CN206618399U - 自动测工件高度仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动测工件高度仪，包括：用于安装并定位待测工件的工件定位机构，用于测量所述工件的高度的高度规测试仪，所述高度规测试仪及工件定位机构与外部PLC通讯连接，由所述PLC对所述高度规测试仪及工件定位机构进行控制；所述高度规测试仪位于所述工件定位机构的一侧。本实用新型通过对工件的自动精准定位，实现了现代制造技术机电一体化要求并且很大限度提升产品制造精度和生产效率。

Description

自动测工件高度仪

技术领域

本实用新型涉及测试设备技术领域，尤其涉及一种自动测工件高度仪。

背景技术

随着生活水平的提高，经济的快速发展和市场需求的多样化，以及劳动力成本的增加，人们对产品生产品质，外观要求越来越高。生产单位对生产效率以及生产工具的自动化水平越来越高。

目前，对工件深度以及相对高度的测量通常采用厚度规、高度仪等测试仪器，将测试仪器固定到大理石平台支架进行点位基准归零的方式通过人工测量并判断工件尺寸是否合格。

现有的生产方式适合打样定制生产的单工件或者小批量工件的尺寸确认，对于批量性零件加工生产，若采用以上方式往往出现以下几个弊端：

1，生产效率低：测试判断完全需要采用一人一机，浪费人工成本。

2，检测误判：容易因检测人员疲劳以及操作手法失误造成检测误判；

3，产品外观良率降低：手动检测无法避免对工件来回翻转搬运，会对产品造成产品间以及产品与工作台碰撞，碰伤挂伤产品。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种自动测工件高度仪，旨在提高生产效率、产品测量准确度和生产工具的自动化水平。

为实现上述目的，本实用新型是这样实现的，本实用新型提供的一种自动测工件高度仪，包括：用于安装并定位待测工件的工件定位机构，用于测量所述工件的高度的高度规测试仪，所述高度规测试仪及工件定位机构与外部PLC通讯连接，由所述PLC对所述高度规测试仪及工件定位机构进行控制；所述高度规测试仪位于所述工件定位机构的一侧。

本实用新型的进一步地技术方案是，所述自动测工件高度仪还包括：底座，所述工件定位机构及高度规测试仪均安装在所述底座上。

本实用新型的进一步地技术方案是，所述工件定位机构包括：用于夹持工件的工件定位机械手，由X轴步进电机、X轴导向轨道构成的X轴定位机构，以及由Y轴步进电机、Y轴导向轨道构成的Y轴定位机构；所述X轴步进电机设置在所述X轴导向轨道的一端，所述Y轴步进电机设置在所述Y轴导向轨道的一端；所述X轴导向轨道与所述Y轴导向轨道分别沿X轴方向和Y轴方向交互设置；其中：所述工件定位机械手由所述X轴步进电机驱动可沿所述X轴导向轨道以X轴方向移动，以及由所述Y轴步进电机驱动沿所述Y轴导向轨道以Y轴方向移动。

本实用新型的进一步地技术方案是，所述X轴定位机构滑动设置在所述Y轴定位机构之上，所述工件定位机械手与所述X轴步进电机驱动连接，由所述X轴步进电机驱动沿所述X轴导向轨道以X轴方向移动；所述X轴导向轨道与所述Y轴步进电机驱动连接，由所述Y轴步进电机驱动，带动所述工件定位机械手沿所述Y轴导向轨道以Y轴方向移动。

本实用新型的进一步地技术方案是，所述自动测工件高度仪还包括：标识记号笔夹持器，所述标识记号笔夹持器与所述PLC连接，由所述PLC控制，在所述高度规测试仪进行高度检测并由所述PLC识别出工件尺寸不良时，通过所述标识记号笔夹持器上的标识记号笔自动标识。

本实用新型的进一步地技术方案是，所述高度规测试仪设置有探头，所述自动测工件高度仪还包括：与所述探头连接、用于在所述高度规测试仪完成一个测试点即将进行下一个测试点测量时拉动所述探头的气缸。

本实用新型的进一步地技术方案是，所述底座为设置有平台的支架结构，所述底座的底部设置有万向轮。

本实用新型的进一步地技术方案是，所述自动测工件高度仪还包括：用于对所述自动测工件高度仪进行散热的电控散热风扇。

本实用新型的有益效果是：通过对工件的自动精准定位，实现工件被测点高度的自动测试，可以最大限度的节省人力成本，不良自动标识，实现了现代制造技术机电一体化要求并且很大限度提升产品制造精度和生产效率。

