CN214200047U - 螺钉高度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种螺钉高度检测装置，用于对产品上的螺钉高度进行检测。螺钉高度检测装置包括：配备有位移传感器的安装台；放置产品并且能在位移传感器下方升降的升降治具台；固定支架，固定支架连接到安装台，并且沿产品的升降方向连接有导轨；以及传感器固定板，传感器固定板连接有位移传感器和将位移传感器容纳于其中的基准套筒，并且能在导轨内连同位移传感器和基准套筒一起滑动。位移传感器从基准套筒中突伸出规定的长度。上述螺钉高度检测装置能够避免不同印刷线路板和底座的单品自身误差对螺钉高度的测试精度产生影响，保证了测试的稳定性及可靠性。

Description

螺钉高度检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种螺钉高度检测装置，更具体地说，涉及一种用于检测安装在印刷电路板(PCB)上的螺钉高度的检测装置。

背景技术

在电子控制单元(ECU)设备的生产过程中，在将PCB固定到底座时需要对PCB上的螺钉高度进行尺寸测量。目前，现有设备通常采用将PCB的基板锁定螺钉与外盖锁定螺钉进行锁定之后通过位移传感器直接检测螺钉的高度。

图1和2示出了一种通过位移传感器直接检测螺钉高度的传统型螺钉高度检测装置，其中，图1是将归零治具板投入升降治具台以对位移传感器进行归零处理的状态示意图，图2是将PCB板投入升降治具台以对PCB上的螺钉高度进行检测的状态示意图。

如图1所示，螺钉高度检测装置100包括固定地安装有位移传感器102 的安装台101、位于位移传感器102下方的升降治具台103和驱动升降治具台 103上下移动的升降气缸104。

在归零处理阶段，将归零治具板105投入升降治具台103，从而以归零治具板105为基准对位移传感器102进行归零处理。归零治具板105通常由产品、即PCB 106及承载该PCB106的底座107的尺寸确定。

归零处理阶段的步骤包括：

(a)将归零治具板105投入升降治具台103；

(b)驱动升降气缸104，使升降气缸104上升，并带动归零治具板105 上升；

(c)使归零治具板105接触并压缩位移传感器102，例如，将位移传感器102压缩2mm位置；

(d)位移传感器102反馈信号并设置归零位，即零点。

在完成归零处理之后，再实施螺钉高度检测作业。

高度检测阶段的步骤包括：

(e)使升降气缸104下降到原位，取出归零治具板105；

(f)将PCB 106及承载该PCB 106的底座107投入升降治具台103；

(g)将PCB106上的螺钉108对准位移传感器102，使升降气缸104再次上升，并且使螺钉108接触并压缩位移传感器102；

(h)位移传感器102再次反馈信号，并计算当前位置与之前设置的零点之间的高度差，即螺钉高度。

然而，上述传统型螺钉高度检测装置依然存在各种问题与不足。

首先，归零治具板通常由产品的尺寸确定，即归零治具板根据PCB和底座装配之后的理论厚度尺寸设计制作。但是，由于PCB和底座的厚度均存在公差范围，归零治具板因此只能根据一个中间参考值进行制作。在实际生产中，归零治具板受到PCB和底座的个体尺寸影响较大，因此导致归零治具板的成品不良率增加。

此外，除了上述中间参考值存在误差之外，归零治具板在加工过程也存在一定尺寸误差，这进一步恶化了归零治具板的成品不良率。由于需要耗费时间处理不良品，设备的正常生产也受到了影响。

为此，目前急需设计一种能够消除产品个体差异对螺钉高度检测的影响以准确确定螺钉高度尺寸的设备，从而使螺钉高度的检测结果更加准确、稳定和可靠。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的螺钉高度检测装置，该检测装置能够消除产品个体差异对螺钉高度检测的影响，从而获得更加准确、稳定和可靠的检测结果。

