CN117470139A - 一种圆盘工件的平面度检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆盘工件的平面度检测设备，包括工件定位装置，工件旋转装置以及激光检测装置。所述的工件定位装置由气缸和定位夹板等组成，当工件移动到该检测装置时，气缸带动夹板向中间移动，对工件进行定位，方便后续检测；工件旋转装置由电机和减速机提供动力，由电机轴连接三爪气缸和三个半轴，三爪气缸得气张开，带动半轴夹住工件，进行旋转；激光检测装置由激光位移传感器等组成，当工件开始旋转时，激光检测装置也由步进电机带动进行旋转，对工件表面进行检测，检测的曲线为一条螺旋线，确保检测的准确性，对检测不合格的工件，进行二次加工。本发明的有益效果在于，该检测设备可以代替人工，节约人力成本，同时提高工作效率。

Description

一种圆盘工件的平面度检测设备

技术领域

本发明涉及平面度检测技术领域，尤其涉及一种圆盘工件的平面度检测设备。

背景技术

传统的平面度检测方法存在精度低、操作复杂和无法满足自动化生产等问题。

目前已有一些圆盘工件平面度检测设备的研究和提出。例如，一些基于光学干涉原理的装置可以实现高精度的平面度测量，但它们的体积庞大、复杂且昂贵。另外一些基于机械探测或接触技术的装置可以实现较低成本的平面度测量，但它们对工件要求较高，并且可能存在损伤或污染工件表面的风险。现有的圆盘工件平面度检测装置不够精确或过于复杂昂贵。因此，本发明旨在提供一种改进的圆盘工件平面度检测设备。它结构简单、易于使用、精度高、成本低，并适用于各种圆盘工件的检测。通过本发明的装置，可以提高平面度检测的精度和效率，满足自动化生产的需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种圆盘工件的平面度检测设备，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明专利采取的技术方案是：提供一种圆盘工件的平面度检测设备，包括工件定位装置，工件旋转装置以及激光检测装置。

整体结构用铝型材搭建，型号为标准4040型材，可实现简易的安装，型材之间由固定连接件、角连接件来实现固定，激光位移传感器以及电机等均能在型材上实现固定。

工件定位装置是由左右两组气缸和定位夹板组成的。气缸带动定位夹板移动，可以夹紧工件，对工件进行准确定位。所选用的气缸有两段行程，当工件从上道工序中运送过来时，气缸得气带动定位夹板移动第一段行程，接住工件，然后气缸再次得气，带动定位夹板移动第二段行程，对工件进行准确定位，保证工件在检测位置上。

工件旋转装置由电机以及减速机，电机轴，气动滑环、三爪气缸，三个半轴和型材等组成。电机和减速机作为动力源，带动工件旋转。由电机轴作为连接件，连接三爪气缸和三个半轴，当检测装置开始检测时，三爪气缸得气，张开固定行程，带动三个半轴夹住工件，电机得电运行，带动工件旋转。

激光检测装置由激光位移传感器，步进电机，旋转轴，立式支撑座，电机支座，联轴器以及型材组成。当检测开始时，工件首先由电机带动进行旋转，而后激光检测装置也由步进电机带动进行旋转。在这种情况下，检测的区域是绕工件圆心向外辐射的一条螺旋线，检测的精度取决于激光检测装置的旋转速度。因此，为确保检测的准确性，我们需要对激光位移传感器的旋转速度进行准确控制。

根据检测要求，我们用PLC作为控制器，设计相应的控制算法，设置相应的工件表面检测值的上限和下限，对所检测的工件的加工质量进行判断，不合格的产品需要进行二次加工。

每一部分相互配合，工件定位装置对工件进行准确定位，工件旋转装置使工件旋转起来，便于实施检测方案，激光检测装置使激光位移传感器旋转起来，与工件旋转配合，共同完成工件的平面度检测。

有益效果：（1）本发明在着重在轻量化以及节约空间方面下功夫，各部分所采用的零件也都尽可能的使用成品，最大化的避免了二次加工，做到了组装的成品化；（2）本发明采用的定位夹板，夹角为60度，有较好的强度和稳定性，可以有效的分散载荷和应力，避免应力集中；（3）本发明机架采用铝型材搭建，执行装置采用电机，整体结构简单，成本低廉，使用寿命长。