附图说明

图1是本实用新型自动测工件高度仪的内部结构示意图；

图2是本实用新型自动测工件高度仪的立体结构示意图。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

附图标号

【1】电控散热风扇；

【2】X轴步进电机；

【3】Y轴步进电机；

【4】Y轴导向轨道；

【5】工件定位机械手；

【6】X轴导向轨道；

【7】标识记号笔夹持器；

【8】气缸；

【9】高度规测试仪；

【10】平台；

【11】万向轮。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

具体地，请参照图1及图2所示，本实用新型提出一种自动测工件高度仪，包括：用于安装并定位待测工件的工件定位机构，用于测量所述工件的高度的高度规测试仪9，所述高度规测试仪9及工件定位机构与外部PLC通讯连接，由所述PLC对所述高度规测试仪9及工件定位机构进行控制；所述高度规测试仪9位于所述工件定位机构的一侧。

由此，通过对工件的自动精准定位，实现工件被测点高度的自动测试，提高了生产效率、产品测量准确度和生产工具的自动化水平，并最大限度的节省人力成本。

具体地，本实施例中，高度规测试仪9为系统核心部件，系统整体通过PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)与高度规测试仪9进行通讯，PLC与高度规测试仪9进行数据交换，PLC通过数据判断被测点是否为设置的标准规格数据，并通过此判断对不良品进行识别，从而通过PLC实现对工件高度测试的控制。

其中，PLC是一种采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，其基本构成包括：

电源、中央处理单元(CPU)、存储器、输入输出接口电路、功能模块以及通信模块。

当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。

通常，可编程逻辑控制器具有以下特点：

1.使用方便，编程简单

采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。

2.功能强，性能价格比高

一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。它与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。PLC可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。

3.硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强

PLC产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器。

硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。

4.可靠性高，抗干扰能力强

传统的继电器控制系统使用了大量的中间继电器、时间继电器，由于触点接触不良，容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件，接线可减少到继电器控制系统的1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。

PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。

5.系统的设计、安装、调试工作量少

PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。

PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法来设计。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，设计梯形图的时间比设计相同功能的继电器系统电路图的时间要少得多。

PLC的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过PLC上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少得多。

6.维修工作量小，维修方便

PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故障。

为了承载上述各器件和机构，在本实施例中，自动测工件高度仪还可以包括：底座12和壳体，所述工件定位机构及高度规测试仪9均安装在所述底座12上，PLC等控制器，以及工件定位机构及高度规测试仪9放置在壳体内。

另外，为了对自动测工件高度仪进行散热，工件高度仪还可以包括：电控散热风扇1，如图2所示。

更为具体地，所述工件定位机构包括：用于夹持工件的工件定位机械手5，由X轴步进电机2、X轴导向轨道6构成的X轴定位机构，以及由Y轴步进电机3、Y轴导向轨道4构成的Y轴定位机构；所述X轴步进电机2设置在X轴导向轨道6的一端，所述Y轴步进电机3设置在所述Y轴导向轨道4的一端；所述X轴导向轨道6与所述Y轴导向轨道4分别沿X轴方向和Y轴方向交互设置；其中：所述工件定位机械手5由所述X轴步进电机2驱动可沿所述X轴导向轨道6以X轴方向移动，以及由所述Y轴步进电机3驱动沿所述Y轴导向轨道4以Y轴方向移动。

其中，工件定位机械手5用于产品(工件)测量自动运行时定位夹持产品或产品治具的作用。

所述X轴步进电机2用于设备运行时机构(携带工件产品)X轴运动伺服进给；所述Y轴步进电机3用于设备运行时机构Y轴运动伺服进给。

所述Y轴导向轨道4用于设备运行时保证机构Y轴精确运动，所述X轴导向轨道6用于设备运行时保证机构X轴精确运动。

其中，作为一种实施方式，X轴定位机构和Y轴定位机构可以采用如下结构设计：

如图2所示，所述X轴定位机构滑动设置在所述Y轴定位机构之上，所述工件定位机械手5与所述X轴步进电机2驱动连接，由所述X轴步进电机2驱动沿所述X轴导向轨道6以X轴方向移动；

所述X轴导向轨道6与所述Y轴步进电机3驱动连接，由所述Y轴步进电机3驱动，带动所述工件定位机械手5沿所述Y轴导向轨道4以Y轴方向移动。由此，使得载具自动运行通过精密导向轨道，在设备运行时保证机构X轴及Y轴精确运动到测试点。

