CN116295214A - 一种造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置及控制方法 - Google Patents

一种造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及检测技术领域，涉及一种造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置及控制方法。升降气缸驱动内套筒向上平移；位移传感器采集数据；旋转伺服电机驱动喷杯旋转360度，停止旋转；纵移伺服电机驱动检测部朝斜上方平移；旋转伺服电机驱动喷杯反向旋转360度，停止旋转；纵移伺服电机驱动检测部朝斜上方平移；升降气缸驱动内套筒向下平移，三个撑爪面离开喷杯定位面，喷杯解除撑紧。判断位移传感器采集到的位移数据M是否在预设定的区间范围。本发明能自动完成喷杯内锥面轮廓精确度的测量，完成通用量具不能完成的功能，通过检测结果判断喷杯是否合格，智能化筛选合格的喷杯进入装配工位，确保喷头制造合格的化肥，减少化肥原材料的浪费。

Description

一种造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置及控制方法
技术领域
本发明涉及检测技术领域，涉及一种化肥颗粒造粒机用喷杯的检测装置，具体涉及一种造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置及控制方法。
背景技术
化肥厂使用喷头制造化肥颗粒；喷头包括喷杯和刮刀组件；所述喷杯是杯状，如图1所示；喷杯的第一端设有一个圆环，圆环上设有喷杯端面和内圆柱形的喷杯定位面，喷杯定位面内空间即是杯口；喷杯的第二端设有杯底；杯底的内侧面是喷杯内底面；喷杯的中部设有圆锥形的杯身，杯身使用不锈钢板卷制，上面设置多个直径为5毫米、通透的喷杯孔，杯身的内侧面是圆锥形的喷杯内锥面。刮刀组件包括六个刮刀片，刮刀片的刮刀刃朝外靠近喷杯内锥面，刮刀刃是在车床上车削得到的，六个刮刀刃在同一个圆锥面上；刮刀刃和喷杯内锥面之间间隙在区间[0.8，1.2]毫米范围内。在使用中喷杯口朝上、喷杯内底面在下，通过喷杯端面和喷杯定位面，喷杯固定定位安装在机架上；刮刀组件在喷杯内部高速旋转；把半流体状的融熔的化肥物料注入喷杯内，刮刀刃周期性地挤压物料，物料通过喷杯孔喷射出来成为小液滴，落入下面高深比较大的空旷空间进行冷却和干燥，落到空间底部就冷凝形成大量直径大约为3毫米的小颗粒。
目前喷杯的杯身是使用不锈钢板卷绕制成的圆锥形，接缝处平焊接，然后内锥面还要车一刀，形成标准的喷杯内锥面13；不锈钢板的厚度不能太大，否则会使物料流出的路径延长，物料流出困难，容易堵塞；不锈钢板的厚度太小了则刚度不够，容易变形，产生加工误差，这样制成的杯身有时没有形成正圆锥形，刮刀刃10和喷杯内锥面13之间的间隙16大小没有保持在预期的区间范围，有的位置偏大，有的位置偏小，甚至有的地方两者相刮擦，造成材料磨损，缩短两者的使用寿命。如图2所示，双点划线示出的是理想的喷杯内锥面130的剖面轮廓，带有剖面线的圆环示出的是实际的喷杯内锥面13的剖面轮廓。间隙16偏大的位置，物料喷出的量比较少，喷射的速度比较慢，形成小的物料颗粒，也可能物料不能自动离开杯身的外壁，挂在外壁上向下流淌，不能形成颗粒，形成废料，造成原材料浪费；间隙16偏小的位置，物料喷出的量比较多，喷射的速度比较快，物料能自动离开杯身的外壁，形成比较大的颗粒。总之，刮刀刃10和喷杯内锥面13之间间隙确定了物料颗粒的直径大小和是否产生废料；物料颗粒也不全是成品，要经过筛选，过大的过小的都经筛选去除，只留下粒径大小在区间[2.75，3.25]毫米的当作成品，其余的全是废品。
喷杯生产出来以后需要对喷杯内锥面和刮刀组件的尺寸分别进行检测，评判出其尺寸是否合格，两者的尺寸都在合格范围内，相互配合后才能形成预期大小的间隙。然而，使用通用的量具并不能直接测量出喷杯内锥面13的轮廓，到目前为止很少有人研制相关的测量器具。
发明内容
本发明就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置及控制方法，本发明能自动完成喷杯内锥面轮廓精确度的测量，完成通用量具不能完成的功能，通过检测结果判断出喷杯是否合格，智能化筛选出合格的喷杯进入装配工位，确保喷头制造合格的化肥，减少化肥原材料的浪费。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置，包括检测部；所述检测部包括纵向滑杆、滚轮组件、位移传感器和弹簧；所述纵向滑杆的第二端设有检测滑孔，检测滑孔的侧壁上还设有第一键槽；