本实用新型涉及一种对产品上的螺钉高度进行检测的螺钉高度检测装置，包括：

配备有位移传感器的安装台；以及

放置产品并且能在位移传感器下方升降的升降治具台，

其中，还包括：

固定支架，固定支架连接到安装台，并且沿产品的升降方向设置有导轨；以及

传感器固定板，传感器固定板连接有位移传感器和将位移传感器容纳于其中的基准套筒，并且能在导轨内连同位移传感器和基准套筒一起滑动，

其中，位移传感器从基准套筒中突伸出规定的长度。

需要说明的是，术语“连接”在本实用新型中可以做广义理解。即，可以是固定连接或一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。

同样，术语“设置”在本实用新型中也可以做广义理解。即，可以是部件本身所形成的结构，也可以是借助于紧固件安装到该部件上的结构，或者通过焊接之类的手段结合到该部件上的结构。

技术特征“将位移传感器容纳于其中的基准套筒”限定了位移传感器与基准套筒之间的关系，即，位移传感器被基准套筒所包围。需要注意的是，该技术特征不仅涵盖了位移传感器与基准套筒同心设置的情形，而且涵盖了位移传感器与基准套筒偏心设置的情形。

较佳的是，传感器固定板可以借助至少一个紧固件连接到固定支架。

在上述示例中，至少一个紧固件为一对紧固螺钉。

较佳的是，固定支架可以包括：彼此连接成L形的第一部分和第二部分，第一部分连接到安装台；以及连结件，连结件与第二部分连接，至少一个紧固件穿过并固定到连结件。

更佳的是，至少一个紧固件可以套装有弹性件，弹性件位于连结件与传感器固定板之间。

需要说明的是，术语“套装”特别地涉及诸如弹簧之类的弹性件，由于弹簧为空心卷绕结构，可以将紧固件插入到弹簧的空心卷绕结构，以使弹簧以缠绕的方式结合到紧固件。当然，也可以采用其它等效的部件来替代上述弹性件和紧固件。

在上述示例中，弹性件为弹簧，和/或导轨为直线轨道。

较佳的是，位移传感器可以沿产品的升降方向穿过传感器固定板而被固定到传感器固定板，基准套筒包围位移传感器并从传感器固定板突伸。

较佳的是，还可以包括驱动升降治具台上下移动的升降气缸。

较佳的是，规定的长度可以为2mm。

在如上所述的所有示例中，产品为印刷线路板，印刷线路板配备有将其承载于其上的底座。

根据本实用新型的螺钉高度检测装置的优点在于：

(i)根据本实用新型的螺钉高度检测装置采用了新的测量方式，避免不同PCB和底座的单品自身误差对螺钉高度的测试精度产生影响，保证了测试的稳定性及可靠性；

(ii)根据本实用新型的螺钉高度检测装置通过将基准套筒设计在位移传感器的外部，能够对其中的位移传感起到保护作用；

(iii)根据本实用新型的螺钉高度检测装置的测量部被固定在微型直线导轨上，并且固定支架和连结件之间通过紧固件和弹性件连接，在基准套筒压到PCB板时，弹性件能够提供一定缓冲距离，以防止强行下压时将PCB板损坏。

附图说明

为了进一步说明本实用新型的螺钉高度检测装置的结构及其检测方法，下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明，其中：

图1和2示出了一种通过位移传感器直接检测螺钉高度的传统型螺钉高度检测装置，其中，图1是将归零治具板投入升降治具台以对位移传感器进行归零处理的状态示意图，图2是将PCB投入升降治具台以对PCB上的螺钉高度进行检测的状态示意图；

图3和4示出了根据本实用新型的螺钉高度检测装置，其中，图3是将归零治具板投入升降治具台以对位移传感器进行归零处理的状态示意图，图4是将PCB投入升降治具台以对PCB上的螺钉高度进行检测的状态示意图；

图5是图3和4所示的螺钉高度检测装置的测量部的放大示意图；

图6至8分别示出了使用根据本实用新型的螺钉高度检测装置对PCB上的螺钉进行高度检测的全过程，其中，图6示出了如图5所示的螺钉高度检测装置在归零前的状态，图7示出了如图5所示的螺钉高度检测装置在归零过程中到达零位时的状态，图8示出了如图5所示的螺钉高度检测装置在螺钉高度检测过程中基准套筒与PCB接触时的状态；以及

