CN116147461B - 一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于测量设备技术领域，涉及一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置及控制方法。电缸推送缩口钢管朝前平移，测量带中部的环环绕在中间的钢管缩口周围并拉紧，平行气爪驱动尺身和游标朝相反的方向平移，测量带紧密地贴附在钢管缩口的外圆柱面上，智能游标卡尺测量此时的尺寸。夹料气爪驱动夹料爪夹紧缩口钢管,电缸驱动推料杆向后退，锥头脱离未缩口端，夹料气爪驱动夹料爪相背摆动，托料气爪驱动托料爪相背摆动，缩口钢管平移落下。本发明能自动化检测钢管缩口的直径尺寸偏差，不受其变成椭圆形的影响，节省人工，节省用工成本，检测效率提高，检测结果客观真实，不受工人主观因素、精神状态的影响。

Description

一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置及控制方法

技术领域

本发明属于测量设备技术领域，涉及一种钢管缩口尺寸的测量设备，具体涉及一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置及控制方法。

背景技术

很多便携式家具采用插接式联接的缩口钢管当作骨架，缩口钢管都是使用薄壁钢管制造，使用一段直的钢管，其中一端旋压收缩，直径变小成为钢管缩口，另一端不变，是未缩口端，一根缩口钢管的钢管缩口插入到另一根缩口钢管的未缩口端，两者相配合，最理想的配合状态是使用不太大的力就能使两者插接在一起，插接时有一定的阻尼感，两者脱开时也需要一定的力，不会轻易脱开。在制造过程中要想掌握最理想的状态也是比较困难的，在生产后需要挨个检测一遍，把尺寸不合格的挑选出来，防止流入市场。

钢管缩口直径的允许偏差Δd是：下偏差为-0.03毫米，上偏差为-0.01毫米。有的钢管缩口加工后变成了椭圆形或者其它形状，如图2所示，但是普通人用手一捏就可以校正成圆形，校正后的直径偏差也会落入以上范围，插接配合起来阻尼正常，这种情况下的钢管缩口也算作是合格的，使用游标卡尺测量的直径尺寸都不在允许的偏差范围内，这样很容易把合格的误判为不合格，受变形的影响，钢管缩口尺寸的检测很难自动化完成。

目前的检测方式是人工操作的，制造一个带有标准孔的模具，标准孔的直径严格地符合公差要求，把钢管缩口挨个插入到标准孔内，试一试难易程度、阻尼大小，以此判断该钢管缩口是否合格。如果钢管缩口加工后变成了椭圆形，则用手捏一捏，校正后插入到标准孔内，如果可以插入，阻尼大小适当，通常也算作是合格的。但是这样也容易把直径偏小的误判为合格的，直径偏小的变形成椭圆形，椭圆形的长轴侧与标准孔相接触，会产生阻尼，而短轴侧与标准孔壁不接触；使用时间长了，椭圆形在圆孔内受到约束逐渐变圆，其配合变松弛，容易脱落。这种情况很难检测出来。

目前的检测方式并不科学，主观性比较强，每个工人的判断标准差异比较大。同一个工人每天的精神状态不同也会影响检测结果。人工检测的效率比较低，企业的用工成本比较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置及控制方法，本发明能自动化检测钢管缩口的直径尺寸偏差，不受其变成椭圆形的影响，节省人工，节省用工成本，检测效率提高，检测结果客观真实，不受工人主观因素、精神状态的影响。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置，包括测量组件；所述测量组件包括平行气爪、测量带和智能游标卡尺；所述平行气爪是指SMC（中国）有限公司生产的MHL2-25D型平行开闭型气爪，包括平行气爪缸体和两个平行气爪爪体，两个平行气爪爪体同步反向平移；所述测量带使用有弹性、可以弯曲但是不可拉伸的材料制造，所述测量带的测量带第一端和测量带第二端分别与两个平行气爪爪体固定联接，所述测量带的中部绕成一个环；所述智能游标卡尺是指授权公告号为CN 204514217 U的中国实用新型专利所描述的智能游标卡尺，包括游标卡尺本体和单片机系统，所述游标卡尺本体包括尺身和游标，游标沿着尺身滑动，并测量相应的尺寸；所述尺身和游标分别与两个平行气爪爪体固定联接，所述尺身的长度方向平行于两个平行气爪爪体相对移动的方向；所述平行气爪驱动测量带第一端和测量带第二端朝两个相反的方向平移，所述测量带中部的环环绕在中间的钢管缩口周围并拉紧，同时所述平行气爪驱动尺身和游标朝相反的两个方向平移，智能游标卡尺测量此时的尺寸。

本发明还包括料斗，所述料斗的上部是一个V型空间，底部是一个定位槽；定位槽的前端设有料斗前口，定位槽的后端设有料斗后口，定位槽内只能容纳一个缩口钢管，定位槽和V型空间是上下连通的空间，料斗前口只能容一个缩口钢管通过；所述环位于料斗前口的正前方，从料斗前口平移出来的缩口钢管正好进入环。