所述滚轮组件包括滚轮和滚轮滑杆；所述滚轮和滚轮滑杆的第一端通过转动副相联；所述滚轮和滚轮滑杆的联接部位设有左突肩，所述滚轮滑杆的第二端设有右突肩；所述滚轮滑杆上还设有第一平键；所述滚轮滑杆和检测滑孔滑动配合，第一平键和第一键槽滑动配合；所述弹簧的第一端压紧左突肩，所述弹簧的第二端压紧检测滑孔的第一端面，所述检测滑孔的第二端面压紧右突肩；所述滚轮的外圆柱面的轴向宽度大于喷杯孔的直径，以防止滚轮的外圆柱面嵌入喷杯孔而测量出错误的尺寸；
所述滚轮滑杆的第二端端面上设有传感器孔，所述传感器孔是盲孔；所述位移传感器的外壳和纵向滑杆固定联接，所述位移传感器的检测探头伸入到传感器孔并抵触在孔底。
所述纵向滑杆的第二端设有齿轮齿，相当于纵向滑杆是圆形齿条；同时，纵向滑杆的第二端还设有第二平键；
本发明还包括纵向驱动部；所述纵向驱动部包括纵滑套、纵移伺服电机和纵移齿轮；所述纵滑套上设有纵滑孔，纵滑孔的壁上设有纵平键槽；纵滑套上还设置有齿轮避槽和电机固定板；所述纵向滑杆和纵滑孔滑动配合，所述第二平键和纵平键槽滑动配合；
纵移伺服电机的外壳通过电机固定板固定在纵滑套上，纵移齿轮和纵移伺服电机的输出轴固定联接，纵移齿轮位于齿轮避槽内，纵移齿轮和齿轮齿啮合；纵移伺服电机驱动纵向滑杆平移。
本发明还包括机架，所述纵向驱动部还包括检测气缸，所述检测气缸包括第一气缸体和第一活塞杆；所述纵滑套上还设置有气缸固定面，所述第一活塞杆的末端和气缸固定面固定联接；所述第一气缸体和机架固定联接。
所述检测部还包括上微动开关，所述上微动开关的外壳固定安装在纵向滑杆的上端，所述上微动开关的碰珠触碰喷杯内底面，从而产生电信号。
所述纵向驱动部还包括下微动开关，所述下微动开关的外壳固定安装在纵滑套的上端，所述检测部还包括下挡板，所述下挡板固定安装在纵向滑杆上，所述下挡板触碰下微动开关的碰珠，从而产生电信号。
本发明还包括外套筒组件和内套筒；所述内套筒设有外圆柱面和三个斜滑销；所述外套筒组件包括外套筒、升降气缸和三个撑爪；所述外套筒设有内圆柱面和外套筒底；所述内圆柱面的轴心线是竖直方向，所述外套筒底设置在外套筒的下端，所述外套筒底是水平的，中央有孔；所述外圆柱面和内圆柱面滑动配合；所述外套筒底上均匀排布三个T型槽，三个T型槽分别沿着内圆柱面的半径方向；所述撑爪的下部设有T型榫，所述T型榫和T型槽滑动配合；撑爪上设有斜滑槽，所述斜滑槽的上端离内圆柱面的轴心线近，所述斜滑槽的下端离内圆柱面的轴心线远；三个所述斜滑销分别与三个撑爪的三个斜滑槽滑动配合；三个撑爪上分别设有朝上的定位面，三个定位面都位于同一个水平面上，都朝上；与定位面相邻，撑爪上分别设有撑爪面，所述撑爪面方向竖直，背向内圆柱面的轴心线；所述升降气缸包括第二气缸体和第二活塞杆，所述第二气缸体和外套筒固定联接，所述第二活塞杆和内套筒固定联接，升降气缸驱动内套筒向上平移，三个斜滑销分别沿着三个斜滑槽滑动，驱动三个撑爪同步背向内圆柱面的轴心线平移。
所述外套筒组件还包括回转支承，所述回转支承包括支承内圈和支承外圈，所述支承外圈上还设置有外齿轮；所述支承外圈和外套筒固定联接，所述支承内圈和机架固定联接，所述支承外圈的外齿轮分度圆的轴心线与内圆柱面的轴心线重合；本发明还包括旋转伺服电机和驱动齿轮；所述旋转伺服电机的外壳和机架固定联接，所述旋转伺服电机的输出轴和驱动齿轮固定联接，所述驱动齿轮和支承外圈的外齿轮啮合，旋转伺服电机驱动外套筒组件和内套筒的组合旋转，旋转最大角度是365度，包括5度的富裕量，然后再反向旋转，避免所联接的电线或气管过度缠绕。
本发明还包括机械手和搬运机器人；机械手安装在搬运机器人的机械臂末端，机械手和搬运机器人的组合夹取喷杯放在定位面上，检测结束后把喷杯夹取搬离。
本发明还包括PLC可编程控制器，所述位移传感器、上微动开关、下微动开关、纵移伺服电机、检测气缸、升降气缸、旋转伺服电机、机械手和搬运机器人分别与PLC可编程控制器电联接。
本发明还包括校正模具，所述校正模具是杯状；校正模具的第一端设有一个圆环，圆环上设有模具端面和内圆柱形的模具定位面，模具定位面内是模具的圆柱形的杯口；模具的第二端设有杯底；杯底的内侧面是模具内底面；模具的中部设有圆锥形的杯身，杯身的内侧面是圆锥形的模具内锥面，模具定位面的直径和喷杯定位面的直径相等，模具内锥面的喷杯内锥面的形状相同，只是杯身上不必设置孔，模具内锥面、模具端面和模具定位面的尺寸以及形位公差控制得比较精确，当作校正尺寸的标准模具，杯身的壁厚可以更大一些，以增强刚度。
本发明的工作过程是这样的。
1.把校正模具放在三个定位面上，定位夹紧，通过检测部检测模具内锥面，并把此时的检测数值定义为零毫米；位移传感器的检测探头在此基础上伸出时其检测数值为正数，缩进时检测数值为负数。其步骤参考步骤5。
