗糙度仪沿与检测零件轴线平行的方向上移动，本申请的一种零件表面粗糙度自动检测装置可以在粗糙度检测结果出现异常时自动判断出是检测零件本身的粗糙度确实异常，还是因为粗糙度检测装置存在异常。

Description

一种零件表面粗糙度自动检测装置

技术领域

本申请涉及粗糙度检测设备技术领域，尤其涉及一种零件表面粗糙度自动检测装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本申请相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

粗糙度仪从测量原理上主要分为两大类：接触式和非接触式，非接触式粗糙度检测设备主要采用激光三角法原理对被测物体表面和激光器之间的距离变化进行测量，测量精度高，但是在使用时一要保证激光束始终和被测量物体表面垂直；二要使被测量物体的运动方向和测量面垂直；但是在实践中对零件粗糙度检测时往往需要调整粗糙度仪的位置，调整过程中粗糙度仪的移动机构时间久了容易积累灰尘，从而导致粗糙度仪在移动的过程中产生细微的振动，进而影响测量结果。

另一方面，在对柱状零件全表面的粗糙度检测过程中，需要对柱状零件进行旋转；对于一些大的柱状零件，在进行旋转时机械设备需要承受较大的压力，振动也较大，时间久则易造成机械设备本身磨损从而导致柱状零件位置发生偏移，从而影响粗糙度测量结果，但是问题在于现场人员无法第一时间确认是检测设备本身的问题还是零件本身粗糙度不合格，只能停工对零件和设备进行检查，影响自动化生产。

鉴于此，有必要提供一种能解决上述技术问题，具有对粗糙度仪在进行位移调整时可以防尘，同时当粗糙度仪检测结果出现异常时，可以自动检测判断故障情况的一种零件表面粗糙度自动检测装置。

发明内容

基于此，针对上述技术问题，本申请提供一种零件表面粗糙度自动检测装置。

本申请解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是：

本申请提出了一种零件表面粗糙度自动检测装置，包括零件承载装置和粗糙度仪承载装置；所述粗糙度仪承载装置上固定设有粗糙度仪；所述零件承载装置包括承载底座以及设于承载底座上方的滑台，所述滑台上设有支撑转动装置，所述支撑转动装置用于支撑检测零件并在控制装置的控制下使检测零件轴向转动；所述滑台用于在承载底座上沿垂直于粗糙度仪测量方向的直线上滑动；

所述粗糙度仪承载装置包括承重装置以及设于承重装置上方的位移装置；所述承重装置用于固定和支撑位移装置；所述位移装置用于在控制装置的控制下带动粗糙度仪沿与检测零件轴线平行的方向上移动。

优选地，所述承载底座包括固定设于地面的承载板以及固定设于承载板前后的两挡板、固定设于承载板左侧的第一侧板、固定设于承载板右侧的第二侧板；所述滑台设于承载底座上由挡板、第一侧板和第二侧板组成的槽口内；所述滑台与第二侧板之间滑动设有支撑板，所述支撑板与第二侧板之间固定设有压缩弹簧；所述第一侧板外固定设有第一电机，所述第一电机的电机轴可转动穿过设于第一侧板上的通孔后与螺杆的一端轴向固定连接，所述螺杆的另一端穿过设于滑台内部的螺纹孔与滑台螺纹连接；

所述第一电机与控制装置电连接。

优选地，所述支撑转动装置包括固定设于滑台两端的两个支撑座，所述两支撑座之间平行设有可转动的第一从动轴和第二从动轴；

所述第一从动轴套设于同步带的一端内部，同步带的另一端内部套设有主动轴；所述主动轴的一端与第二电机的电机轴固定连接，主动轴的另一端与支撑台铰接；所述第二电机和支撑台固定设于滑台上；所述第二电机与控制装置电连接。

优选地，所述第一从动轴、第二从动轴外对称固定套设有若干胶轮。

优选地，所述同步带内侧设有内齿，所述第一从动轴上设有若干与内齿配合的第一从动轴外齿环带，所述主动轴上设有若干与内齿配合的主动轴外齿环带。

优选地，所述承重装置为固定设于地面的承重底座；

所述位移装置包括固定设于承重底座两端的第三电机和第四电机，所述第三电机的电机轴与第一转动辊的一端固定连接，所述第四电机的电机轴与第二转动辊的一端固定连接；

所述第一转动辊和第二转动辊中心轴线平行；

所述第一转动辊和第二转动辊外套设有内输送带，所述内输送带上固定设有粗糙度仪；

所述第三电机和第四电机与控制装置电连接，所述控制装置固定设于承重底座上；

所述承重底座上固定设有支架，所述支架上固定设有U型槽，所述固定设有粗糙度仪的内输送带滑动设于U型槽内。

优选地，所述第一转动辊和第二转动辊均包括内输送带辊体，所述内输送带辊体两端固定设有对称的外防护带辊体，所述外防护带辊体外两端固定设有对称的限位外环；

所述U型槽内滑动设有滑块，所述滑块底部固定设于内输送带上，所述滑块顶部位于U型槽上方设有外防护带，所述滑块顶部与外防护带固定连接，粗糙度仪位于滑块上方与外防护带固定连接；

