CN203177948U - 克组砝码自动测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种克组砝码自动测量系统，包括固定架，以及安装在固定架上的控制机构、砝码承载机构、砝码取放机构和带称重台的砝码测量机构，所述砝码取放机构包括转台、驱动转台的第一驱动机构、固定在转台上的升降机构以及设置在升降机构上的机械手；所述机械手包括机械臂和置码屉，机械臂连接置码屉的一端设有磁钢，置码屉吸附在磁钢上；所述砝码承载机构为环绕所述升降机构的带缺口的环形承码台，所述环形承码台上设有若干个承载位；所述置码屉、承载位以及称重台均为相配合的栅栏结构。本实用新型测量系统部件数量少，结构紧凑，取放过程流畅，加载速度快，运动可靠。

Description

克组砝码自动测量系统

技术领域

本实用新型涉及一种砝码测量装置，尤其涉及一种克组砝码自动测量系统。

背景技术

在砝码质量计量参数测量试验中，需要对砝码的质量、磁性等质量计量参数进行测量，以评判该砝码是否符合JJG96-2004《砝码》国家检定规程中的技术要求。在检测过程中，通常需要将砝码搬运至与其质量匹配的质量比较仪和磁性测量装置上，该搬运操作是一种重复性手工劳动，耗时长。

为了解决上述问题，现有技术公开了多种砝码自动搬运系统，如中国专利201010105973.3公开了一种砝码自动搬运系统，所述系统包括滑动组件、伸缩组件和机械手。所述滑动组件和伸缩组件在动力控制部件驱动下配合操作，控制所述机械手搬运砝码；所述滑动组件包括滑轨组及其配合组件，所述滑轨组包括至少一对X轴向的横向轨道，包括至少一条Y轴向的短轨道，它们之间通过滑轮组配合。可见该专利为了实现砝码的搬运，机械手需要在X、Y、Z三个方向上运动，机械手和承载砝码的平台均为栅栏结构，如果三个方向任一个方向配合出现偏差，都无法抓取砝码。

中国专利201120184396.1公开了一种砝码测量自动控制装置，包括液位槽承载架、砝码装载盘、砝码承载架，所述液位槽承载架连接液体槽驱动步进电机，所述砝码装载盘和砝码承载架都连接砝码驱动步进电机，所述液体槽驱动步进电机和砝码驱动步进电机都连接PLC控制器，所述PLC控制器上还连接有液位槽承载架位置检测开关、砝码装载盘位置检测开关、砝码承载架位置检测开关和触摸屏。该装置砝码装载盘可以升降和旋转实现砝码自动测量，但还是需要人工将砝码搬运到装载盘上。

苏炜等公开了一种公斤组砝码自动检测系统，它包括砝码盛放台、搬运装置和测量仪，其中搬运装置也是采用由X轴滑轨和Y轴滑轨组成的移动架，由于公斤组砝码质量体积较大，移动架移动位置少有偏差，不影响取放砝码，但如果针对克组砝码，移动偏差大的话，则有可能导致取放砝码失败，因此操作可靠性较差。

实用新型内容

本实用新型提供了一种克组砝码自动测量系统，以解决现有测量装置砝码取放人工耗时长、工作效率低、容易出差错等问题。

一种克组砝码自动测量系统，包括固定架，以及安装在固定架上的控制机构、砝码承载机构、砝码取放机构和带称重台的砝码测量机构，所述砝码取放机构包括转台、驱动转台的第一驱动机构、固定在转台上的升降机构以及设置在升降机构上的机械手；

所述机械手包括机械臂和置码屉，机械臂连接置码屉的一端设有磁钢，置码屉吸附在磁钢上；

所述砝码承载机构为环绕所述升降机构的带缺口的环形承码台，所述环形承码台上设有若干个承载位；

所述置码屉、承载位以及称重台均为相配合的栅栏结构。

本实用新型取放机砝码由转台和升降机构配合实现，相对于传统的取放机构，结构更为简单，砝码仅在圆周向和竖直方向上运动，可以较好地保证置码屉、承载位和称重台之间的配合，提高了操作可靠性，另外置码屉与机械臂之间通过磁钢吸附连接，可以避免由于意外情况导致配合不准确而损坏装置。

