CN205373620U - 一种基于压力传感器和以太网控制的零件尺寸检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于压力传感器和以太网控制的零件尺寸检测装置，包括挡板和行程开关，挡板的一侧设置待测零件，所述待测零件设置在挡板与行程开关相对的一面；挡板和行程开关之间设置进行往复运动、且能够与挡板和行程开关分别相撞产生压力的压力传感器，压力传感器上连接带动压力传感器运动的电机，电机通过网络控制模块连接控制器；网络控制模块还与压力传感器通信相连，用于将接收压力传感器的压力值传送给控制器。本实用新型测量平台搭建简单，不需要进行精细调整即可进行高精度的测量，适合各种不同的场景，能够满足现代工业特别是制造工业中对工件尺寸测量的需求，测量范围大，精度高，结构简单价格低，适宜于工厂环境。

Description

一种基于压力传感器和以太网控制的零件尺寸检测装置

技术领域

本实用新型属于机械领域，尤其涉及一种基于压力传感器和以太网控制的零件尺寸检测装置。

背景技术

机械工业是国民经济发展的重要基础，计量测试技术则是机械工业发展的先决条件之一。目前机械工业的产品日益向高精度网络化方向发展，因而对计量测试的技术和仪器要求也愈来愈高。现有的三维接触式测量方法是由传统的探针式的接触测量方法发展而来的,目前三坐标测量机是该方法发展的成功典范和主要的使用工具，但价格昂贵且工作环境要求高，不能在线测量；光学非接触式测头,它通过光学成像系统和CCD摄像机来确定探测球体的位置,不足之处是对于相对较大的形体测量,采集不同波长的图像花费时间较多。激光干涉仪需要在被测物体上安装反射镜，反射镜需要移动，所测尺寸实际上为反射镜的直线位移，需进行一次转换才能获得静态的几何尺寸，因而存在转换误差和转换便利性问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于压力传感器和以太网控制的零件尺寸检测装置，以解决现有技术中测量过程麻烦、测量装置的设置要求高、对环境要求高的问题。

本实用新型采用以下技术方案：

一种基于压力传感器和以太网控制的零件尺寸检测装置，包括挡板和行程开关，挡板的一侧设置待测零件，所述待测零件设置在挡板与行程开关相对的一面；挡板和行程开关之间设置进行往复运动、且能够与挡板和行程开关分别相撞产生压力的压力传感器，压力传感器上连接带动压力传感器运动的电机，电机通过网络控制模块连接控制器；网络控制模块还与压力传感器通信相连，用于将接收压力传感器的压力值传送给控制器。

还包括丝杠、检测台和联轴器，电机通过联轴器连接丝杠，检测台在丝杠上运动，压力传感器安装在检测台上。

所述电机为伺服电机，控制器通过网络控制模块与伺服电机驱动器连接，伺服电机驱动器与伺服电机相连接。

所述压力传感器为高精度压力传感器。

所述挡板和行程开关固定设置。

所述控制器为电脑或单片机。

本实用新型测量平台搭建简单，不需要初始平台搭建时进行精密调整即可进行高精度的测量，因此适合应用于各种不同的场景；本实用新型采用高精度的压力传感器，通过获取的高精度压力值，以获取更准确的零件尺寸；同时本实用新型通过网络控制模块和控制器与压力传感器进行通信，可以实时的进行尺寸的测量，因此本实用新型能够满足现代工业特别是制造工业中对工件尺寸测量的需求，测量范围大，精度高，结构简单价格低，适宜于工厂环境。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构图。

图2为本实用新型的测量工作原理图；

其中，1-待测零件；2-挡板；3-行程开关；4-压力传感器；5-检测台；6-丝杠；7-联轴器；8-电机；9-伺服电机驱动器；10-网络控制模块；11-控制器。

具体实施方式

下面结合附图1~2和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型提供一种基于压力传感器和以太网控制的零件尺寸检测装置，包括挡板2和行程开关3，挡板2和行程开关3相对设置，并且挡板2与行程开关3相对的一侧设置待测零件1；挡板2和行程开关3之间设置压力传感器4，压力传感器4通过电机8带动在待测零件1和行程开关3之间进行往复运动，并且压力传感器4的设置应当保证在压力传感器4运动到待测零件1处或者行程开关3处时，能够与待测零件1和行程开关3分别相撞产生压力。而电机8通过网络控制模块10连接控制器11；网络控制模块10还与压力传感器4通信相连，将接收的压力传感器4的压力值传送给控制器11。

本实用新型的零件尺寸检测装置还可以包括丝杠6、检测台5和联轴器7，电机8通过联轴器连接丝杠6，检测台5安装在丝杠6上，压力传感器4安装在检测台5上，检测台5沿丝杠6在待测零件1和行程开关3之间运动，进而带动压力传感器4运动。丝杠6可以选择滚珠丝杠6。电机8为伺服电机，控制器11通过网络控制模块10与伺服电机驱动器连接，伺服电机驱动器与伺服电机相连接。控制器11通过网络控制模块10发出运动信号后，伺服电机驱动器驱动伺服电机正反向运动进而带动检测台5沿丝杠6往返运动，检测台5进而带动压力传感器4在待测零件1和行程开关3之间进行往返运动。