所述外防护带套设于两端第一转动辊和第二转动辊的外防护带辊体上；所述内输送带套设于两端第一转动辊和第二转动辊的内输送带辊体上。

优选地，所述外防护带为具有防尘作用的输送带。

优选地，所述U型槽内壁一侧开设有限位槽，所述滑块上设有与所述限位槽配合的限位凸条。

优选地，所述粗糙度仪为非接触式粗糙度仪，所述粗糙度仪与控制装置电连接。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

1、当粗糙度检测结果出现异常时，可以自动判断出是检测零件本身的粗糙度确实异常，还是因为粗糙度检测装置存在异常。

2、适用于连续化自动检测的场合，可以避免因为粗糙度检测不准确导致的批量产品质量问题。

3、通过外防护带的设计，可以在粗糙度仪移动检测的过程中也做到防尘，提高测量准确性和稳定性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请的一种零件表面粗糙度自动检测装置在使用时整体结构示意图，

图2为本申请的一种零件表面粗糙度自动检测装置整体结构示意图，

图3为本申请的一种零件表面粗糙度自动检测装置的零件承载装置整体结构示意图，

图4为图3中A区域局部放大图，

图5为本申请的一种零件表面粗糙度自动检测装置另一实施例中图3中A区域局部示意图，

图6为图3中B区域局部放大图，

图7为图3中零件承载装置另一角度整体结构示意图，

图8为图7中C区域局部放大图，

图9为本申请的一种零件表面粗糙度自动检测装置的粗糙度仪承载装置整体结构示意图，

图10为图9中粗糙度仪承载装置U型槽内部结构示意图，

图11为图10中D区域局部放大图，

图12为第一转动辊和第二转动辊整体结构示意图，

图13为图9中粗糙度仪承载装置与粗糙度仪连接关系整体结构示意图，

图14为图9中粗糙度仪承载装置内部结构剖面示意图。

图中：

1、检测零件，2、零件承载装置，3、粗糙度仪承载装置，4、粗糙度仪，200、挡板，201、第一侧板，202、第二侧板，203、滑台，204、第一电机，205、螺杆，206、压缩弹簧，207、支撑板，208、电机底座，209、第二电机，210、主动轴，210a、主动轴外齿环带，211、支撑台，212、同步带，212a、内齿，213、第一从动轴，213a、第一从动轴外齿环带，214、第二从动轴，215、胶轮，216、支撑座，216a、支撑板，216b、第一连接板，216c、第二连接板，300、承重底座，301、支架，302、U型槽，303、第三电机，304、第一转动辊，305、第二转动辊，306、内输送带，307、外防护带，308、第四电机，309、控制装置，310、限位槽，311、滑块，312、限位外环，313、外防护带辊体，314、内输送带辊体。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本申请作进一步说明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

图2示出了本申请的一种零件表面粗糙度自动检测装置的整体结构示意图，图1为本申请的一种零件表面粗糙度自动检测装置在使用时的整体结构示意图，本申请的一种零件表面粗糙度自动检测装置包括零件承载装置2和粗糙度仪承载装置3，粗糙度仪承载装置3上固定设有粗糙度仪4；参考图3，所述零件承载装置2包括承载底座以及设于承载底座上方的滑台203，所述滑台203上设有支撑转动装置，所述支撑转动装置用于支撑检测零件1并在控制装置309的控制下使检测零件1轴向转动；所述滑台203用于在承载底座上沿垂直于粗糙度仪4测量方向的直线上滑动；

在一些实施例中，参考图3，所述承载底座包括固定设于地面的承载板以及固定设于承载板前后的两挡板200、固定设于承载板左侧的第一侧板201、固定设于承载板右侧的第二侧板202；所述滑台203设于承载底座上由挡板200、第一侧板201和第二侧板202组成的槽口内；

