CN204214423U - 一种套筒类零件长度自动测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种套筒类零件长度自动测量装置，包括：装夹机构、定位机构及测量机构，该装置能够应用于套筒类零件的自动化流水生产线上，实现自动在线检测，提高了套筒类零件长度测量自动化程度，操作简单，不会产生人为原因的测量误差，测量结果稳定可靠，而且大大提高了测量效率；采用非接触式的传感器作为长度测量仪器，测量迅速、稳定且传感器无磨损；采用气缸配合燕尾槽导轨可以实现很高的直线运动精度，使感应磁环与感应杆的同轴度保持在合理范围，保证了测量的顺利进行及测量精度。

Description

一种套筒类零件长度自动测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，具体涉及一种套筒类零件长度自动测量装置。

背景技术

套筒类零件是指空心回转体零件中的空心薄壁零件，是机械加工中常用的一类零件，在各种机器中应用广泛，主要起支撑和导向作用。零件具有同轴度要求较高的内外圆表面，主要应用领域有：支撑旋转轴的各种形式的滑动轴承、夹具上引导刀具的导向套、内燃机气缸套、液压系统中的液压缸以及其他用途的套筒。

套筒类零件属于大批量、流水加工的产品，加工完成后需要对零件长度进行测量，现有技术中通常采用手工测量的方式对零件的长度进行校准，测量工具多以卡尺、千分尺等传统的量具为主。但是，手工测量方式测量效果受人为因素影响较大且效率低下、稳定性不高，对工人而言只是简单的重复测量工作，劳动强度大。因此，必须开发一种配套的自动化测量装置，而要实现套筒类零件的自动测量，关键在于实现传感器对工件长度尺寸对应端面位置的精确感知。杨秦建等发表在《现代制造工程》上的论文《计算机控制的零件长度尺寸在线测量装置》提出了一种通过测量活动刀口移动的位移来获得零件长度尺寸的自动测量装置，但是其结构复杂，系统的复杂化增加了误差来源；其次测量装置使用的传动装置精度要求很高，价格较昂贵，测量成本很高，无法推广应用；而且整套测量装置的控制系统也较为复杂，故很难获得实施。

由此可见，目前套筒类零件的长度测量存在以下局限性：1）、手工测量自动化程度低，人为因素干扰大。目前市场上已有多种零件长度测量工具，如卡尺、千分尺等，但是由于该测量方法固有的缺陷，无法实现自动化，需要人工进行操作，人为因素干扰大，而且效率低。2）现有的自动测量装置结构十分复杂，误差来源多，性价比低，实用性不足，迫切需要改进以获得良好的推广前景。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种套筒类零件长度自动测量装置，能够实现在自动化生产线上对套筒类的零件长度进行自动化测量。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种套筒类零件长度自动测量装置，包括：装夹机构、定位机构及测量机构；

所述装夹机构包括：底板、推板、气缸及V型块，所述推板连接于气缸的活塞杆上，所述V型块固定连接于推板上；

所述定位机构包括：传感器安装板、限位圆盘、支撑块、限位套筒及压紧块，所述传感器安装板固定于底板上并远离所述气缸，传感器安装板上形成有能够容纳V型块穿过的槽结构，所述限位圆盘与传感器安装板固定连接，所述支撑块固定连接于限位圆盘上，所述限位套筒与推板固定连接，所述压紧块固定连接于限位套筒上，所述限位圆盘与限位套筒同轴设置；

所述测量机构包括：传感器、感应杆及感应磁环，所述传感器安装于传感器固定板上，所述感应磁环位于限位套筒内部并且与推板固定连接，感应杆与传感器相连并且穿过传感器安装板到达测量区域，感应磁环与感应杆同轴设置，所述推板上形成有供感应杆穿过的通孔，这样一来，通过感应磁环在感应杆上的相对位置即可测量得到工件的长度。

优选地，前述支撑块与压紧块彼此相对的一面为平面。

进一步优选地，前述装夹机构还包括一个滑动连接于底板上的滑台，所述滑台上固设有一对L型板，所述L型板上形成有U型孔以固定连接V型块。

前述传感器安装板上形成有腰型孔以固定连接限位圆盘，所述推板上形成有腰型孔以固定连接限位套筒。

前述限位圆盘上形成有三个沿其轴线成120度均匀分布的支撑块安装槽，支撑块安装槽内形成有贯通的腰形孔以连接支撑块，所述支撑块上的连接孔为沉孔。

前述限位套筒上形成有三个沿其轴线成120度均匀分布的压紧块安装槽，压紧块安装槽内形成有贯通的腰型孔以连接压紧块，所述压紧块上的连接孔为沉孔。

进一步地，前述底板包括滑动部和固定部，所述气缸安装于固定部，所述滑动部上安装有导轨，所述滑台滑动连接于导轨上。

更进一步地，前述滑台为燕尾槽滑台，所述导轨为燕尾槽导轨。

本实用新型的有益之处在于：

（1）、本实用新型的测量装置能够应用于套筒类零件的自动化流水生产线上，实现该类零件的自动在线检测，提高了套筒类零件长度测量自动化程度，操作简单，不会产生人为原因的测量误差，测量结果稳定可靠，而且大大提高了测量效率。