图8A是图8中的圆圈部分的放大示意图。

附图标记

100 螺钉高度检测装置

1、101 安装台

2、102 位移传感器

3、103 升降治具台

4、104 升降气缸

5、105 归零治具板

6、106 印刷电路板(PCB)

7、107 底座

8、108 螺钉

9 固定支架

9a 第一部分

9b 第二部分

10 导轨

11 连结件

12 紧固件

13 弹性件

14 传感器固定板

15 基准套筒

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的螺钉高度检测装置及其检测方法，其中，相同的部件由相同的附图标记进行标示。

应当明确，说明书所描述的实施例仅仅涵盖本申请的一部分实施例，而非全部实施例。基于说明书中记载的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本申请所要求保护的范围。

除非另有定义，本申请所使用的所有技术和科学术语均与本领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请在说明书中所使用的术语只是出于描述具体实施例的目的，而不是旨在限制本申请。

例如，本申请的说明书和权利要求书中所使用的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变型，意图在于覆盖不排它的包含。在本申请的说明书和权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。本申请的说明书和权利要求书中所使用的术语“第一”、“第二”等用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

图3和4示出了根据本实用新型的螺钉高度检测装置，其中，图3是将归零治具板投入升降治具台以对位移传感器进行归零处理的状态示意图，图4是将PCB投入升降治具台以对PCB上的螺钉高度进行检测的状态示意图。

如图3和4所示，螺钉高度检测装置100包括配备有位移传感器2的安装台1、能在位移传感器2下方升降的升降治具台3和驱动升降治具台3上下移动的升降气缸4。类似地，在图3所示的归零处理阶段中，归零治具板5被投入升降治具台3，从而以归零治具板5为基准对位移传感器2进行归零处理；在图4所示的螺钉高度检测阶段中，归零治具板5被取出，PCB6及承载该PCB 6的底座7被投入升降治具台103。

对于本领域的普通技术人员易于理解的是，上述升降气缸4也可以被其它驱动装置(例如，驱动马达等)替代。由于诸如此类的变化在本领域中是公知的，因此省略对于相关变型的详细记载。

请参见图5，为了便于描述，引入直角坐标系xy，其中x轴指代的是放置归零治具板5的安装台2的水平面延伸方向，而y轴指代的是位移传感器2的安装方向。也就是说，当PCB6及承载该PCB 6的底座7被投入升降治具台103时，PCB 6被放置成沿上述x轴方向延伸，而位移传感器2和PCB 6上的螺钉8则被安装成沿上述y轴方向延伸。因此可知，位移传感器2的安装方向与PCB 6的放置方向相垂直，而与PCB 6上的螺钉8所处的方向相平行。

图5是图3和4所示的螺钉高度检测装置的测量部的放大示意图。需要说明的是，术语“测量部”仅仅是对于螺钉高度检测装置中起到高度测量作用的部件的统称，并非是一个完整的部件。

在图5所示的示例中，螺钉高度检测装置的测量部包括位移传感器2、固定支架9、导轨10、连结件11、紧固件12、弹性件13、传感器固定板 14和基准套筒15。

位移传感器2可以是本领域各种已知的位移传感器，该位移传感器能够在传感器在移动过程中检测到的高度数值不再变化时迅速地确定数值不再变化时所处的高度值。由于位移传感器对于本领域的技术人员来说是众所周知的，此处不再对其结构和工作原理作进一步介绍。

固定支架9在本示例中包括：第一部分9a和第二部分9b，其中，第一部分9a相对于第二部分9b彼此弯折，形成大致90°的夹角；以及连结件11，连结件11与第二部分9b连接。固定支架9的第一部分9a直接固定到安装台1，固定支架9的第二部分9b则较佳地与连结件11形成大致90°的夹角。如图5 所示，固定支架9的第一部分9a沿x轴方向延伸，通过诸如焊接、铆接等传统连接手段固定或者直接一体地形成在安装台1上。固定支架9的第二部分9b 沿y轴方向、即PCB 6的升降方向延伸，其上形成或安装有导轨10，该导轨10被布置为沿y轴方向延伸。