参考图7和图8，所述滑台203与第二侧板202之间滑动设有支撑板207，所述支撑板207与第二侧板202之间固定设有压缩弹簧206；该设置的目的，是进一步保证滑台203在槽口内的位置，使压缩弹簧206通过支撑板207对滑台203保持压力，防止滑台203晃动，进一步提高滑台203的稳定性，从而提高零件承载装置2的稳定性。

参考图3，所述第一侧板201外固定设有第一电机204，第一电机204固定安装于固定设于地面的电机底座208上，所述第一电机204的电机轴可转动穿过设于第一侧板201上的通孔后与螺杆205的一端轴向固定连接，所述螺杆205的另一端穿过设于滑台203内部的螺纹孔与滑台203螺纹连接；所述第一电机204与控制装置309电连接，在本实施例中，第一电机204选用伺服电机，可以精准的控制滑台203滑动的距离。

参考图3和图4，所述支撑转动装置包括固定设于滑台203两端的两个支撑座216，所述两支撑座216之间平行设有可转动的第一从动轴213和第二从动轴214；所述第一从动轴213套设于同步带212的一端内部，同步带212的另一端内部套设有主动轴210；所述主动轴210的一端与第二电机209的电机轴固定连接，主动轴210的另一端与支撑台211铰接；所述第二电机209和支撑台211固定设于滑台203上；所述第二电机209与控制装置电连接，优选为伺服电机；所述第一从动轴213、第二从动轴214外对称固定套设有若干胶轮215；

所述两支撑座216对称平行设置，参考图6，所述支撑座216包括固定设于滑台203上的支撑板216a，所述支撑板216a顶部两侧分别设有第一连接板216b和第二连接板216c，所述第一连接板216b和第二连接板216c之间呈下凹形结构，其目的是方便检测零件1的安置，防止对检测零件1产生剐蹭。

在一些实施例中，为了提高主动轴210与第一从动轴213的同步性，所述同步带212内侧设有内齿212a，参考图5，第一从动轴213上设有若干与内齿212a配合的第一从动轴外齿环带213a，所述主动轴210上同样设有若干与内齿212a配合的主动轴外齿环带210a。

所述粗糙度仪承载装置3包括承重装置以及设于承重装置上方的位移装置；所述承重装置用于固定和支撑位移装置；所述位移装置用于在控制装置309的控制下带动粗糙度仪4沿与检测零件1轴线平行的方向上移动；参考图9，在本优选实施例中，所述承重装置为固定设于地面的承重底座300；所述位移装置包括固定设于承重底座300两端的第三电机303和第四电机308，所述第三电机303的电机轴与第一转动辊304的一端固定连接，所述第四电机308的电机轴与第二转动辊305的一端固定连接；所述第一转动辊304和第二转动辊305中心轴线平行；

在一些实施例中，所述第一转动辊304和第二转动辊305外套设有内输送带306，所述内输送带306上固定设有粗糙度仪4；所述第三电机303和第四电机308与控制装置309电连接，所述控制装置309固定设于承重底座300上；所述承重底座300上固定设有支架301，所述支架301上固定设有U型槽302，所述固定设有粗糙度仪4的内输送带306滑动设于U型槽302内。

在一些实施例中，为了实现对粗糙度仪4的位移装置的防尘效果，提高粗糙度仪4在移动过程中的稳定性，参考图10、图11和图12，所述第一转动辊304和第二转动辊305均包括内输送带辊体314，两端的内输送带辊体314外用于套设内输送带306；内输送带辊体314两端固定设有对称的外防护带辊体313，两端的外防护带辊体313外用于套设外防护带307；所述外防护带辊体313外两端固定设有对称的限位外环312，对外防护带307进行限位；

参考图11、图13和图14，所述U型槽302内滑动设有滑块311，所述滑块311底部固定设于内输送带306上，所述滑块311顶部位于U型槽302上方设有外防护带307，所述滑块311顶部与外防护带307固定连接，粗糙度仪4位于滑块311上方与外防护带307固定连接；

所述外防护带307套设于两端第一转动辊304和第二转动辊305的外防护带辊体313上；所述内输送带306套设于两端第一转动辊304和第二转动辊305的内输送带辊体314上，这样当粗糙度仪4在运动的时候外防护带307始终起到防尘的效果；为了起到防尘效果，所述外防护带307为具有防尘作用的输送带。