本发明还包括推料组件；所述推料组件包括电缸和推料杆；所述电缸的壳体和机架固定联接，所述推料杆的后端和电缸的推杆的前端固定联接；所述推料杆的直径等于缩口钢管的外直径，所述推料杆的前端是圆锥形的锥头，所述锥头的前端直径小于未缩口端的内直径，后端直径和缩口钢管的外直径相等；所述电缸驱动推料杆从料斗后口进入定位槽，所述锥头插入定位槽内缩口钢管的未缩口端孔内并推送缩口钢管朝前平移，所述缩口钢管的钢管缩口通过料斗前口伸出，伸进环。

本发明还包括夹料组件；所述夹料组件包括夹料气爪和两个夹料爪；所述夹料气爪包括夹料气爪缸体和两个夹料气爪爪体；夹料爪上设有V型槽，两个夹料爪分别与两个夹料气爪爪体固定联接，夹料气爪缸体和机架固定联接，夹料气爪驱动两个夹料爪相向摆动，两个V型槽相对摆动夹紧中间的缩口钢管，夹料组件位于测量组件的前方，测量完成的缩口钢管继续向前平移至行程末端，然后被夹料组件夹住。

本发明还包括托料组件；所述托料组件包括托料气爪和两个托料爪；所述托料气爪包括托料气爪缸体和两个托料气爪爪体；托料爪上设有托料槽，两个托料爪分别与两个托料气爪爪体固定联接，托料气爪缸体和机架固定联接，托料气爪驱动两个托料爪相向摆动，两个托料槽相对摆动形成一个前后方向通透的托料通道。托料组件位于夹料组件和测量组件之间。当缩口钢管和锥头脱离后，在托料通道的支承作用下不会严重下垂。

本发明还包括成品筐，位于托料组件和夹料组件共同区域的正下方，测量完成的合格的缩口钢管落入成品筐。

本发明还包括废品筐、翻转气缸和翻转溜槽；所述翻转气缸的第一端与机架通过铰链相联；所述翻转溜槽的第一端与机架通过铰链相联并位于废品筐的正上方；所述翻转溜槽的第二端与翻转气缸的第二端通过铰链相联；翻转气缸伸展，驱动翻转溜槽翻转，使翻转溜槽的第二端位于托料组件和夹料组件共同区域的正下方，不合格的缩口钢管落入翻转溜槽，然后沿着翻转溜槽的斜面滚落入废品筐；翻转收缩，气缸驱动翻转溜槽反向翻转，使翻转溜槽的第二端避开托料组件和夹料组件共同区域的正下方，合格的缩口钢管落入成品筐。

测量组件还包括限位筒，限位筒上设置有四个限位板，四个限位板围笼在环周围，当平行气爪放松测量带的两端，环的直径变大时，其轴心线的位置也会不确定地偏移，导致钢管缩口不能正确地穿入到环内空间，在四个限位板的限位作用下能防止环过度偏移，确保钢管缩口正确地穿入到环内空间。

测量组件还包括导向喇叭口，导向喇叭口的后端直径大、前端直径小，导向喇叭口位于环的正后方，向前平移的钢管缩口先进入后端，如果钢管缩口的位置尺寸偏大，则可以导向正确的位置，通过前端后确保能进入环内空间。

本发明还包括PLC可编程逻辑控制器，所述智能游标卡尺、电缸和翻转气缸分别与PLC可编程逻辑控制器电联接。托料气爪和夹料气爪分别通过电磁换向阀与PLC可编程逻辑控制器电联接。

所述测量带使用有弹性、可以弯曲但是不可拉伸的材料制造，是指使用比较薄的钢板制造成的狭长的钢带，钢材的弹性模量大约为210GPa，其拉伸应变量可以忽略不计，可以认为不可拉伸；优选地，所述测量带的测量带第一端宽、测量带第二端窄，较宽的一端中间设置狭长的缝隙，较窄的一端穿过缝隙，这样做成的测量带是对称结构，对钢管缩口拉紧的同时又不会产生偏转力，使钢管缩口保持稳定。以上所述的比较薄的钢板是指使用厚度为0.15至0.25毫米的钢板，优先使用不锈钢板。使用钢板制造的测量带的弯曲方向是确定的，能正确地弯成一个环，环在一个平面内，环能正确地环绕在钢管缩口的一个横截面圆上；相比之下，如果使用钢丝，则弯曲的方向就不确定，还会产生扭曲，可能不是环绕在一个横截面圆上，而是沿着倾斜的方向环绕成椭圆，使用效果不好。