进一步地，为了标识不良产品，本实施例中自动测工件高度仪还包括：标识记号笔夹持器7，所述标识记号笔夹持器7与所述PLC连接，由所述PLC控制，在所述高度规测试仪9进行高度检测并由所述PLC识别出工件尺寸不良时，通过所述标识记号笔夹持器7上的标识记号笔对不良点位自动标识。

为了实现工件测量的连续性，提高测试效率，所述高度规测试仪9设置有探头，所述自动测工件高度仪还包括：与所述探头连接、用于在所述高度规测试仪9完成一个测试点即将进行下一个测试点测量时拉动所述探头的气缸8，由此，在高度规测试仪9自动测试完成某一个测试点后即将进行下一个测试点测量时，高度规测试仪9的探头通过气缸8拉动抬高等待下一个测试点动作指令发出测试，实现工件测量的连续性，提高测试效率。

由此，通过PLC对步进电机进行根据产品被测点的坐标精确脉冲控制，步进电机通过同步带轮传动拖动产品定位载具(包括上述X轴定位机构、Y轴定位机构、工件定位机械手5等)相对于高度规测试仪9的探头进行精确点动定位后，PLC与高度规测试仪9通过RS32C通讯板通讯，读取数据后判断被测点尺寸是否为设定规格并控制记号标识笔进行不良标识。

进一步地，如图1及图2所示，所述底座12可以为设置有平台10的支架结构，平台10可以为大理石平台10，用于被测产品定位载具放置平台10，利用其物理特性稳定的特点保证产品测试的稳定性能。

为了方便整个测试仪的搬运以及设备平整度调整，本实施例还在所述底座12的底部设置有万向轮11。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种自动测工件高度仪，其特征在于，包括：用于安装并定位待测工件的工件定位机构，用于测量所述工件的高度的高度规测试仪，所述高度规测试仪及工件定位机构与外部PLC通讯连接，由所述PLC对所述高度规测试仪及工件定位机构进行控制；所述高度规测试仪位于所述工件定位机构的一侧。

2.根据权利要求1所述的自动测工件高度仪，其特征在于，所述自动测工件高度仪还包括：底座，所述工件定位机构及高度规测试仪均安装在所述底座上。

3.根据权利要求2所述的自动测工件高度仪，其特征在于，所述工件定位机构包括：用于夹持工件的工件定位机械手，由X轴步进电机、X轴导向轨道构成的X轴定位机构，以及由Y轴步进电机、Y轴导向轨道构成的Y轴定位机构；所述X轴步进电机设置在所述X轴导向轨道的一端，所述Y轴步进电机设置在所述Y轴导向轨道的一端；所述X轴导向轨道与所述Y轴导向轨道分别沿X轴方向和Y轴方向交互设置；其中：所述工件定位机械手由所述X轴步进电机驱动可沿所述X轴导向轨道以X轴方向移动，以及由所述Y轴步进电机驱动沿所述Y轴导向轨道以Y轴方向移动。

4.根据权利要求3所述的自动测工件高度仪，其特征在于，所述X轴定位机构滑动设置在所述Y轴定位机构之上，所述工件定位机械手与所述X轴步进电机驱动连接，由所述X轴步进电机驱动沿所述X轴导向轨道以X轴方向移动；所述X轴导向轨道与所述Y轴步进电机驱动连接，由所述Y轴步进电机驱动，带动所述工件定位机械手沿所述Y轴导向轨道以Y轴方向移动。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的自动测工件高度仪，其特征在于，所述自动测工件高度仪还包括：标识记号笔夹持器，所述标识记号笔夹持器与所述PLC连接，由所述PLC控制，在所述高度规测试仪进行高度检测并由所述PLC识别出工件尺寸不良时，通过所述标识记号笔夹持器上的标识记号笔自动标识。

6.根据权利要求5所述的自动测工件高度仪，其特征在于，所述高度规测试仪设置有探头，所述自动测工件高度仪还包括：与所述探头连接、用于在所述高度规测试仪完成一个测试点即将进行下一个测试点测量时拉动所述探头的气缸。

7.根据权利要求2所述的自动测工件高度仪，其特征在于，所述底座为设置有平台的支架结构，所述底座的底部设置有万向轮。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的自动测工件高度仪，其特征在于，所述自动测工件高度仪还包括：用于对所述自动测工件高度仪进行散热的电控散热风扇。