导轨10通常采用微型直线轨道。当然，本领域的普通技术人员也可以采用其它类型的导轨，这样的变型对于本领域的普通技术人员来说应当是众所周知的。传感器固定板14被设计成与导轨10相配合，从而能够在导轨10内沿y 轴方向往复滑动。

连结件11沿x轴方向通过诸如焊接、铆接等传统连接手段固定到固定支架9的第二部分，从而与固定支架9的第二部分形成大致90°的夹角。当然，本技术领域的技术人员也可以将连结件11视为一个独立的部件，而不是固定支架9的一部分。这样，固定支架9的加工难度会大为降低。至少一个紧固件 12穿过并固定到连结件11，该紧固件12较佳地是一对固定螺钉或者是一对带有肩部的螺柱，其连接到传感器固定板14或与该传感器固定板14构成一体，并从该传感器固定板14突伸穿过连结件11。

该紧固件12中的每一个均套装有弹性件13。较佳的是，弹性件13是弹簧或者其它能够在压缩时施加弹性力的部件。紧固件12能够对套装在其上的弹性件13起到导向作用。弹性件13一端抵靠于连结件11，另一端抵靠于传感器固定板14。也就是说，弹性件13位于连结件11与传感器固定板14之间。

如先前所述，传感器固定板14大致呈L形，其一方面能够配合导轨10 沿PCB 6的升降方向往复滑动，另一方面在套装到紧固件12上的弹性件13的作用下限制其沿y轴过度移动。此外，传感器固定板14还在与紧固件12和连结件11相对的方向上连接有位移传感器2和将位移传感器2容纳于其中的基准套筒15，并且能在导轨10内连同位移传感器2和基准套筒15一起滑动。更具体地说，位移传感器2沿PCB 6的升降方向穿过传感器固定板14而被固定到传感器固定板14，基准套筒15包围位移传感器2并从传感器固定板14突伸。

为了确保位移传感器2能够稳固地固定到传感器固定板14，还可以在位移传感器2与传感器固定板14接合的位置处设置加固件。

此外，位移传感器2被设计成从基准套筒15中突伸出规定的长度。例如，该规定的长度可以为2mm或者其它任何适当的长度。

图6至8分别示出了使用根据本实用新型的螺钉高度检测装置100对PCB 6上的螺钉8进行高度检测的全过程，其中，图6示出了螺钉高度检测装置100 在归零前的状态，图7示出了螺钉高度检测装置100在归零过程中到达零位时的状态，并且图8示出了螺钉高度检测装置100在螺钉高度检测过程中基准套筒15与PCB 6接触时的状态。

下面将结合图6至8介绍根据本实用新型的螺钉高度检测装置100的操作过程及原理。

图6和7示出了螺钉高度检测装置100的归零处理。

归零处理阶段的步骤包括：

(a)将归零治具板5投入升降治具台3；

(b)驱动升降气缸4，使升降气缸4上升，并带动归零治具板5上升(参见图6)；

(c)由于位移传感器2从基准套筒15中突伸出规定的长度，当归零治具板5持续上升并且接触和压缩位移传感器2时，位移传感器2将沿y轴方向、即PCB 6的升降方向向上移动；

(d)当原先从基准套筒15中突伸的位移传感器2与基准套筒15处在同一平面位置时(参见图7)，位移传感器2所测量到的数值不再变化。此时，将此位置设置为归零位，即零点。