2.机械手和搬运机器人的组合夹取喷杯放在定位面上，把滚轮组件、位移传感器、弹簧、上微动开关和下挡板盖在里面；由于重力，喷杯端面和定位面紧靠在一起。
3.升降气缸驱动内套筒向上平移，三个斜滑销分别沿着三个斜滑槽滑动，驱动三个撑爪同步背向内圆柱面的轴心线平移，三个撑爪面同时撑住喷杯定位面，最终喷杯定位面的轴心线和内圆柱面的轴心线重合。
4.纵移伺服电机通过纵移齿轮和齿轮齿驱动纵向滑杆朝斜下方平移，直到下挡板触碰下微动开关的碰珠，从而产生电信号，纵移伺服电机停止，纵向滑杆平移到行程的最下端。纵移伺服电机驱动检测部朝斜上方平移的纵向位移记为坐标P，当前的P=0毫米。
5.检测气缸完全伸展，驱动纵滑套、纵移伺服电机、纵移齿轮、下微动开关和检测部的组合平移至行程末端；检测气缸伸展过程中，滚轮朝向喷杯内锥面平移，滚轮外圆柱面的一条回转母线先和喷杯内锥面的一条回转母线相接触，滚轮的轴心线和喷杯内锥面的该条回转母线平行，纵向滑杆的轴心线和喷杯内锥面的该条回转母线平行；检测气缸继续伸展，滚轮被喷杯内锥面阻挡不能继续平移，于是纵向滑杆克服弹簧的弹性力继续平移，所述检测滑孔沿着滚轮滑杆滑动，传感器孔孔底推动位移传感器的检测探头使其缩入；当前位移传感器采集到的数据M是喷杯内锥面当前位置相对于基准值的偏差，该偏差值应该落入预设定的区间范围[-0.15，+0.15]毫米才是合格的。
6.位移传感器开始采集数据。当前喷杯的角度位移记为A，当前A=0度。角度位移A的正方向可以是顺时针，也可以是逆时针。
7.旋转伺服电机驱动外套筒组件、内套筒和喷杯的组合旋转360度。每采集一个线位移数据M，对应于一个角度位移A。旋转伺服电机旋转角度与喷杯旋转角度的比值等于支承外圈外齿轮齿数与驱动齿轮齿数的比值，以此规律推算喷杯的角度位移A。
8.当喷杯旋转到360度时，旋转伺服电机停止旋转；纵移伺服电机驱动检测部朝斜上方平移，一次平移的纵向位移B一般等于滚轮外圆柱面的轴向宽度，滚轮沿着喷杯内锥面的回转母线滑动，然后纵移伺服电机停止，此时的纵向位移P=B。
9.旋转伺服电机驱动喷杯反向旋转360度。每采集一个线位移数据M，对应于一个角度位移A，A<0。
10.当喷杯旋转360度时，旋转伺服电机停止旋转；纵移伺服电机驱动检测部朝斜上方平移距离B，此时纵向位移P=2B。
这样，位移传感器每采集到一个数据M，都对应着一个角度位移A和纵向位移P；以上步骤7至步骤10不停重复，直到上微动开关触碰到喷杯内底面，纵移伺服电机停止转动，位移传感器停止采集数据。
11.升降气缸驱动内套筒向下平移，三个斜滑销分别沿着三个斜滑槽反向滑动，驱动三个撑爪同步朝向内圆柱面的轴心线平移，三个撑爪面分别离开喷杯定位面，喷杯解除撑紧。
12.判断位移传感器采集到的位移数据M是否在预设定的区间范围[-0.15，+0.15]毫米，如果全部是，则该喷杯是合格的；否则，只要有一个数据不在该范围，则该喷杯是不合格的。
13.机械手和搬运机器人的组合夹取喷杯，根据判断的结果，如果是合格的则放入后续的合格周转筐内，如果是不合格的则放入后续的不合格周转筐内。
一种造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置的控制方法，包括如下步骤：
S1.机械手和搬运机器人夹取喷杯放在定位面上；
S2.升降气缸驱动内套筒向上平移；
S3.纵移伺服电机驱动纵向滑杆朝斜下方平移；
S4.下挡板触碰下微动开关的碰珠产生电信号，纵移伺服电机停止；
S5.检测气缸完全伸展；
S6.位移传感器开始采集数据M；
S7.旋转伺服电机驱动喷杯旋转360度后停止；
S8.纵移伺服电机驱动检测部朝斜上方平移位移B；如果上微动开关的碰珠触碰到喷杯内底面并产生电信号，则纵移伺服电机停止，执行步骤S11；否则执行步骤S9；
S9.旋转伺服电机驱动喷杯反向旋转360度后停止；
S10.纵移伺服电机驱动检测部朝斜上方平移位移B；如果上微动开关的碰珠触碰到喷杯内底面并产生电信号，则纵移伺服电机停止，执行步骤S11；否则执行步骤S7；
S11.位移传感器停止采集数据；
S12.升降气缸驱动内套筒向下平移；
S13.如果位移数据M全部在预设定的区间范围，则执行步骤S14；否则执行步骤S15；
S14.机械手和搬运机器人夹取喷杯放入后续的合格周转筐内；执行步骤S16；
S15.机械手和搬运机器人夹取喷杯放入后续的不合格周转筐内；执行步骤S16；
S16.程序结束。
本发明的有益效果是：自动完成喷杯内锥面轮廓精确度的测量，完成通用量具不能完成的功能，通过检测结果判断喷杯是否合格，智能化筛选合格的喷杯进入装配工位，确保喷头制造合格的化肥，减少化肥原材料的浪费。
对每一个位移数据M都记录有对应的角度位移A和纵向位移P，给后期返期提供方便，可以快速准确地找到位移数据M不合格的位置。
附图说明
图1是喷杯的三维结构局部剖视示意图；