为提高测量的精度，压力传感器4选择高精度压力传感器4。而控制器11优先选择电脑或者工控机，但是也可选择单片机。

如图1和图2所示，为本实用新型的工作原理。另需要说明的是，下述的计算过程中使用的计算方法，如根据压力传感器4压力的大小计算受压距离，根据伺服电机的转动圈数和丝杠的螺距计算移动长度，均为现有的技术中经常使用的简单运算方法，在此，仅仅是为了详细的描述本实用新型的具体工作原理。

通过控制器11进行开机后伺服电机带动丝杠6旋转，使检测台5向右以速度V1移动，当压力传感器4碰到行程开关3后，继续以低速V2行驶，且当伺服电机驱动器再接收到设定的n个脉冲后电机停止转动，此时压力传感器不在运动，延时一定时间t1后检测台5自动向左以速度V3行驶，当脉冲数达到设定值n1后停止到图2中的A点。

需要测量待测零件1尺寸时，在控制器11按下测量按钮，检测台5自A点以速度V3向左行驶，当压力传感器碰到待测零件1且压力达到设定值范围（例如压力大于等于P2）后停止在C点并延时一定时间t2，然后读取此时压力值P1和从A点到C点网络控制模块10发出的脉冲数n2，延时到时后检测台自动以速度V1向右行驶。当碰到行程开关再以速度V2行驶n个脉冲后停止，延时t1后检测台自动向左行驶，当伺服电机驱动器接收到n1个脉冲后停止在A点。如需再次测量，按监控界面按钮即可，如此循环。

通过压力传感器与网络控制模块10的通信连接，将需要的各个压力值传递给控制器11，然后通过现有的一些简单计算获取待测零件尺寸，具体计算方法如下：

如图2所示，假设在待测零件侧时压力传感器刚碰到待测零件的位置为B点，在右侧压力传感器刚碰到行程开关的位置为D点，则在左侧压力传感器从开始碰到待测零件（B点）到停止（C点）压力变化为P1-P0。如果选用的压力传感器每被压形变1微米所输出压力值的变化为K1（K1/微米），则可以得到在待测工件侧压力传感器被压形变后移动距离s1：

s1=（P1-P0）/K1(1)

如果从右侧停止位置E点到A点驱动器接收的脉冲数为n1，从A点到左侧停止位置C点驱动器接收的脉冲数为n2，并且如果伺服电机驱动器每接收n3个脉冲伺服电机转动一周，丝杠螺距为K毫米，则伺服电机驱动器每接收一个脉冲传感器移动的距离为(1000*K)/n3微米。假定压力传感器的厚度为h，则可得到测量过程中从右侧停止位置E点到左侧停止位置C点的长度L3为：

L3=（n1+n2）*(1000*K)/n3+h(2)

从E点到D点的长度s2为：

s2=n*(1000*K)/n3(3)

而从行程开关固定点D到工件右侧的长度L2为：

L2=L3-S1-S2+h=（n1+n2-n）*(1000*K)/n3-（P1-P0）/K1+h(4)

如过首先利用上述的方法测出从行程开关固定D点到挡板的长度L1，则待测零件的长度L为：

L=L1-L2(5)。

Claims (6)

1.一种基于压力传感器和以太网控制的零件尺寸检测装置，其特征在于：包括挡板和行程开关，挡板的一侧设置待测零件，所述待测零件设置在挡板与行程开关相对的一面；挡板和行程开关之间设置进行往复运动、且能够与挡板和行程开关分别相撞产生压力的压力传感器，压力传感器上连接带动压力传感器运动的电机，电机通过网络控制模块连接控制器；网络控制模块还与压力传感器通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于压力传感器和以太网控制的零件尺寸检测装置，其特征在于：还包括丝杠、检测台和联轴器，电机通过联轴器连接丝杠，检测台在丝杠上运动，压力传感器安装在检测台上。

3.根据权利要求1所述的一种基于压力传感器和以太网控制的零件尺寸检测装置，其特征在于：所述电机为伺服电机，控制器通过网络控制模块与伺服电机驱动器连接，伺服电机驱动器与伺服电机相连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于压力传感器和以太网控制的零件尺寸检测装置，其特征在于：所述压力传感器为高精度压力传感器。

5.根据权利要求1所述的一种基于压力传感器和以太网控制的零件尺寸检测装置，其特征在于：所述挡板和行程开关固定设置。

6.根据权利要求1所述的一种基于压力传感器和以太网控制的零件尺寸检测装置，其特征在于：所述控制器为电脑或单片机。