图8和8A示出了螺钉高度检测装置100的高度检测。

高度检测阶段的步骤包括：

(e)使升降气缸4下降到原位，取出归零治具板5；

(f)将PCB 6及承载该PCB 6的底座7投入升降治具台3；

(g)将PCB 6上的螺钉8对准位移传感器2，使升降气缸4再次上升，直至基准套筒15接触PCB 6(参见图8A)。此时，PCB 6正处于之前所确定的零点；

(h)由于螺钉8从PCB 6上突伸，当基准套筒15接触PCB 6时，位移传感器2与之前处于零点时相比被进一步压缩，其被压缩的位移量被确定为螺钉8的高度。

如上所述，由于位移传感器2从基准套筒15中突伸出诸如2mm，当归零治具板5上升到压缩位移传感器2并接触基准套筒15时，位移传感器2和基准套筒15彼此平齐，此时位移传感器2所测得的数值不再变化。为此，利用位移传感器2的反馈信号将位移传感器2归零。在测量螺钉高度时，将基准套筒15接触到PCB 6的位置确定为零点。由于螺钉8高出PCB 6，所以被基准套筒15包围的位移传感器2被进一步压缩。位移传感器2所检测到的压缩量就是螺钉高度。上述测量方式避免了不同PCB和底座的单品自身误差对螺钉高度的测试精度产生影响，保证了测试的稳定性及可靠性。

虽然以上结合了较佳实施例对本实用新型的螺钉高度检测装置的结构及其检测方法进行了说明，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本实用新型的限制。因此，可以在权利要求书的实质精神范围内对本实用新型进行修改和变型，这些修改和变型都将落在本实用新型的权利要求书所要求的范围之内。

Claims (10)

1.一种螺钉高度检测装置(100)，用于对产品上的螺钉高度进行检测，所述螺钉高度检测装置(100)包括：

配备有位移传感器(2)的安装台(1)；以及

放置所述产品并且能在所述位移传感器(2)下方升降的升降治具台(3)，

其特征在于，还包括：

固定支架(9)，所述固定支架(9)连接到所述安装台(1)，并且沿所述产品的升降方向设置有导轨(10)；以及

传感器固定板(14)，所述传感器固定板(14)连接所述位移传感器(2)和将所述位移传感器(2)容纳于其中的基准套筒(15)，并且能沿所述导轨(10)连同所述位移传感器(2)和所述基准套筒(15)一起滑动，

其中，所述位移传感器(2)从所述基准套筒(15)中突伸出规定的长度。

2.如权利要求1所述的螺钉高度检测装置(100)，其特征在于，所述传感器固定板(14)借助至少一个紧固件(12)连接到所述固定支架(9)。

3.如权利要求2所述的螺钉高度检测装置(100)，其特征在于，所述至少一个紧固件(12)为一对紧固螺钉或者一对带有肩部的螺柱。

4.如权利要求2所述的螺钉高度检测装置(100)，其特征在于，所述固定支架(9)包括：彼此连接成L形的第一部分(9a)和第二部分(9b)，所述第一部分(9a)连接到所述安装台(1)；以及连结件(11)，所述连结件(11)与所述第二部分(9b)连接，所述至少一个紧固件(12)穿过并固定到所述连结件(11)。

5.如权利要求4所述的螺钉高度检测装置(100)，其特征在于，所述至少一个紧固件(12)套装有弹性件(13)，所述弹性件(13)位于所述连结件(11)与所述传感器固定板(14)之间。

6.如权利要求5所述的螺钉高度检测装置(100)，其特征在于，所述弹性件(13)为弹簧，和/或所述导轨(10)为直线轨道。

7.如权利要求1所述的螺钉高度检测装置(100)，其特征在于，所述位移传感器(2)沿所述产品的升降方向穿过所述传感器固定板(14)而被固定到所述传感器固定板(14)，所述基准套筒(15)包围所述位移传感器(2)并从所述传感器固定板(14)突伸。

8.如权利要求1所述的螺钉高度检测装置(100)，其特征在于，还包括驱动所述升降治具台(3)上下移动的升降气缸(4)。

9.如权利要求1所述的螺钉高度检测装置(100)，其特征在于，所述规定的长度为2mm。

10.如权利要求1至9中任一项所述的螺钉高度检测装置(100)，其特征在于，所述产品为印刷线路板(6)，所述印刷线路板(6)配备有将其承载于其上的底座(7)。

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