图2是喷头的横截面剖视图；
图3是本发明实施例1的正向局部剖视图；
图4是检测部的正视图；
图5是滚轮组件的三维结构示意图；
图6是纵向滑杆的三维结构示意图；
图7是纵向驱动部的三维结构示意图；
图8是纵滑套的三维结构示意图；
图9是外套筒组件的三维结构局部剖视示意图；
图10是撑爪的三维结构示意图；
图11是内套筒的三维结构示意图；
图12是校正模具100安装在本发明实施例1上的正向剖视图；
图13是本发明实施例1控制系统的控制关系示意图；
图14是本发明实施例2控制方法的工艺流程示意图。
图中：
1、喷杯；11、喷杯定位面；12、喷杯端面；13、喷杯内锥面；130、理想的喷杯内锥面；14、喷杯内底面；15、喷杯孔；10、刮刀刃；16、间隙；
2、检测部；21、纵向滑杆；211、齿轮齿；212、检测滑孔；213、第一键槽；214、第二平键；22、滚轮组件；221、滚轮；222、滚轮滑杆；223、左突肩；224、右突肩；225、第一平键；226、传感器孔；23、位移传感器；24、弹簧；25、上微动开关；26、下挡板；
3、纵向驱动部；31、纵滑套；311、纵滑孔；312、纵平键槽；313、齿轮避槽；314、气缸固定面；315、电机固定板；32、检测气缸；321、第一气缸体；322、第一活塞杆；33、纵移伺服电机；34、纵移齿轮；35、下微动开关；
4、外套筒组件；41、外套筒；411、内圆柱面；412、外套筒底；413、T型槽；42、升降气缸；421、第二气缸体；422、第二活塞杆；43、回转支承；431、支承内圈；432、支承外圈；44、撑爪；441、撑爪面；442、定位面；443、斜滑槽；444、T型榫；
5、内套筒；51、外圆柱面；52、斜滑销；61、旋转伺服电机；62、驱动齿轮；
7、机械手；8、搬运机器人；9、机架；100、校正模具。
具体实施方式
下面将结合实施例及附图，对本发明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1，一种造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置，如图1-图13所示，包括检测部2；所述检测部2包括纵向滑杆21、滚轮组件22、位移传感器23和弹簧24；所述纵向滑杆21的第二端设有检测滑孔212，检测滑孔212的侧壁上还设有第一键槽213；
如图4至图6所示，所述滚轮组件22包括滚轮221和滚轮滑杆222；所述滚轮221和滚轮滑杆222的第一端通过转动副相联；所述滚轮221和滚轮滑杆222的联接部位设有左突肩223，所述滚轮滑杆222的第二端设有右突肩224；所述滚轮滑杆222上还设有第一平键225；所述滚轮滑杆222和检测滑孔212滑动配合，第一平键225和第一键槽213滑动配合；所述弹簧24的第一端压紧左突肩223，所述弹簧24的第二端压紧检测滑孔212的第一端面，所述检测滑孔212的第二端面压紧右突肩224；所述滚轮221的外圆柱面的轴向宽度大于喷杯孔15的直径，以防止滚轮221的外圆柱面嵌入喷杯孔15而测量出错误的尺寸；
所述滚轮滑杆222的第二端端面上设有传感器孔226，所述传感器孔226是盲孔；所述位移传感器23的外壳和纵向滑杆21固定联接，所述位移传感器23的检测探头伸入到传感器孔226并抵触在孔底。
所述纵向滑杆21的第二端设有齿轮齿211，相当于纵向滑杆21是圆形齿条；同时，纵向滑杆21的第二端还设有第二平键214；
如图3、图7和图8所示，本实施例还包括纵向驱动部3；所述纵向驱动部3包括纵滑套31、纵移伺服电机33和纵移齿轮34；所述纵滑套31上设有纵滑孔311，纵滑孔311的壁上设有纵平键槽312；纵滑套31上还设置有齿轮避槽313和电机固定板315；所述纵向滑杆21和纵滑孔311滑动配合，所述第二平键214和纵平键槽312滑动配合；
纵移伺服电机33的外壳通过电机固定板315固定在纵滑套31上，纵移齿轮34和纵移伺服电机33的输出轴固定联接，纵移齿轮34位于齿轮避槽313内，纵移齿轮34和齿轮齿211啮合；纵移伺服电机33驱动纵向滑杆21平移。
本实施例还包括机架9，所述纵向驱动部3还包括检测气缸32，所述检测气缸32包括第一气缸体321和第一活塞杆322；所述纵滑套31上还设置有气缸固定面314，所述第一活塞杆322的末端和气缸固定面314固定联接；所述第一气缸体321和机架9固定联接。
如图4所示，所述检测部2还包括上微动开关25，所述上微动开关25的外壳固定安装在纵向滑杆21的上端，所述上微动开关25的碰珠触碰喷杯内底面14，从而产生电信号。
如图7所示，所述纵向驱动部3还包括下微动开关35，所述下微动开关35的外壳固定安装在纵滑套31的上端，所述检测部2还包括下挡板26，所述下挡板26固定安装在纵向滑杆21上，所述下挡板26触碰下微动开关35的碰珠，从而产生电信号。