为了进一步增强粗糙度仪4运动时的稳定性，所述U型槽302内壁一侧开设有限位槽310，所述滑块311上设有与所述限位槽310配合的限位凸条。

本实施例中所述粗糙度仪4为非接触式粗糙度仪，所述粗糙度仪4与控制装置309电连接。

本申请提供一种零件表面粗糙度检测方法，基于本申请的一种零件表面粗糙度自动检测装置，方法步骤如下：

第一步：将检测零件1置于第一从动轴213和第二从动轴214中间上方；控制装置309控制第三电机303和第四电机308转动，使粗糙度仪4停在检测零件1一端开始检测的位置；在本步骤中，控制装置309使第三电机303和第四电机308转动，直到粗糙度仪4停在检测零件1一端的开始位置后停止；

第二步：控制装置309控制第三电机303、第四电机308同步转动，使粗糙度仪4沿着检测零件1轴线平行的方向移动，粗糙度仪4对检测零件1进行粗糙度检测，当粗糙度仪4检测完检测零件1对应的检测面后，控制装置309控制第三电机303、第四电机308停止转动；

第三步：当粗糙度仪4检测正常时，

控制装置控制第二电机209转动，使检测零件1转动一段距离，使检测零件1没有被检测的一面对准粗糙度仪4。

参考图3和图4，第二电机209转动时，主动轴210发生转动，从而带动同步带212转动，同步带212又带动第一从动轴213转动；当第一从动轴213转动时，带动其上方的检测零件1发生转动，从而使检测零件1朝向粗糙度仪4的检测面发生改变；第二电机209使用伺服电机，可以很精准的控制其转动的角度；然后进入第一步。

如果粗糙度仪4检测发现异常，跳过本步进入第四步。

第四步：当粗糙度仪4检测发现异常时，

控制装置309控制第一电机204转动，使滑台203滑动一段距离后，控制装置309控制第三电机303和第四电机308转动到使粗糙度仪4位于检测零件1一端的开始位置；需要注意的是，此时检测零件1与第一步中所在的位置不同，当滑台203滑动一段距离后，检测零件1所在的位置较之前在其轴向方向上移动了同样的距离；

然后控制装置309控制第三电机303、第四电机308同步转动，使粗糙度仪4沿着检测零件1轴线平行的方向移动，对检测零件1进行粗糙度检测，直到粗糙度仪4检测完检测零件1对应的检测面后，控制装置309控制第三电机303、第四电机308停止转动；

若最终的检测结果与第二步中的检测结果相同，即检测的结果都是检测零件1的某一相同的位置粗糙度异常，则确认为检测零件1粗糙度异常；

若最终的检测结果与第二步中的检测结果不同，且最终确认的检测零件1粗糙度异常的点所在的位置与第二步中确认的检测零件1粗糙度异常的点所在的位置之间的距离等于检测零件1在本步骤中沿其轴线方向移动的距离，也就是说，虽然检测零件1在其轴向方向移动了一段距离，但是粗糙度仪4检测出来的粗糙度异常的点仍然是原来相同的位置，那么则确认粗糙度仪4所在的粗糙度仪承载装置3存在故障。

为了及时发现故障，在一些实施例中，控制装置309与报警装置电连接，报警装置优选为短信报警模块，当确认粗糙度仪4所在的粗糙度仪承载装置3发生故障时，短信报警模块发出报警短信到工作人员手机上。如果确认是检测零件1本身粗糙度异常，那么则按照常规的生产工序流程对粗糙度异常的检测零件1处理即可，此为本领域技术人员常规手段，不再赘述。

本申请的一种零件表面粗糙度自动检测装置，在检测到检测零件的粗糙度异常时，可以自动判断出是检测零件本身的粗糙度确实异常，还是因为粗糙度检测装置存在异常，对于连续化自动检测的场合，可以避免因为粗糙度检测不准确导致的批量产品质量问题，及时降低损失和安全隐患。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本申请的具体实施方式进行了描述，但并非对本申请保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本申请的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本申请的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种零件表面粗糙度自动检测装置，其特征在于：

包括零件承载装置(2)和粗糙度仪承载装置(3)；

所述粗糙度仪承载装置(3)上固定设有粗糙度仪(4)；

所述零件承载装置(2)包括承载底座以及设于承载底座上方的滑台(203)，所述滑台(203)上设有支撑转动装置，所述支撑转动装置用于支撑检测零件(1)并在控制装置(309)的控制下使检测零件(1)轴向转动；所述滑台(203)用于在承载底座上沿垂直于粗糙度仪(4)测量方向的直线上滑动；

所述粗糙度仪承载装置(3)包括承重装置以及设于承重装置上方的位移装置；所述承重装置用于固定和支撑位移装置；所述位移装置用于在控制装置(309)的控制下带动粗糙度仪(4)沿与检测零件(1)轴线平行的方向上移动；