本实用新型所述克组砝码外形大致为圆柱形，最小1g，直径6mm，最大500g，直径45mm。

所述升降机构包括固定在转台上的支架、与支架滑动配合的滑块以及驱动滑块运动的第二驱动机构，所述机械手固定在滑块上，该升降机构结构简单，容易实现，由于竖直方向移动精度要求不高，因此对测量操作没有影响。

优选的，所述支架上设有两根竖直的导杆，所述滑块穿套在导杆上，所述第二驱动机构包括电机、齿轮组和链条，所述滑块与链条固定连接，依靠电机、链条传动，无论安装和维修都很方便。

为了避免滑块在支架上滑移过度，所述支架上设有两个限制滑块行程的限位开关。

在取放砝码时，为了实现置码屉在称重台或环形承码盘附近运动，所述支架上设有两组位置开关，分别用于控制滑块在环形承码台和称重台附近高度的移动。即每组包括两个位置开关，分别用于限制在环形承码台和称重台附近高度滑移行程。

优选的，所述称重台位于所述缺口的正下方，使得机械手取放砝码的行程最短。

优选的，所述第一驱动机构由伺服电机和转台上的蜗轮蜗杆传动机构组成，使得取放砝码更为精准。

优选的，本实用新型还包括转台的零位检测机构，所述零位检测机构由安装支架上的激光发生器以及附近的与其对应设置的激光接收器组成，利用该零位检测机构可以消除转台的转动误差，实现顺利取放砝码。

由于激光发生器发出激光在较长传输距离，光斑会变大，导致激光接收器在一定角度范围内都能接收到激光，从而造成误差，所述激光发生器的前方设有两块挡板，挡板之间有狭缝，激光发生器、狭缝、激光接收器在同一直线上。

与现有技术相比较，本实用新型有益效果为：

本实用新型能方便的实现自动取放不同形状的砝码放置于质量比较仪上，对砝码的质量值进行测量，且部件数量少，结构紧凑，取放过程流畅，加载速度快，运动可靠，在砝码加载过程中不会造成冲击。

附图说明

图1为本实用新型砝码自动测量系统的结构示意图。

图2为本实用新型砝码取放机构的结构示意图。

图3为图1所示砝码自动测量系统的俯视结构示意图。

图4为本实用新型环形承码台的结构示意图。

图5为本实用新型砝码自动测量系统的模块结构图。

具体实施方式

如图5所示，一种克组砝码自动测量系统，包括计算机、控制机构和测量装置，测量装置包括固定架以及安装在固定架1上的砝码承载机构、砝码取放机构和砝码测量机构。其中控制机构采用PLC控制器，它与计算机相连，可以将测量数据输入计算机存储，进行数据管理，也可以从计算机读取测量命令，实现自动测量。控制机构接收位置开关和激光传感器传输的信号，发出相应命令给伺服电机和直流电机，形成闭环控制。当然该装置也可以不包括计算，直接对PLC控制器进行编程，实现自动测量，但测量方式和数据输出格式会比较单一。

砝码取放机构由安装在固定架1上的伺服电机20、转台21、升降机构和和机械手24组成，伺服电机20通过联轴器与转台21连接。升降机构包括支架22、滑块23和驱动机构，支架22上设有两根竖直的滑杆28，滑块23穿套在滑杆28上，机械手24固定在滑块23上。驱动机构由直流电机25、齿轮组和链条210组成，滑块固定在链条210上，直流电机25转动驱动滑块23上下滑移。

机械手24由机械臂241、磁钢242和置码屉243组成，置码屉243依靠磁钢242的吸附力与机械臂241连接，如此可以避免取放砝码时机械手24与称重台31或承载位11配合不准确而导致装置损坏。

砝码承载机构为环绕升降机构设置的环形承码台10，环形承码台10安装在固定架内，它上面设置有多个承载位11，并且带有一缺口12。砝码测量机构在本实施例中为电子天平30，电子天平30的称重台31、承载位11以及置码屉243均为栅栏式结构，置码屉243在通过称重台31和承载位11时可以实现砝码的取放。

本实施例栅栏结构空隙宽4mm，实体部分宽2mm，容许正负偏差为1mm，arctan1/350＝0.18°(其中350为机械手长度)，即转台21旋转精度需小于0.18°，才能确保置码屉243与承载位11、称重台31不会相撞。