如图3、图9至图11所示，本实施例还包括外套筒组件4和内套筒5；所述内套筒5设有外圆柱面51和三个斜滑销52；所述外套筒组件4包括外套筒41、升降气缸42和三个撑爪44；所述外套筒41设有内圆柱面411和外套筒底412；所述内圆柱面411的轴心线是竖直方向，所述外套筒底412设置在外套筒41的下端，所述外套筒底412是水平的，中央有孔；所述外圆柱面51和内圆柱面411滑动配合；所述外套筒底412上均匀排布三个T型槽413，三个T型槽413分别沿着内圆柱面411的半径方向；所述撑爪44的下部设有T型榫444，所述T型榫444和T型槽413滑动配合；撑爪44上设有斜滑槽443，所述斜滑槽443的上端离内圆柱面411的轴心线近，所述斜滑槽443的下端离内圆柱面411的轴心线远；三个所述斜滑销52分别与三个撑爪44的三个斜滑槽443滑动配合；三个撑爪44上分别设有朝上的定位面442，三个定位面442都位于同一个水平面上，都朝上；与定位面442相邻，撑爪44上分别设有撑爪面441，所述撑爪面441方向竖直，背向内圆柱面411的轴心线；所述升降气缸42包括第二气缸体421和第二活塞杆422，所述第二气缸体421和外套筒41固定联接，所述第二活塞杆422和内套筒5固定联接，升降气缸42驱动内套筒5向上平移，三个斜滑销52分别沿着三个斜滑槽443滑动，驱动三个撑爪44同步背向内圆柱面411的轴心线平移。
所述外套筒组件4还包括回转支承43，所述回转支承43包括支承内圈431和支承外圈432，所述支承外圈432上还设置有外齿轮；所述支承外圈432和外套筒41固定联接，所述支承内圈431和机架9固定联接，所述支承外圈432的外齿轮分度圆的轴心线与内圆柱面411的轴心线重合；本实施例还包括旋转伺服电机61和驱动齿轮62；所述旋转伺服电机61的外壳和机架9固定联接，所述旋转伺服电机61的输出轴和驱动齿轮62固定联接，所述驱动齿轮62和支承外圈432的外齿轮啮合，旋转伺服电机61驱动外套筒组件4和内套筒5的组合旋转，旋转最大角度是365度，然后再反向旋转，避免所联接的电线或气管过度缠绕。
如图3所示，本实施例还包括机械手7和搬运机器人8；机械手7安装在搬运机器人8的机械臂末端，机械手7和搬运机器人8的组合夹取喷杯1放在定位面442上，检测结束后把喷杯1夹取搬离。
如图13所示，本实施例还包括PLC可编程控制器，所述位移传感器23、上微动开关25、下微动开关35、纵移伺服电机33、检测气缸32、升降气缸42、旋转伺服电机61、机械手7和搬运机器人8分别与PLC可编程控制器电联接。
如图12所示，本实施例还包括校正模具100，所述校正模具100是杯状；校正模具100的第一端设有一个圆环，圆环上设有模具端面和内圆柱形的模具定位面，模具定位面内是模具的圆柱形的杯口；模具的第二端设有杯底；杯底的内侧面是模具内底面；模具的中部设有圆锥形的杯身，杯身的内侧面是圆锥形的模具内锥面，模具定位面的直径和喷杯定位面11的直径相等，模具内锥面的喷杯内锥面13的形状相同，只是杯身上不必设置孔，模具内锥面、模具端面和模具定位面的尺寸以及形位公差控制得比较精确，当作校正尺寸的标准模具，杯身的壁厚可以更大一些，以增强刚度。
本实施例的工作过程是这样的。
1.把校正模具100放在三个定位面442上，定位夹紧，通过检测部2检测模具内锥面，并把此时的检测数值定义为零毫米；位移传感器23的检测探头在此基础上伸出时其检测数值为正数，缩进时检测数值为负数。其步骤参考步骤5。
2.机械手7和搬运机器人8的组合夹取喷杯1放在定位面442上，把滚轮组件22、位移传感器23、弹簧24、上微动开关25和下挡板26盖在里面；由于重力，喷杯端面12和定位面442紧靠在一起。
3.升降气缸42驱动内套筒5向上平移，三个斜滑销52分别沿着三个斜滑槽443滑动，驱动三个撑爪44同步背向内圆柱面411的轴心线平移，三个撑爪面441同时撑住喷杯定位面11，最终喷杯定位面11的轴心线和内圆柱面411的轴心线重合。
4.纵移伺服电机33通过纵移齿轮34和齿轮齿211驱动纵向滑杆21朝斜下方平移，直到下挡板26触碰下微动开关35的碰珠，从而产生电信号，纵移伺服电机33停止，纵向滑杆21平移到行程的最下端。纵移伺服电机33驱动检测部2朝斜上方平移的纵向位移记为坐标P，当前的P=0毫米。