（2）、本实用新型能够适应不同直径、不同长度的套筒类零件，灵活性和通用性较高。支撑块在限位圆盘上的径向位置、压紧块在限位套筒上的径向位置以及V型块在L型板上的竖直位置可以根据不同直径、不同长度的套筒类零件进行相应的调整。

（3）、本实用新型的装置测量精度高，结果准确可靠。机械手按预定轨迹放置工件，工件在V型块上的位置具有自动校准功能，即使工件在其轴线方向偏离了预定位置，测量时依然是工件先接触到支撑块，测量结果不受影响；采用非接触式的传感器作为长度测量仪器，测量迅速、稳定且传感器无磨损；采用气缸配合燕尾槽导轨可以实现很高的直线运动精度，使感应磁环与感应杆的同轴度保持在合理范围，保证了测量的顺利进行及测量精度。

（4）、本实用新型还可以配合零件加工质量管理系统，能够将自动化测量所获取的工件长度信息记录保存，进而对工件长度信息进行分析，能够判断加工生产线的运行状态，进而对加工系统进行相应的闭环补偿，优化生产参数。

附图说明

图1是本实用新型的一种套筒类零件长度自动测量装置的一个优选实施例的立体结构示意图；

图2是图1所示实施例的另一个视角的立体结构示意图；

图3是图1所示实施例的主视图；

图4是图1所示实施例中限位圆盘的结构示意图；

图5是图1所示实施例中限位套筒的结构示意图。

图中附图标记的含义：1、底板，2、推板，21、通孔，3、气缸，4、V型块，5、工件，6、滑台，7、L型板，71、U型孔，8、传感器安装板，81、槽结构，9、限位圆盘，91、支撑块安装槽，10、支撑块，11、限位套筒，111、压紧块安装槽，12、压紧块，13、传感器，14、感应杆，15、感应磁环，16、导轨。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。

参见图1至图3，本实用新型的套筒类零件长度自动测量装置，包括：装夹机构、定位机构及测量机构。其中，装夹机构包括：底板1、推板2、气缸3及V型块4，推板2连接于气缸3的活塞杆上，V型块4固定连接于推板2上用于支承和限位待测量的工件5，气缸3驱动推板2进而带动V型块4运动。作为一种改进，装夹机构还包括一个滑动连接于底板1上的滑台6，滑台6上固设有一对L型板7，L型板7上形成有U型孔71以固定连接V型块4，从而方便调节V型块4的安装高度，进而提高该装置的通用性使其能够适用于测量更多规格尺寸的工件5。

定位机构包括：传感器安装板8、限位圆盘9、支撑块10、限位套筒11及压紧块12，传感器安装板8固定于底板1上位于远离气缸3的一端，传感器安装板8上形成有能够容纳V型块4穿过的槽结构81，限位圆盘9与传感器安装板8固定连接，支撑块10固定连接于限位圆盘9上，限位套筒11与推板2固定连接，压紧块12固定连接于限位套筒11上，限位圆盘9与限位套筒11同轴设置。作为一种优选，支撑块10与压紧块12彼此相对的一面为平面，从而确保测量结果的准确性和可靠性。

优选地，传感器安装板8上形成有腰型孔以固定连接限位圆盘9，推板2上形成有腰型孔以固定连接限位套筒11，从而能够灵活调整限位圆盘9及限位套筒11的安装位置。

进一步地，如图4和图5所示，限位圆盘9上形成有三个沿其轴线成120度均匀分布的支撑块安装槽91，支撑块安装槽91内形成有贯通的腰形孔以连接支撑块10，支撑块10上的连接孔为沉孔；同样地，限位套筒11上形成有三个沿其轴线成120度均匀分布的压紧块安装槽111，压紧块安装槽111内形成有贯通的腰型孔以连接压紧块12，压紧块12上的连接孔为沉孔。这样的话，就能够根据待测工件5的直径、长度调整支撑块10在限位圆盘9上的径向位置以及压紧块12在限位套筒11上的径向位置，从而使装置适用于更多规格尺寸的工件5。

本实用新型采用的是非接触式测量，具体地，测量机构包括：传感器13、感应杆14及感应磁环15，传感器13安装于传感器13固定板上，感应磁环15位于限位套筒11内部并且与推板2固定连接，感应杆14与传感器13相连并且穿过传感器安装板8到达测量区域（即传感器安装板8与推板2之间的空间），感应磁环15与感应杆14同轴设置，在推板2上形成有能够容纳感应杆14穿过的通孔21，这样一来，通过感应磁环15在感应杆14上的相对位置即可测量得到工件5的长度。

作为一种具体结构，如图1所示，底板1包括滑动部和固定部，气缸3安装于固定部，滑动部上安装有导轨16，滑台6滑动连接于导轨16上。优选地，滑台6为燕尾槽滑台6，导轨16为燕尾槽导轨16，采用气缸3配合燕尾槽导轨16可以实现很高的直线运动精度，使得感应磁环15与感应杆14的同轴度保持在合理范围，保证了测量的顺利进行及测量精度。