所述承重装置为固定设于地面的承重底座(300)；

所述位移装置包括固定设于承重底座(300)两端的第三电机(303)和第四电机(308)，所述第三电机(303)的电机轴与第一转动辊(304)的一端固定连接，所述第四电机(308)的电机轴与第二转动辊(305)的一端固定连接；

所述第一转动辊(304)和第二转动辊(305)中心轴线平行；

所述第一转动辊(304)和第二转动辊(305)外套设有内输送带(306)，所述内输送带(306)上固定设有粗糙度仪(4)；

所述第三电机(303)和第四电机(308)与控制装置(309)电连接，所述控制装置(309)固定设于承重底座(300)上；

所述承重底座(300)上固定设有支架(301)，所述支架(301)上固定设有U型槽(302)，所述固定设有粗糙度仪(4)的内输送带(306)滑动设于U型槽(302)内；

所述第一转动辊(304)和第二转动辊(305)均包括内输送带辊体(314)，所述内输送带辊体(314)两端固定设有对称的外防护带辊体(313)，所述外防护带辊体(313)外两端固定设有对称的限位外环(312)；

所述U型槽(302)内滑动设有滑块(311)，所述滑块(311)底部固定设于内输送带(306)上，所述滑块(311)顶部位于U型槽(302)上方设有外防护带(307)，所述滑块(311)顶部与外防护带(307)固定连接，粗糙度仪(4)位于滑块(311)上方与外防护带(307)固定连接；

所述外防护带(307)套设于两端第一转动辊(304)和第二转动辊(305)的外防护带辊体(313)上；所述内输送带(306)套设于两端第一转动辊(304)和第二转动辊(305)的内输送带辊体(314)上。

2.根据权利要求1所述的一种零件表面粗糙度自动检测装置，其特征在于：

所述承载底座包括固定设于地面的承载板以及固定设于承载板前后的两挡板(200)、固定设于承载板左侧的第一侧板(201)、固定设于承载板右侧的第二侧板(202)；

所述滑台(203)设于承载底座上由挡板(200)、第一侧板(201)和第二侧板(202)组成的槽口内；

所述滑台(203)与第二侧板(202)之间滑动设有支撑板(207)，所述支撑板(207)与第二侧板(202)之间固定设有压缩弹簧(206)；

所述第一侧板(201)外固定设有第一电机(204)，所述第一电机(204)的电机轴可转动穿过设于第一侧板(201)上的通孔后与螺杆(205)的一端轴向固定连接，所述螺杆(205)的另一端穿过设于滑台(203)内部的螺纹孔与滑台(203)螺纹连接；

所述第一电机(204)与控制装置(309)电连接。

3.根据权利要求1所述的一种零件表面粗糙度自动检测装置，其特征在于：

所述支撑转动装置包括固定设于滑台(203)两端的两个支撑座(216)，所述两支撑座(216)之间平行设有可转动的第一从动轴(213)和第二从动轴(214)；

所述第一从动轴(213)套设于同步带(212)的一端内部，同步带(212)的另一端内部套设有主动轴(210)；所述主动轴(210)的一端与第二电机(209)的电机轴固定连接，主动轴(210)的另一端与支撑台(211)铰接；

所述第二电机(209)和支撑台(211)固定设于滑台(203)上；

所述第二电机(209)与控制装置电连接。

4.根据权利要求3所述的一种零件表面粗糙度自动检测装置，其特征在于：

所述第一从动轴(213)、第二从动轴(214)外对称固定套设有若干胶轮(215)。

5.根据权利要求3所述的一种零件表面粗糙度自动检测装置，其特征在于：

所述同步带(212)内侧设有内齿(212a)，所述第一从动轴(213)上设有若干与内齿(212a)配合的第一从动轴外齿环带(213a)，所述主动轴(210)上设有若干与内齿(212a)配合的主动轴外齿环带(210a)。

6.根据权利要求1所述的一种零件表面粗糙度自动检测装置，其特征在于：

所述外防护带(307)为具有防尘作用的输送带。

7.根据权利要求1所述的一种零件表面粗糙度自动检测装置，其特征在于：

所述U型槽(302)内壁一侧开设有限位槽(310)，所述滑块(311)上设有与所述限位槽(310)配合的限位凸条。

8.根据权利要求1所述的一种零件表面粗糙度自动检测装置，其特征在于：

所述粗糙度仪(4)为非接触式粗糙度仪，所述粗糙度仪(4)与控制装置(309)电连接。

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