本实用新型转台21内部设有涡轮蜗杆传动机构，重复定位精度一般达到0.01°，传动比为100∶1。伺服电机20的最小步距角为0.18°，伺服电机每走一步，转台21转动0.18°/100＝0.0018°＜0.01°。

为了实现精确的定位，本实用新型还包括一个转台21的零位检测机构，该零位检测机构包括激光发生器261、狭缝机构262和激光接收器263，狭缝机构262由两块位于激光发生器前方的挡板组成，挡板之间有狭缝，狭缝、激光发生器261和激光接收器263在同一水平直线上。狭缝的宽度应控制在0.5mm以下，激光发生器261和激光接收器263之间的距离大致为10cm左右。

如图1所示，为了控制滑块23在滑杆28上的滑移行程，支架22上设有限位开关261、262，为了限制机械手24在承载位11和称重台31取放砝码的竖直移动行程，支架22上设有两组位置开关，其中位置开关291、292用于控制机械手24在承载位11上取放砝码，位置开关293、294用于控制机械手24在称重台31上取放砝码。

本实用新型系统工作原理如下：

首先需将待测砝码500放置在环形承码台10的承载位11上，此时机械手处于零点位置A，开启电源，通过计算机操作，输入相应的参数给PLC控制器，PLC控制器发出命令给伺服电机20。

转台21通过零位检测机构进行清零操作，然后机械手24转动至相应承载位11的下方，接着直流电机25工作，机械手上升将砝码500托起，托起后，机械手24往相反方向转动相同角度，此时再次进行清零操作，消除转动误差。

直流电机25继续工作，机械手24下降，将砝码500放置在称重台31上，称量后，PLC控制器接收相应的质量信息传输给计算机存储，并利用数据库进行管理。

检测完成后，机械手24上升，将检测后的砝码500托起，运动至零点位置A，又一次进行清零操作，机械手24转动相应角度至承载位11的上方，直流电机25工作，机械手24下降，将砝码放置在承载位11上。

本实用新型所述清零操作是指机械手越过在运动过程中零点位置A，然后往相反方向运动，最后使得激光发射器261对准激光接收器262，也就是说激光发射器261需要两次对准激光接收器262，以消除机构间的间隙误差。

Claims (9)

1.一种克组砝码自动测量系统，包括固定架，以及安装在固定架上的控制机构、砝码承载机构、砝码取放机构和带称重台的砝码测量机构，其特征在于，所述砝码取放机构包括转台、驱动转台的第一驱动机构、固定在转台上的升降机构以及设置在升降机构上的机械手； 

所述机械手包括机械臂和置码屉，机械臂连接置码屉的一端设有磁钢，置码屉吸附在磁钢上； 

所述砝码承载机构为环绕所述升降机构的带缺口的环形承码台，所述环形承码台上设有若干个承载位； 

所述置码屉、承载位以及称重台均为相配合的栅栏结构。 

2.如权利要求1所述的克组砝码自动测量系统，其特征在于，所述升降机构包括固定在转台上的支架、与支架滑动配合的滑块以及驱动滑块运动的第二驱动机构，所述机械手固定在滑块上。 

3.如权利要求2所述的克组砝码自动测量系统，其特征在于，所述支架上设有两根竖直的导杆，所述滑块穿套在导杆上，所述第二驱动机构包括电机、齿轮组和链条，所述滑块与链条固定连接。 

4.如权利要求2所述的克组砝码自动测量系统，其特征在于，所述支架上设有两个限制滑块行程的限位开关。 

5.如权利要求2所述的克组砝码自动测量系统，其特征在于，所述支架上设有两组位置开关，分别用于控制滑块在环形承码台和称重台附近高度的移动。 

6.如权利要求1所述的克组砝码自动测量系统，其特征在于，所述称重台位于所述缺口的正下方。 

7.如权利要求1所述的克组砝码自动测量系统，其特征在于，所述第一驱动机构由伺服电机和转台上的蜗轮蜗杆传动机构组成。 

8.如权利要求1所述的克组砝码自动测量系统，其特征在于，还包括转台的零位检测机构，所述零位检测机构由安装支架上的激光发生器以及附近的与其对应设置的激光接收器组成。 

9.如权利要求8所述的克组砝码自动测量系统，其特征在于，所述激光发生器的前方设有两块挡板，挡板之间有狭缝，激光发生器、狭缝、激 光接收器在同一直线上。 

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