5.检测气缸32完全伸展，驱动纵滑套31、纵移伺服电机33、纵移齿轮34、下微动开关35和检测部2的组合平移至行程末端；检测气缸32伸展过程中，滚轮221朝向喷杯内锥面13平移，滚轮221外圆柱面的一条回转母线先和喷杯内锥面13的一条回转母线相接触，滚轮221的轴心线和喷杯内锥面13的该条回转母线平行，纵向滑杆21的轴心线和喷杯内锥面13的该条回转母线平行；检测气缸32继续伸展，滚轮221被喷杯内锥面13阻挡不能继续平移，于是纵向滑杆21克服弹簧24的弹性力继续平移，所述检测滑孔212沿着滚轮滑杆222滑动，传感器孔226孔底推动位移传感器23的检测探头使其缩入；当前位移传感器23采集到的数据M是喷杯内锥面13当前位置相对于基准值的偏差，该偏差值应该落入预设定的区间范围[-0.15，+0.15]毫米才是合格的。
6.位移传感器23开始采集数据。当前喷杯1的角度位移记为A，当前A=0度。角度位移A的正方向可以是顺时针，也可以是逆时针。
7.旋转伺服电机61驱动外套筒组件4、内套筒5和喷杯1的组合旋转360度，当前A>0。喷杯内锥面13旋转，纵向滑杆21静止，当喷杯内锥面13在半径方向有偏差时会有起伏，滚轮221随着起伏，在弹簧24的弹性力作用下，滚轮221始终压紧喷杯内锥面13；滚轮组件22的起伏同步带动位移传感器23的检测探头伸缩，位移传感器23的壳体保持不动，位移传感器23所检测到的位移数据M是喷杯内锥面13在半径方向上的偏差数值。每采集一个线位移数据M，对应于一个角度位移A。旋转伺服电机61旋转角度与喷杯1旋转角度的比值等于支承外圈432外齿轮齿数与驱动齿轮62齿数的比值，以此规律推算喷杯1的角度位移A。
8.当喷杯1旋转到360度时，旋转伺服电机61停止旋转；纵移伺服电机33驱动检测部2朝斜上方平移，一次平移的纵向位移B一般等于滚轮221外圆柱面的轴向宽度，B=8毫米，滚轮221沿着喷杯内锥面13的回转母线滑动，然后纵移伺服电机33停止，此时的纵向位移P=B=8毫米。
纵移伺服电机33旋转一周，检测部2朝斜上方平移的距离等于纵移齿轮34分度圆的周长，以此规则推算纵移伺服电机33的旋转角度和检测部2平移的距离之间的换算关系。
9.旋转伺服电机61驱动喷杯1反向旋转360度。每采集一个线位移数据M，对应于一个角度位移A，当前A<0。
10.当喷杯1旋转360度时，旋转伺服电机61停止旋转；纵移伺服电机33驱动检测部2朝斜上方平移距离B，当前的纵向位移P=2B=16毫米。纵移伺服电机33每启动一次，纵向位移P就增加B=8毫米。纵移伺服电机33每次启动都驱动检测部2朝斜上方平移距离B。
这样，位移传感器23每采集到一个数据M，都对应着一个角度位移A和纵向位移P；以上步骤7至步骤10不停重复，直到上微动开关25触碰到喷杯内底面14，纵移伺服电机33停止转动，位移传感器23停止采集数据。
11.升降气缸42驱动内套筒5向下平移，三个斜滑销52分别沿着三个斜滑槽443反向滑动，驱动三个撑爪44同步朝向内圆柱面411的轴心线平移，三个撑爪面441分别离开喷杯定位面11，喷杯1解除撑紧。
12.判断位移传感器23采集到的位移数据M是否在预设定的区间范围[-0.15，+0.15]毫米，如果全部是，则该喷杯1是合格的；否则，只要有一个数据不在该范围，则该喷杯1是不合格的。
13.机械手7和搬运机器人8的组合夹取喷杯1，根据判断的结果，如果是合格的则放入后续的合格周转筐内，如果是不合格的则放入后续的不合格周转筐内。
实施例2，一种造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置的控制方法，如图14所示，包括如下步骤：
S1.机械手7和搬运机器人8夹取喷杯1放在定位面442上；
S2.升降气缸42驱动内套筒5向上平移；
S3.纵移伺服电机33驱动纵向滑杆21朝斜下方平移；
S4.下挡板26触碰下微动开关35的碰珠产生电信号，纵移伺服电机33停止；
S5.检测气缸32完全伸展；
S6.位移传感器23开始采集数据M；
S7.旋转伺服电机61驱动喷杯1旋转360度后停止；
S8.纵移伺服电机33驱动检测部2朝斜上方平移位移B；如果上微动开关25的碰珠触碰到喷杯内底面14并产生电信号，则纵移伺服电机33停止，执行步骤S11；否则执行步骤S9；
S9.旋转伺服电机61驱动喷杯1反向旋转360度后停止；
S10.纵移伺服电机33驱动检测部2朝斜上方平移位移B；如果上微动开关25的碰珠触碰到喷杯内底面14并产生电信号，则纵移伺服电机33停止，执行步骤S11；否则执行步骤S7；
S11.位移传感器23停止采集数据；
S12.升降气缸42驱动内套筒5向下平移；
S13.如果位移数据M全部在预设定的区间范围，则执行步骤S14；否则执行步骤S15；
S14.机械手7和搬运机器人8夹取喷杯1放入后续的合格周转筐内；执行步骤S16；
S15.机械手7和搬运机器人8夹取喷杯1放入后续的不合格周转筐内；执行步骤S16；
S16.程序结束。
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 (10)