本发明还包括校验钢棒；所述校验钢棒的一端是小径端，另一端是大径端，所述小径端的直径和钢管缩口的外直径相同，大径端和未缩口端直径相同，只是尺寸公差控制得比较严格，可以用来校验零点。

本发明的工作过程是这样的。

1.零点校准。把一个校验钢棒放入定位槽，把小径端推入到环内空间，所述平行气爪驱动测量带第一端和测量带第二端朝两个相反的方向平移，所述测量带中部的环环绕在中间的小径端周围并拉紧，测量带的两端都崩直并在同一条直线上，环紧密地贴合在小径端周围；同时所述平行气爪驱动尺身和游标朝相反的两个方向平移，测量带紧密地贴附在小径端的外圆柱面上，智能游标卡尺测量此时的尺寸并把此时的测量值定义为零毫米。实际测量的钢管缩口如果直径偏大，则两个平行气爪爪体的间距偏小，这时的测量值为正值；反之，实际测量的钢管缩口如果直径偏小，则两个平行气爪爪体的间距偏大，这时的测量值为负值。

2.人工把多个缩口钢管放入V型空间，钢管缩口朝前，未缩口端朝后；缩口钢管都是由不锈钢管制造，表面光滑，流动性好，在重力作用下总会有一个缩口钢管进入到定位槽内。

3.电缸驱动推料杆从料斗后口进入定位槽，所述锥头插入定位槽内缩口钢管的未缩口端并推送缩口钢管朝前平移，钢管缩口通过料斗前口伸出，伸进环。

4.所述平行气爪驱动测量带第一端和测量带第二端朝两个相反的方向平移，所述测量带中部的环环绕在中间的钢管缩口周围并拉紧，同时所述平行气爪驱动尺身和游标朝相反的两个方向平移，测量带紧密地贴附在钢管缩口的外圆柱面上，智能游标卡尺测量此时的尺寸。

无论钢管缩口变形成椭圆还是其它形状，它的周长都是不变的，智能游标卡尺测量到的尺寸实际上是钢管缩口的横截面形状的周长尺寸相对于标准值的偏差，由此可以推算出把它捏成标准圆时的直径偏差，从而判断出该钢管缩口的直径是否符合公差要求。

小径端的标准直径为[d]，标准周长为[c]，[c]=[d]×π；

钢管缩口的实际直径为d，实际周长为c，c=d×π；

智能游标卡尺测量到的尺寸是实际周长相对于标准周长的偏差Δc；

Δc=c-[c]=d×π-[d]×π=（d-[d]）×π=Δd×π；

当Δd=-0.03毫米时，Δc=-0.03π毫米；

当Δd=-0.01毫米时，Δc=-0.01π毫米；

所以，当Δc的数值处于区间范围[-0.03π，-0.01π]毫米内时该钢管缩口的实际直径为d是合格的，否则，超出该区间范围，则是不合格的。

5.所述平行气爪驱动测量带第一端和测量带第二端相向平移，测量带变松弛，在自身弹性力作用下，环的直径变大，在限位板的限位作用下环也不会过度偏移，环向四周偏移离开钢管缩口。

6.电缸驱动推料杆和缩口钢管继续向前平移，缩口钢管穿入到两个托料槽组成的托料通道内，受托料通道的托举力不会下垂；然后电缸继续向前推送到行程末端，缩口钢管的前端穿入到两个V型槽之间的空间，缩口钢管的后段仍然在托料通道内。

7.夹料气爪驱动两个夹料爪相向摆动，两个V型槽相对夹紧中间的缩口钢管。

8.根据评判结果，如果缩口钢管是合格的，如果翻转气缸73是伸展的，则翻转气缸收缩，确保使翻转溜槽的第二端避开托料组件和夹料组件共同区域的正下方；如果缩口钢管是不合格的，如果翻转气缸73是收缩的，则翻转气缸伸展，确保使翻转溜槽的第二端位于托料组件和夹料组件共同区域的正下方。翻转气缸只有两个工作位置，要么是伸展开的，要么是收缩的。

9.电缸驱动推料杆向后退，锥头脱离未缩口端，经过限位筒内空间、环内空间、导向喇叭口内空间、料斗前口、定位槽，停留在料斗后口内。在重力作用下所有缩口钢管在V型空间内整体下落，总会有另一个缩口钢管进入到定位槽内。