附图说明

图1为整体结构示意图。

图2为工件定位装置结构示意图。

图3为工件旋转装置结构示意图。

图4为激光检测装置结构示意图。

图中：1左气缸、2右气缸、3左定位夹板、4右定位夹板、5左定位装置型材、6右定位装置型材、7电机、8减速机、9气动滑环、10三爪气缸、11半轴、12机架型材、13激光位移传感器、14步进电机、15电机支座、16联轴器、17中间轴、18立式支撑座、19旋转型材。

具体实施方案

为使本发明的工作过程更加清楚，以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种圆盘工件的平面度检测设备，如图1所示，其包括三部分：一、工件定位装置由1左气缸、2右气缸、3左定位夹板、4右定位夹板、5左定位装置型材、6右定位装置型材组成；二、工件旋转装置由7电机、8减速机、9气动滑环、10三爪气缸、11半轴、12机架型材组成；三、激光检测装置由13激光位移传感器、14步进电机、15电机支座、16联轴器、17中间轴、18立式支撑座、19旋转型材组成。

如图2所示：其工件定位装置中，分为左侧定位装置右侧定位装置，左气缸1与左定位夹板3刚性连接，右气缸2与右定位夹板4刚性连接。左右两侧装置完全一样。左气缸固定在左定位装置型材5上，右气缸固定在右定位装置型材6上，型材生根在地面上，可以根据生产线的实际情况，型材高度可以做出相应的调整。所选用的气缸是双行程气缸，便于满足设计要求。所设计的定位夹板的内壁与圆盘工件相切，可以保证夹紧工件，定位夹板的夹角为60度，可以提供更大的接触面积，并且可以分散载荷，增加了定位夹板的强度，延长了设备的使用寿命。当设备开始检测时，工件完成上步工序，到达检测位置上方，气缸得气，伸出第一段行程，带动定位夹板移动，先把工件接住，接着气缸再次得气，伸出第二段行程，夹紧工件，使工件正好落在检测位置上，保证后续检测的准确性。

如图3所示：其工件旋转装置中，电机7通过电机输出轴与减速机8相连，电机动力经过减速机 减速增矩，减轻电机的负荷，增加设备的使用寿命，电机与减速机通过自身的定位孔与机架型材12固定，机架型材生根在地面上，可以根据车间的实际情况，调整高度，安装简便。减速机轴与气动滑环9刚性连接，三爪气缸10通过固定的连接件与气动滑环刚性连接，因此电机轴输出的动力可以传递到三爪气缸上。三爪气缸的每个爪各连接一个半轴11，当工件被放置在检测位置时，三爪气缸得气，气爪向外伸出相应的行程，带动半轴往外移动，此时三个半轴的外切圆直径正好等于工件的定位孔的直径，可以做到夹紧工件，带动工件旋转。

如图4所示，其激光检测装置中，激光位移传感器13通过螺栓连接，刚性固定在旋转型材19上，步进电机14固定在电机支座15上，步进电机轴与联轴器16的下端连接，联轴器的上端与中间轴17连接，中间轴的末端通过立式支撑座18固定在旋转型材上，当步进电机得到信号，步进电机轴开始旋转时，可以通过中间的连接件最终带动激光位移传感器旋转，可以实现检测时工件一边旋转，激光位移传感器一边旋转的检测要求。

其工作原理如下：当圆盘工件经过上一步工序压平后，由机械手吸住工件运送到检测设备上方，然后工件定位装置工作，双行程气缸得气后，气杆伸出第一段行程，带动定位夹板往中间移动，此时机械手松开工件，工件可以掉落在定位夹板上，定位夹板接住工件，然后气缸得气，气杆伸出第二段行程，定位夹板夹紧工件，使工件的位置准确固定定在检测位置上，开始检测前，定位夹板需要退出去，气缸需要恢复到原位，方便工件旋转。然后工件旋转装置工作，三爪气缸得气，气爪伸出，气爪上的半轴也随之伸出，三个半轴正好可以夹紧工件的定位孔，然后底部的电机得电，开始旋转，动力通过中间的连接件，传递到半轴上，半轴通过摩擦力带动工件旋转。当工件开始旋转后，激光检测装置开始工作，步进电机得电，通过步进电机轴、联轴器、立式支撑座，把动力传递到旋转型材上，激光位移传感器固定在旋转型材，随着旋转型材旋转而旋转，此时工件旋转的同时，激光位移传感器也在旋转，激光位移传感器的激光可以扫描到工件的表面，检测的区域为以工件中心向外辐射的螺旋线，检测的区域可以得到保证，因此可以确保检测的精度，激光位移传感器采集到的数据传到控制器PLC中，根据PLC中的算法，判断工件是否符合要求，整个检测过程完成。