1.一种造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置，包括检测部（2）；其特征在于：所述检测部（2）包括纵向滑杆（21）、滚轮组件（22）、位移传感器（23）和弹簧（24）；所述纵向滑杆（21）的第二端设有检测滑孔（212），检测滑孔（212）的侧壁上还设有第一键槽（213）；
所述滚轮组件（22）包括滚轮（221）和滚轮滑杆（222）；所述滚轮（221）和滚轮滑杆（222）的第一端通过转动副相联；所述滚轮（221）和滚轮滑杆（222）的联接部位设有左突肩（223），所述滚轮滑杆（222）的第二端设有右突肩（224）；所述滚轮滑杆（222）上还设有第一平键（225）；所述滚轮滑杆（222）和检测滑孔（212）滑动配合，第一平键（225）和第一键槽（213）滑动配合；所述弹簧（24）的第一端压紧左突肩（223），所述弹簧（24）的第二端压紧检测滑孔（212）的第一端面，所述检测滑孔（212）的第二端面压紧右突肩（224）；所述滚轮（221）的外圆柱面的轴向宽度大于喷杯孔（15）的直径；
所述滚轮滑杆（222）的第二端端面上设有传感器孔（226），所述传感器孔（226）是盲孔；所述位移传感器（23）的外壳和纵向滑杆（21）固定联接，所述位移传感器（23）的检测探头伸入到传感器孔（226）并抵触在孔底。
2.如权利要求1所述的造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置，其特征在于：所述纵向滑杆（21）的第二端设有齿轮齿（211）；纵向滑杆（21）的第二端还设有第二平键（214）；
还包括纵向驱动部（3）；所述纵向驱动部（3）包括纵滑套（31）、纵移伺服电机（33）和纵移齿轮（34）；所述纵滑套（31）上设有纵滑孔（311），纵滑孔（311）的壁上设有纵平键槽（312）；纵滑套（31）上还设置有齿轮避槽（313）和电机固定板（315）；所述纵向滑杆（21）和纵滑孔（311）滑动配合，所述第二平键（214）和纵平键槽（312）滑动配合；
纵移伺服电机（33）的外壳通过电机固定板（315）固定在纵滑套（31）上，纵移齿轮（34）和纵移伺服电机（33）的输出轴固定联接，纵移齿轮（34）位于齿轮避槽（313）内，纵移齿轮（34）和齿轮齿（211）啮合；纵移伺服电机（33）驱动纵向滑杆（21）平移。
3.如权利要求2所述的造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置，其特征在于：还包括机架（9），所述纵向驱动部（3）还包括检测气缸（32），所述检测气缸（32）包括第一气缸体（321）和第一活塞杆（322）；所述纵滑套（31）上还设置有气缸固定面（314），所述第一活塞杆（322）的末端和气缸固定面（314）固定联接；所述第一气缸体（321）和机架（9）固定联接。
4.如权利要求3所述的造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置，其特征在于：所述检测部（2）还包括上微动开关（25），所述上微动开关（25）的外壳固定安装在纵向滑杆（21）的上端，所述上微动开关（25）的碰珠触碰喷杯内底面（14），从而产生电信号。
5.如权利要求4所述的造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置，其特征在于：所述纵向驱动部（3）还包括下微动开关（35），所述下微动开关（35）的外壳固定安装在纵滑套（31）的上端，所述检测部（2）还包括下挡板（26），所述下挡板（26）固定安装在纵向滑杆（21）上，所述下挡板（26）触碰下微动开关（35）的碰珠，从而产生电信号。
6.如权利要求5所述的造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置，其特征在于：还包括外套筒组件（4）和内套筒（5）；所述内套筒（5）设有外圆柱面（51）和三个斜滑销（52）；所述外套筒组件（4）包括外套筒（41）、升降气缸（42）和三个撑爪（44）；所述外套筒（41）设有内圆柱面（411）和外套筒底（412）；所述内圆柱面（411）的轴心线是竖直方向，所述外套筒底（412）设置在外套筒（41）的下端，所述外套筒底（412）是水平的，中央有孔；所述外圆柱面（51）和内圆柱面（411）滑动配合；所述外套筒底（412）上均匀排布三个T型槽（413），三个T型槽（413）分别沿着内圆柱面（411）的半径方向设置；所述撑爪（44）的下部设有T型榫（444），所述T型榫（444）和T型槽（413）滑动配合；撑爪（44）上设有斜滑槽（443），所述斜滑槽（443）的上端离内圆柱面（411