10.夹料气爪驱动两个夹料爪相背摆动，托料气爪驱动两个托料爪相背摆动，缩口钢管平移落下。

11.托料气爪驱动两个托料爪相向摆动，两个托料槽中间形成一个前后方向通透的托料通道。

以上步骤3至步骤11不停地重复执行，就能源源不断地把V型空间的缩口钢管逐个推出来、测量、根据测量结果分别放入成品筐和废品筐。

一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置的控制方法，包括以下步骤：

S1.电缸驱动推料杆朝前推送缩口钢管，钢管缩口伸进环；

S2.平行气爪驱动测量带第一端和测量带第二端朝相反的方向平移；

S3.智能游标卡尺测量实际周长相对于标准周长的偏差；

S4.周长偏差数值处于区间范围[-0.03π，-0.01π]毫米内时该钢管缩口的实际直径是合格的，否则，超出该区间范围，则是不合格的；

S5.平行气爪驱动测量带第一端和测量带第二端相向平移；

S6.电缸驱动推料杆和缩口钢管向前平移；

S7.夹料气爪驱动两个夹料爪相向摆动；

S8.如果缩口钢管是合格的，如果翻转气缸是伸展的，则翻转气缸收缩；

S9.如果缩口钢管是不合格的，如果翻转气缸是收缩的，则翻转气缸伸展；

S10.电缸驱动推料杆向后退；

S11.夹料气爪驱动两个夹料爪相背摆动；托料气爪驱动两个托料爪相背摆动；

S12.托料气爪驱动两个托料爪相向摆动；

S13.执行步骤S1。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：能自动化检测钢管缩口的直径尺寸偏差，不受其变成椭圆形的影响，节省人工，节省用工成本，检测效率提高，检测结果客观真实，不受工人主观因素、精神状态的影响。

附图说明

图1是缩口钢管的全剖视图；

图2是图1中A向视图；

图3是本发明实施例1的正视图；

图4是图3中B向视图；

图5是测量组件的三维结构示意图；

图6是环环绕在钢管缩口周围并拉紧的示意图；

图7是测量带变松弛，环的直径变大的示意图；

图8是测量带的三维结构示意图；

图9是游标卡尺本体的正视图；

图10是导向喇叭口和限位筒组合的三维结构示意图；

图11是料斗的三维结构局部剖视示意图；

图12是推料组件的正视图；

图13是托料组件的三维结构示意图；

图14是夹料组件的三维结构示意图；

图15是使用校验钢棒9进行零点校准的三维结构示意图；

图16是本发明实施例1控制系统的控制关系示意图。

图中：1、缩口钢管；11、钢管缩口；12、未缩口端；2、测量组件；21、平行气爪；211、平行气爪缸体；212、平行气爪爪体；22、测量带；221、测量带第一端；222、测量带第二端；223、测量带中缝；224、环；23、智能游标卡尺；231、尺身；232、游标；24、导向喇叭口；25、限位筒；251、限位板；3、料斗；31、V型空间；32、料斗后口；33、料斗前口；34、定位槽；4、推料组件；41、推料杆；42、锥头；43、电缸；5、托料组件；51、托料气爪；511、托料气爪缸体；512、托料气爪爪体；52、托料爪；53、托料槽；6、夹料组件；611、夹料气爪缸体；612、夹料气爪爪体；61、夹料气爪；62、夹料爪；63、V型槽；71、成品筐；72、废品筐；73、翻转气缸；74、翻转溜槽；8、机架；9、校验钢棒；91、小径端；92、大径端。

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1，请参阅图1-图16，一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置，包括测量组件2；所述测量组件2包括平行气爪21、测量带22和智能游标卡尺23；所述平行气爪21是指SMC（中国）有限公司生产的MHL2-25D型平行开闭型气爪，包括平行气爪缸体211和两个平行气爪爪体212，两个平行气爪爪体212同步反向平移；所述测量带22使用有弹性、可以弯曲但是不可拉伸的材料制造，所述测量带22的测量带第一端221和测量带第二端222分别与两个平行气爪爪体212固定联接，所述测量带22的中部绕成一个环224；所述智能游标卡尺23是指授权公告号为CN 204514217 U的中国实用新型专利所描述的智能游标卡尺，包括游标卡尺本体和单片机系统，所述游标卡尺本体包括尺身231和游标232，游标232沿着尺身231滑动，并测量相应的尺寸；所述尺身231和游标232分别与两个平行气爪爪体212固定联接，所述尺身231的长度方向平行于两个平行气爪爪体212相对移动的方向；所述平行气爪21驱动测量带第一端221和测量带第二端222朝两个相反的方向平移，所述测量带22中部的环224环绕在中间的钢管缩口11周围并拉紧，同时所述平行气爪21驱动尺身231和游标232朝相反的两个方向平移，智能游标卡尺23测量此时的尺寸。

如图3、图4和图11所示，本实施例还包括料斗3，所述料斗3的上部是一个V型空间31，底部是一个定位槽34；定位槽34的前端设有料斗前口33，定位槽34的后端设有料斗后口32，定位槽34内只能容纳一个缩口钢管1，定位槽34和V型空间31是上下连通的空间，料斗前口33和料斗后口32只能容一个缩口钢管1通过；所述环224位于料斗前口33的正前方，从料斗前口33平移出来的缩口钢管1正好进入环224。