为了更好地理解本实用新型，对本实用新型的装置的测量过程进行简要阐述。

在测量之前，需要对测量装置进行标定，标定过程如下：气缸3推动推板2在导轨16上滑动，直至压紧块12与支撑块10紧密接触，气缸3停止动作，此时，传感器13感知到感应磁环15在感应杆14上的位置，将此时感应磁环15的位置标定为测量参考位置，气缸3带动推板2复位，准备对工件5进行测量。

下面以一个测量周期为例介绍自动测量的动作过程：首先，将工件5放置于V型块4中，V型块4对工件5的外圆面进行定位；然后，气缸3推动推板2沿导轨16滑动，直至工件5与支撑块10接触，工件5停止运动，气缸3推动推板2继续运动，直至压紧块12与工件5接触，气缸3停止动作，此时工件5被夹持于支撑块10和压紧块12之间，感应杆14伸入感应磁环15内，传感器13感应到此时感应磁环15在感应杆14上相对于之前的测量参考位置的位置数值，该数值即为工件5的长度尺寸，并进行记录保存；最后，气缸3带动推板2复位，取出工件5，完成本次测量，放入新的工件5即可进入下一工件5的测量。

综上，本实用新型的测量装置结合套筒类零件共同的几何特性，如主要平面基本都是圆柱型，有较高的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度要求，完成套筒类零件关键尺寸检测的可靠性设计。采用V型块4、支撑块10和压紧块12实现套筒类零件的定位和装夹，采用非接触式测量技术实现套筒类零件关键尺寸检测，非接触式测量方式不会对传感器13造成任何磨损，可以大大地提高装置的可靠性和使用寿命，且传感器13可以将工件5尺寸数据以数字量的形式导出，再结合零件加工质量管理系统即可对尺寸数据进行分析，优化生产参数。同时，本实用新型采自动化技术，实现了整个装置的机电一体化，配合专用机械手和数控专机，就可以实现套筒类零件的自动上下料、自动加工和自动测量，提高了套筒类零件自动化测量程度。此外，本实用新型还具有较高的灵活性和通用性，支撑块10在限位圆盘9上的径向位置、压紧块12在限位套筒11上的径向位置以及V型块4在L型板7上的竖直位置都可以根据套筒类零件的几何参数进行相应的调整，以适应不同直径、不同长度的套筒类零件长度的自动化测量，提高了整套装置的利用率。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种套筒类零件长度自动测量装置，其特征在于，包括：装夹机构、定位机构及测量机构；

所述装夹机构包括：底板、推板、气缸及V型块，所述推板连接于气缸的活塞杆上，所述V型块固定连接于推板上；

所述定位机构包括：传感器安装板、限位圆盘、支撑块、限位套筒及压紧块，所述传感器安装板固定于底板上并远离所述气缸，传感器安装板上形成有能够容纳V型块穿过的槽结构，所述限位圆盘与传感器安装板固定连接，所述支撑块固定连接于限位圆盘上，所述限位套筒与推板固定连接，所述压紧块固定连接于限位套筒上，所述限位圆盘与限位套筒同轴设置；

所述测量机构包括：传感器、感应杆及感应磁环，所述传感器安装于传感器固定板上，所述感应磁环位于限位套筒内部并且与推板固定连接，感应杆与传感器相连并且穿过传感器安装板到达测量区域，感应磁环与感应杆同轴设置，所述推板上形成有供感应杆穿过的通孔。

2.根据权利要求1所述的一种套筒类零件长度自动测量装置，其特征在于，所述支撑块与压紧块彼此相对的一面为平面。

3.根据权利要求1所述的一种套筒类零件长度自动测量装置，其特征在于，所述装夹机构包括一个滑动连接于底板上的滑台，所述滑台上固设有一对L型板，所述L型板上形成有U型孔以固定连接V型块。

4.根据权利要求1所述的一种套筒类零件长度自动测量装置，其特征在于，所述传感器安装板上形成有腰型孔以固定连接限位圆盘，所述推板上形成有腰型孔以固定连接限位套筒。

5.根据权利要求4所述的一种套筒类零件长度自动测量装置，其特征在于，所述限位圆盘上形成有三个沿其轴线成120度均匀分布的支撑块安装槽，支撑块安装槽内形成有贯通的腰形孔以连接支撑块，所述支撑块上的连接孔为沉孔。

6.根据权利要求4所述的一种套筒类零件长度自动测量装置，其特征在于，所述限位套筒上形成有三个沿其轴线成120度均匀分布的压紧块安装槽，压紧块安装槽内形成有贯通的腰型孔以连接压紧块，所述压紧块上的连接孔为沉孔。

7.根据权利要求3所述的一种套筒类零件长度自动测量装置，其特征在于，所述底板包括滑动部和固定部，所述气缸安装于固定部，所述滑动部上安装有导轨，所述滑台滑动连接于导轨上。

8.根据权利要求7所述的一种套筒类零件长度自动测量装置，其特征在于，所述滑台为燕尾槽滑台，所述导轨为燕尾槽导轨。