）的轴心线近，所述斜滑槽（443）的下端离内圆柱面（411）的轴心线远；三个所述斜滑销（52）分别与三个撑爪（44）的三个斜滑槽（443）滑动配合；三个撑爪（44）上分别设有朝上的定位面（442），三个定位面（442）都位于同一个水平面上，都朝上；与定位面（442）相邻，撑爪（44）上分别设有撑爪面（441），所述撑爪面（441）方向竖直，背向内圆柱面（411）的轴心线；所述升降气缸（42）包括第二气缸体（421）和第二活塞杆（422），所述第二气缸体（421）和外套筒（41）固定联接，所述第二活塞杆（422）和内套筒（5）固定联接，升降气缸（42）驱动内套筒（5）向上平移，三个斜滑销（52）分别沿着三个斜滑槽（443）滑动，驱动三个撑爪（44）同步背向内圆柱面（411）的轴心线平移。
7.如权利要求6所述的造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置，其特征在于：所述外套筒组件（4）还包括回转支承（43），所述回转支承（43）包括支承内圈（431）和支承外圈（432），所述支承外圈（432）上还设置有外齿轮；所述支承外圈（432）和外套筒（41）固定联接，所述支承内圈（431）和机架（9）固定联接，所述支承外圈（432）的外齿轮分度圆的轴心线与内圆柱面（411）的轴心线重合；还包括旋转伺服电机（61）和驱动齿轮（62）；所述旋转伺服电机（61）的外壳和机架（9）固定联接，所述旋转伺服电机（61）的输出轴和驱动齿轮（62）固定联接，所述驱动齿轮（62）和支承外圈（432）的外齿轮啮合，旋转伺服电机（61）驱动外套筒组件（4）和内套筒（5）的组合旋转。
8.如权利要求7所述的造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置，其特征在于：还包括机械手（7）和搬运机器人（8）；机械手（7）安装在搬运机器人（8）的机械臂末端，机械手（7）和搬运机器人（8）的组合夹取喷杯（1）放在定位面（442）上，检测结束后把喷杯（1）夹取搬离。
9.如权利要求8所述的造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置，其特征在于：还包括PLC可编程控制器，所述位移传感器（23）、上微动开关（25）、下微动开关（35）、纵移伺服电机（33）、检测气缸（32）、升降气缸（42）、旋转伺服电机（61）、机械手（7）和搬运机器人（8）分别与PLC可编程控制器电联接。
10.一种造粒机用喷杯内圆锥面的自动检测装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.机械手（7）和搬运机器人（8）夹取喷杯（1）放在定位面（442）上；
S2.升降气缸（42）驱动内套筒（5）向上平移；
S3.纵移伺服电机（33）驱动纵向滑杆（21）朝斜下方平移；
S4.下挡板（26）触碰下微动开关（35）的碰珠产生电信号，纵移伺服电机33停止；
S5.检测气缸（32）完全伸展；
S6.位移传感器（23）开始采集数据M；
S7.旋转伺服电机（61）驱动喷杯（1）旋转360度后停止；
S8.纵移伺服电机（33）驱动检测部（2）朝斜上方平移位移B；如果上微动开关（25）的碰珠触碰到喷杯内底面（14）并产生电信号，则纵移伺服电机（33）停止，执行步骤S11；否则执行步骤S9；
S9.旋转伺服电机（61）驱动喷杯（1）反向旋转360度后停止；
S10.纵移伺服电机（33）驱动检测部（2）朝斜上方平移位移B；如果上微动开关（25）的碰珠触碰到喷杯内底面（14）并产生电信号，则纵移伺服电机（33）停止，执行步骤S11；否则执行步骤S7；
S11.位移传感器（23）停止采集数据；
S12.升降气缸（42）驱动内套筒（5）向下平移；
S13.如果位移数据M全部在预设定的区间范围，则执行步骤S14；否则执行步骤S15；
S14.机械手（7）和搬运机器人（8）夹取喷杯（1）放入后续的合格周转筐内；执行步骤S16；
S15.机械手（7）和搬运机器人（8）夹取喷杯（1）放入后续的不合格周转筐内；执行步骤S16；
S16.程序结束。
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Pledgee: Jinxiang County sub branch of Postal Savings Bank of China Ltd.

Pledgor: JINXIANG SUANXIANG FERTILIZER INDUSTRY CHEMICAL Co.,Ltd.

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