如图3、图4和图12所示，本实施例还包括推料组件4；所述推料组件4包括电缸43和推料杆41；所述电缸43的壳体和机架8固定联接，所述推料杆41的后端和电缸43的推杆的前端固定联接；所述推料杆41的直径等于缩口钢管1的外直径，所述推料杆41的前端是圆锥形的锥头42，所述锥头42的前端直径小于缩口钢管1未缩口端12的内直径，后端直径和缩口钢管1的外直径相等；所述电缸43驱动推料杆41从料斗后口32进入定位槽34，所述锥头42插入定位槽34内缩口钢管1的未缩口端12孔内并推送缩口钢管1朝前平移，所述缩口钢管1的钢管缩口11通过料斗前口33伸出，伸进环224。

如图3、图4和图14所示，本实施例还包括夹料组件6；所述夹料组件6包括夹料气爪61和两个夹料爪62；所述夹料气爪61包括夹料气爪缸体611和两个夹料气爪爪体612；夹料爪62上设有V型槽63，两个夹料爪62分别与两个夹料气爪爪体612固定联接，夹料气爪缸体611和机架8固定联接，夹料气爪61驱动两个夹料爪62相向摆动，两个V型槽63相对摆动夹紧中间的缩口钢管1，夹料组件6位于测量组件2的前方，测量完成的缩口钢管1继续向前平移至行程末端，然后被夹料组件6夹住。

如图3和图13所示，本实施例还包括托料组件5；所述托料组件5包括托料气爪51和两个托料爪52；所述托料气爪包括托料气爪缸体511和两个托料气爪爪体512；托料爪52上设有托料槽53，两个托料爪52分别与两个托料气爪爪体512固定联接，托料气爪缸体511和机架8固定联接，托料气爪51驱动两个托料爪52相向摆动，两个托料槽53相对摆动形成一个前后方向通透的托料通道。托料组件5位于夹料组件6和测量组件2之间。当缩口钢管1和锥头42脱离后，在托料通道的支承作用下不会严重下垂。

所述夹料气爪61和托料气爪51是指亚德客国际集团生产的HFY32型气爪，HFY32型气爪包括缸体和两个爪体，HFY32型气爪的两个爪体能同步相背或相向摆动。

如图3和图4所示，本实施例还包括成品筐71，位于托料组件5和夹料组件6共同区域的正下方，测量完成的合格的缩口钢管1落入成品筐71。

本实施例还包括废品筐72、翻转气缸73和翻转溜槽74；所述翻转气缸73的第一端与机架8通过铰链相联；所述翻转溜槽74的第一端与机架8通过铰链相联并位于废品筐72的正上方；所述翻转溜槽74的第二端与翻转气缸73的第二端通过铰链相联；翻转气缸73伸展，驱动翻转溜槽74翻转，使翻转溜槽74的第二端位于托料组件5和夹料组件6共同区域的正下方，不合格的缩口钢管落入翻转溜槽74，然后沿着翻转溜槽74的斜面滚落入废品筐72；翻转气缸73收缩，驱动翻转溜槽74反向翻转，使翻转溜槽74的第二端避开托料组件5和夹料组件6共同区域的正下方，合格的缩口钢管1落入成品筐71。

如图3和图10所示，测量组件2还包括限位筒25，限位筒25上设置有四个限位板251，四个限位板251围笼在环224周围，当平行气爪21放松测量带22的两端，环224的直径变大时，其轴心线的位置也会不确定地偏移，导致钢管缩口11不能正确地穿入到环224内空间，在四个限位板251的限位作用下能防止环224过度偏移，确保钢管缩口11正确地穿入到环224内空间。

测量组件2还包括导向喇叭口24，导向喇叭口24的后端直径大、前端直径小，导向喇叭口24位于环224的正后方，对钢管缩口11起导向作用，向前平移的钢管缩口11先进入后端，如果钢管缩口11的位置尺寸偏大，则可以导向正确的位置，通过前端后确保能进入环224内空间。

如图16所示，本实施例还包括PLC可编程逻辑控制器，所述智能游标卡尺23、电缸43和翻转气缸73分别与PLC可编程逻辑控制器电联接。托料气爪51和夹料气爪61分别通过电磁换向阀与PLC可编程逻辑控制器电联接（图中未示出电磁换向阀）。

所述测量带22使用有弹性、可以弯曲但是不可拉伸的材料制造，是指使用比较薄的钢板制造成的狭长的钢带，钢材的弹性模量大约为210GPa，其拉伸应变量可以忽略不计，可以认为不可拉伸；优选地，如图8所示，所述测量带22的测量带第一端221宽、测量带第二端222窄，较宽的一端中间设置狭长的缝隙，较窄的一端穿过缝隙，这样做成的测量带22是对称结构，对钢管缩口11拉紧的同时又不会产生偏转力，使钢管缩口11保持稳定。以上所述的比较薄的钢板是指厚度为0.15至0.25毫米的钢板，优先使用不锈钢板。使用钢板制造的测量带22的弯曲方向是确定的，能正确地弯成一个环224，环224在一个平面内，环224能正确地环绕在钢管缩口11的一个横截面圆上；相比之下，如果使用钢丝，则弯曲的方向就不确定，还会产生扭曲，可能不是环绕在一个横截面圆上，而是沿着倾斜的方向环绕成椭圆，使用效果不好。