上述操作只为说明本发明的技术路线以及特点，而并非是对本发明的实施方案的限定，凡在本发明的构思和原则之内所做的修改、同等替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种圆盘工件的平面度检测设备，包括包括工件定位装置，工件旋转装置，激光检测装置，其特征在于：所述的工件定位装置由左右两组气缸以及定位夹板所构成，当工件移动到该检测装置的检测位置时，左右两组气缸带动定位夹板向中间移动，工件下落到夹板中，然后气缸带动定位夹板再向中间移动，对工件进行准确定位，确保三个半轴可以夹住工件。所述的工件旋转装置由电机以及减速机，电机轴，气动滑环、三爪气缸，三个半轴等组成，电机轴连接气动滑环，气动滑环连接三爪气缸，三爪气缸每个爪连接一个半轴，当工件到位后，三爪气缸得气，带动三个半轴夹紧工件，由减速电机带动工件旋转。所述的激光检测装置，由步进电机，电机支座，立式支撑座，中间轴，型材以及激光位移传感器组成，当开始检测时，工件旋转，然后激光位移传感器由步进电机带动旋转，检测曲线是一组螺旋线，确保检测的准确性，激光位移传感器将检测到的数据传给PLC，PLC根据接受的数据进行判断，判断工件加工是否合格。

2.根据权利要求1所述的一种圆盘工件的平面度检测设备，其特征在于：所述的工件定位装置由左右两组气缸以及定位夹板组成。气缸带动定位夹板，对工件进行准确定位，方便后续检测。

3.根据权利要求2所述的一种圆盘工件的平面度检测设备，其特征在于：所述的左右两组气缸有两段行程，气缸得气后带动定位夹板伸出第一段行程，把工件接住，再得气后，伸出第二段行程，对工件进行准确定位。

4.根据权利要求3所述的一种圆盘工件的平面度检测设备，其特征在于：所述的定位夹板是根据工件的尺寸设计的，定位夹板的内壁与工件相切，可以确保夹紧工件，准确定位，定位夹板的夹角为60度，可以达到很好的定位夹紧的效果。

5.根据权利要求1所述的一种圆盘工件的平面度检测设备，其特征在于：所述的工件旋转装置由电机以及减速机，电机轴，气动滑环、三爪气缸，三个半轴和型材组成。当工件准确到达检测位置时，三爪气缸得气，伸出固定行程，三个半轴夹紧工件，电机转动，带动工件转动。

6.根据权利要求5所述的一种圆盘工件的平面度检测设备，其特征在于：所述的气动滑环可以向旋转部件提供气体供应，电机轴连接气动滑环的旋转部分，把动力传递给工件，气动滑环的固定部分给三爪气缸供气，这种供气机制可以确保旋转部件的正常运行和使用。

7.根据权利要求5所述的一种圆盘工件的平面度检测设备，其特征在于：三个半轴的结构是将一个完整的阶梯轴分成三份，三个半轴与三爪气缸连接，三爪气缸得气后，伸出固定距离，三个半轴也随之伸出固定距离，此时三个半轴的直径刚好与工件直径相等，可以确保夹紧工件。

8.根据权利要求5所述的一种圆盘工件的平面度检测设备，其特征在于：所述的气动滑环与三爪气缸之间有一个连接件，对上可以连接三爪气缸，对下可以连接气动滑环。电机与减速机通过型材固定，型材生根在地面上，可以根据工件生产车间的要求，调节型材的高度。

9.根据权利要求1所述的一种圆盘工件的平面度检测设备，其特征在于：所述的激光检测装置由激光位移传感器，步进电机，电机支座，中间轴，立式支撑座，联轴器以及型材组成。激光位移传感器可以准确测量工件与传感器之间的距离，无论是静态测量还是动态测量。通过连续地发送、接收和测量激光束的反射时间，可以确定工件表面的起伏状况，再通过PLC中的检测算法判断加工工件平面度是否满足要求。

10.根据权利要求9所述的一种圆盘工件的平面度检测设备，其特征在于：激光位移传感器固定在型材上，步进电机通过电机支座连接，步进电机轴与中间轴通过联轴器连接，中间轴与立式支撑座固定，立式支撑座与型材连接，步进电机转动从而可以带动激光位移传感器转动，实现工件平面度检测要求。