如图15所示，本实施例还包括校验钢棒9；所述校验钢棒9的一端是小径端91，另一端是大径端92，所述小径端91的直径和钢管缩口11的外直径相同，大径端92和未缩口端12直径相同，只是尺寸公差控制得比较严格，可以用来校验零点。

本实施例的工作过程是这样的。

1.零点校准。把一个校验钢棒9放入定位槽34，把小径端91推入到环224内空间，所述平行气爪21驱动测量带第一端221和测量带第二端222朝两个相反的方向平移，所述测量带22中部的环224环绕在中间的小径端91周围并拉紧，测量带22的两端都崩直并在同一条直线上，环224紧密地贴合在小径端91周围；同时所述平行气爪21驱动尺身231和游标232朝相反的两个方向平移，测量带22紧密地贴附在小径端91的外圆柱面上，智能游标卡尺23测量此时的尺寸并把此时的测量值定义为零毫米。实际测量的钢管缩口11如果直径偏大，则两个平行气爪爪体212的间距偏小，这时的测量值为正值；反之，实际测量的钢管缩口11如果直径偏小，则两个平行气爪爪体212的间距偏大，这时的测量值为负值。

2.人工把多个缩口钢管1放入V型空间31，钢管缩口11朝前，未缩口端12朝后；缩口钢管1都是由不锈钢管制造，表面光滑，流动性好，在重力作用下总会有一个缩口钢管1进入到定位槽34内。

3.电缸43驱动推料杆41从料斗后口32进入定位槽34，所述锥头42插入定位槽34内缩口钢管1的未缩口端12并推送缩口钢管1朝前平移，钢管缩口11通过料斗前口33伸出，伸进环224。

4.所述平行气爪21驱动测量带第一端221和测量带第二端222朝两个相反的方向平移，所述测量带22中部的环224环绕在中间的钢管缩口11周围并拉紧，测量带22的两端都崩直并在同一条直线上，环224紧密地贴合在钢管缩口11周围；同时所述平行气爪21驱动尺身231和游标232朝相反的两个方向平移，测量带22紧密地贴附在钢管缩口11的外圆柱面上，智能游标卡尺23测量此时的尺寸。

测量带22的长度固定，无论钢管缩口11变形成椭圆还是其它形状，它的周长都是不变的，智能游标卡尺23测量到的尺寸实际上是钢管缩口11的横截面形状的周长尺寸相对于标准周长值的偏差，由此可以推算出把它捏成标准圆时的直径偏差，从而判断出该钢管缩口11的直径是否符合公差要求。

小径端91的标准直径为[d]，标准周长为[c]，[c]=[d]×π；

钢管缩口11的实际直径为d，实际周长为c，c=d×π；

智能游标卡尺23测量到的尺寸是实际周长相对于标准周长的偏差Δc；

Δc=c-[c]=d×π-[d]×π=（d-[d]）×π=Δd×π；

当Δd=-0.03毫米时，Δc=-0.03π毫米；

当Δd=-0.01毫米时，Δc=-0.01π毫米；

所以，当Δc的数值处于区间范围[-0.03π，-0.01π]毫米内时该钢管缩口11的实际直径为d是合格的，否则，超出该区间范围，则是不合格的。

5.所述平行气爪21驱动测量带第一端221和测量带第二端222相向平移，测量带22变松弛，在自身弹性力作用下，环224的直径变大，在限位板251的限位作用下环224也不会过度偏移，环224向四周偏移离开钢管缩口11。

6.电缸43驱动推料杆41和缩口钢管1继续向前平移，缩口钢管1穿入到两个托料槽53组成的托料通道内，受托料通道的托举力不会下垂；然后电缸43继续向前推送到行程末端，缩口钢管1的前端穿入到两个V型槽63之间的空间，缩口钢管1的后段仍然在托料通道内。

7.夹料气爪61驱动两个夹料爪62相向摆动，两个V型槽63相对夹紧中间的缩口钢管1。

8.根据评判结果，如果缩口钢管1是合格的，如果翻转气缸73是伸展的，则翻转气缸73收缩，确保使翻转溜槽74的第二端避开托料组件5和夹料组件6共同区域的正下方；如果缩口钢管1是不合格的，如果翻转气缸73是收缩的，则翻转气缸73伸展，确保使翻转溜槽74的第二端位于托料组件5和夹料组件6共同区域的正下方。翻转气缸73只有两个工作位置，要么是伸展的，要么是收缩的。

9.电缸43驱动推料杆41向后退，锥头42脱离未缩口端12，经过限位筒25内空间、环224内空间、导向喇叭口24内空间、料斗前口33、定位槽34，停留在料斗后口32内。在重力作用下所有缩口钢管1在V型空间31内整体下落，总会有另一个缩口钢管1进入到定位槽34内。

10.夹料气爪61驱动两个夹料爪62相背摆动，托料气爪51驱动两个托料爪52相背摆动，缩口钢管1平移落下。

11.托料气爪51驱动两个托料爪52相向摆动，两个托料槽53中间形成一个前后方向通透的托料通道。

以上步骤3至步骤11不停地重复执行，就能源源不断地把V型空间31的缩口钢管1逐个推出来、测量、根据测量结果分别放入成品筐71和废品筐72。

本实施例以缩口钢管1在水平方向推送的方向为前方，与之相反的方向为后方。

实施例2，一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置的控制方法，包括以下步骤：

S1.电缸43驱动推料杆41朝前推送缩口钢管1，钢管缩口11伸进环224；

S2.平行气爪21驱动测量带第一端221和测量带第二端222朝相反的方向平移；

S3.智能游标卡尺23测量实际周长相对于标准周长的偏差；

S4.周长偏差数值处于区间范围[-0.03π，-0.01π]毫米内时该钢管缩口11的实际直径是合格的，否则，超出该区间范围，则是不合格的；

S5.平行气爪21驱动测量带第一端221和测量带第二端222相向平移；

S6.电缸43驱动推料杆41和缩口钢管1向前平移；

S7.夹料气爪61驱动两个夹料爪62相向摆动；

S8.如果缩口钢管1是合格的，如果翻转气缸73是伸展的，则翻转气缸73收缩；

S9.如果缩口钢管1是不合格的，如果翻转气缸73是收缩的，则翻转气缸73伸展；

S10.电缸43驱动推料杆41向后退；

S11.夹料气爪61驱动两个夹料爪62相背摆动；托料气爪51驱动两个托料爪52相背摆动；

S12.托料气爪51驱动两个托料爪52相向摆动；

S13.执行步骤S1。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置，包括测量组件（2）；其特征在于：所述测量组件（2）包括平行气爪（21）、测量带（22）和智能游标卡尺（23）；所述平行气爪（21）包括平行气爪缸体（211）和两个平行气爪爪体（212）；所述测量带（22）使用有弹性、可以弯曲但是不可拉伸的材料制造，所述测量带（22）的测量带第一端（221）和测量带第二端（222）分别与两个平行气爪爪体（212）固定联接，所述测量带（22）的中部绕成一个环（224）；所述智能游标卡尺（23）包括游标卡尺本体和单片机系统，所述游标卡尺本体包括尺身（231）和游标（232），游标（232）沿着尺身（231）滑动，并测量相应的尺寸；所述尺身（231）和游标（232）分别与两个平行气爪爪体（212）固定联接，所述尺身（231）的长度方向平行于两个平行气爪爪体（212）相对移动的方向；所述平行气爪（21）驱动测量带第一端（221）和测量带第二端（222）朝两个相反的方向平移，所述测量带（22）中部的环（224）环绕在中间的钢管缩口（11）周围并拉紧，同时所述平行气爪（21）驱动尺身（231）和游标（232）朝相反的两个方向平移，智能游标卡尺（23）测量尺寸；

测量组件（2）还包括限位筒（25），限位筒（25）上设置有四个限位板（251），四个限位板（251）围笼在环（224）周围，当平行气爪（21）放松测量带（22）的两端，环（224）的直径变大时，在四个限位板（251）的限位作用下能防止环（224）过度偏移。

2.如权利要求1所述的一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置，其特征在于：还包括料斗（3），所述料斗（3）的上部是一个V型空间（31），底部是一个定位槽（34）；定位槽（34）的前端设有料斗前口（33），定位槽（34）的后端设有料斗后口（32），定位槽（34）内只能容纳一个缩口钢管（1），定位槽（34）和V型空间（31）是上下连通的空间，料斗前口（33）只能容一个缩口钢管（1）通过；所述环（224）位于料斗前口（33）的正前方，从料斗前口（33）平移出来的缩口钢管（1）进入环（224）。

3.如权利要求2所述的一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置，其特征在于：还包括推料组件（4）；所述推料组件（4）包括电缸（43）和推料杆（41）；所述电缸（43）的壳体和机架（8）固定联接，所述推料杆（41）的后端和电缸（43）的推杆的前端固定联接；所述推料杆（41）的直径等于缩口钢管（1）的外直径，所述推料杆（41）的前端是圆锥形的锥头（42），所述锥头（42）的前端直径小于缩口钢管（1）未缩口端（12）的内直径，后端直径和缩口钢管（1）的外直径相等；所述电缸（43）驱动推料杆（41）从料斗后口（32）进入定位槽（34），所述锥头（42）插入定位槽（34）内缩口钢管（1）的未缩口端（12）孔内并推送缩口钢管（1）朝前平移。

4.如权利要求3所述的一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置，其特征在于：还包括夹料组件（6）；所述夹料组件（6）包括夹料气爪（61）和两个夹料爪（62）；所述夹料气爪（61）包括夹料气爪缸体（611）和两个夹料气爪爪体（612）；夹料爪（62）上设有V型槽（63），两个夹料爪（62）分别与两个夹料气爪爪体（612）固定联接，夹料气爪缸体（611）和机架（8）固定联接，夹料气爪（61）驱动两个夹料爪（62）相向摆动，两个V型槽（63）相对摆动夹紧中间的缩口钢管（1），夹料组件（6）位于测量组件（2）的前方；

还包括托料组件（5）；所述托料组件（5）包括托料气爪（51）和两个托料爪（52）；所述托料气爪包括托料气爪缸体511和两个托料气爪爪体512；托料爪（52）上设有托料槽（53），两个托料爪（52）分别与两个托料气爪爪体（512）固定联接，托料气爪缸体（511）和机架（8）固定联接，托料气爪（51）驱动两个托料爪（52）相向摆动，两个托料槽（53）相对摆动形成一个前后方向通透的托料通道；托料组件（5）位于夹料组件（6）和测量组件（2）之间。

5.如权利要求4所述的一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置，其特征在于：还包括废品筐（72）、翻转气缸（73）和翻转溜槽（74）；所述翻转气缸（73）的第一端与机架（8）通过铰链相联；所述翻转溜槽（74）的第一端与机架（8）通过铰链相联并位于废品筐（72）的正上方；所述翻转溜槽（74）的第二端与翻转气缸（73）的第二端通过铰链相联；翻转气缸（73）伸展，驱动翻转溜槽（74）翻转，使翻转溜槽（74）的第二端位于托料组件（5）和夹料组件（6）共同区域的正下方；翻转气缸（73）收缩，驱动翻转溜槽（74）反向翻转，使翻转溜槽（74）的第二端避开托料组件（5）和夹料组件（6）共同区域的正下方。

6.如权利要求5所述的一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置，其特征在于：测量组件（2）还包括导向喇叭口（24），导向喇叭口（24）的后端直径大、前端直径小，导向喇叭口（24）位于环（224）的正后方，对钢管缩口（11）起导向作用。

7.如权利要求6所述的一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置，其特征在于：还包括PLC可编程逻辑控制器，所述智能游标卡尺（23）、电缸（43）和翻转气缸（73）分别与PLC可编程逻辑控制器电联接；托料气爪（51）和夹料气爪（61）分别通过电磁换向阀与PLC可编程逻辑控制器电联接。

8.如权利要求7所述的一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置，其特征在于：所述测量带（22）使用有弹性、可以弯曲但是不可拉伸的材料制造，是指使用钢板制造成的狭长的钢带；所述测量带（22）的测量带第一端（221）宽、测量带第二端（222）窄，宽的一端中间设置狭长的缝隙，窄的一端穿过缝隙；钢板的厚度为0.15至0.25毫米。

9.如权利要求8所述的一种家具用钢管缩口尺寸的自动化测量装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.电缸（43）驱动推料杆（41）朝前推送缩口钢管（1），钢管缩口（11）伸进环（224）；

S2.平行气爪（21）驱动测量带第一端（221）和测量带第二端（222）朝相反的方向平移；

S3.智能游标卡尺（23）测量实际周长相对于标准周长的偏差；

S4.周长偏差数值处于区间范围[-0.03π，-0.01π]毫米内时该钢管缩口（11）的实际直径是合格的，否则，超出该区间范围，则钢管缩口（11）的实际直径是不合格的；

S5.平行气爪（21）驱动测量带第一端（221）和测量带第二端（222）相向平移；

S6.电缸（43）驱动推料杆（41）和缩口钢管（1）向前平移；

S7.夹料气爪（61）驱动两个夹料爪（62）相向摆动；

S8.如果缩口钢管（1）是合格的，如果翻转气缸（73）是伸展的，则翻转气缸（73）收缩；

S9.如果缩口钢管（1）是不合格的，如果翻转气缸（73）是收缩的，则翻转气缸（73）伸展；

S10.电缸（43）驱动推料杆（41）向后退；

S11.夹料气爪（61）驱动两个夹料爪（62）相背摆动；托料气爪（51）驱动两个托料爪（52）相背摆动；

S12.托料气爪（51）驱动两个托料爪（52）相向摆动；

S13.执行步骤S1。