CN220473273U - 一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置，支撑悬臂架具有水平设置的悬臂，悬臂的端部设置有安装基板，滑轨竖直设置于安装基板，升降板设置于滑块，直线驱动机构固定设置于安装基板，直线驱动机构的驱动输出轴与升降板驱动相连，触发驱动组件和硬度检测笔均固定设置于升降板，硬度检测笔竖直设置，硬度检测笔的触发部与触发驱动组件的伸缩触发头竖直对准。通过本申请公开的硬度检测装置代替人工完成柔性生产线上工件硬度的自动化检测，无需人工参与，解决现有技术中人工进行工件硬度检测的工作量大、人工劳动强度大的问题，检测效率高，检测动作、过程稳定，能够使得检测误差小，检测结果较为准确，可实现多品种、大批量工件的硬度检测。

Description

一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置

技术领域

本申请涉及工厂生产线里氏硬度检测技术领域，特别是涉及一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置。

背景技术

里氏硬度计是一种测量材料硬度的仪器，工作原理是里氏硬度计的冲击体接触到被检测材料的表面时被回弹回来，根据冲击体的反弹速度和冲击速度的比值换算出一个里氏值作为被检测材料的硬度值。在机械、组装部件、模具型腔，金属材料的检验过程中，都需要测量材料的硬度。而市面上现有的里氏硬度计多为手持结构式的里氏硬度计，因其可便携式操作、体积小、检测范围大、对工件冲击损伤微小等特点，被广泛应用。

但是，在工厂的柔性生产线中，此种手持结构式的里氏硬度计需要工作人员手持对柔性生产线上依次经过的工件进行硬度检测，也就是说，目前工厂的柔性生产线中，工件的硬度检测多为人工手动操作里氏硬度计进行检测，这对于连续生产的柔性生产线而言，人工进行工件硬度检测的工作量非常大，导致人工劳动强度大，且人工检测还存在工作效率低、检测误差大的问题。

可见，目前柔性生产线上工件的硬度检测无法实现自动化测量，需要人工流水线式的对柔性生产线上依次经过的工件进行硬度检测，人工进行工件硬度检测的工作量非常大，导致人工劳动强度大，且人工检测还存在工作效率低、检测误差大的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有的技术中，目前柔性生产线上工件的硬度检测需要人工流水线式的手动检测，人工进行工件硬度检测的工作量非常大，导致人工劳动强度大，且人工检测还存在工作效率低、检测误差大的问题。有必要提供一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置，能够解决现有技术中的上述问题。

一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置，包括支撑悬臂架、加载驱动组件、触发驱动组件和硬度检测笔，所述支撑悬臂架具有水平设置的悬臂，所述悬臂的端部设置有安装基板，且所述悬臂的延伸方向垂直于所述安装基板，所述加载驱动组件包括直线驱动机构、升降板和相滑动配合的滑轨和滑块，所述滑轨竖直设置于所述安装基板，所述升降板设置于所述滑块，所述直线驱动机构固定设置于所述安装基板，且所述直线驱动机构的驱动输出轴与所述升降板驱动相连，所述触发驱动组件和所述硬度检测笔均固定设置于所述升降板，所述硬度检测笔竖直设置，所述硬度检测笔的触发部与所述触发驱动组件的伸缩触发头竖直对准，所述伸缩触发头可竖直伸缩。

优选地，上述一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置中，还包括水平固定架，所述水平固定架水平设置于所述升降板，所述水平固定架开设有有第一螺纹孔，所述硬度检测笔具有螺纹部，所述螺纹部与所述第一螺纹孔螺纹配合，所述触发驱动组件设置于所述水平固定架上。

优选地，上述一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置中，还包括夹紧环，所述夹紧环开设有夹紧槽，且所述夹紧槽的两侧开设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔螺纹配合有调紧螺栓，所述夹紧环固定设置于所述水平固定架的底侧，且与所述第一螺纹孔连通，所述硬度检测笔穿设于所述夹紧环。

优选地，上述一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置中，所述触发驱动组件包括支撑立架和直线驱动部，所述支撑立架的一端固定设置于所述水平固定架上，所述直线驱动部固定设置于所述支撑立架的另一端，且所述直线驱动部的驱动输出轴为所述伸缩触发头。

优选地，上述一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置中，所述安装基板上设置有可调限位块，所述升降板在其升降行程末端可与所述可调限位块在竖直方向上限位配合。

优选地，上述一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置中，还包括校准组件，所述校准组件具有硬度校准块和机器人手爪快接头，所述支撑悬臂架具有承放台，所述校准组件可定位放置于所述承放台。

优选地，上述一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置中，所述承放台具有多个支撑柱，至少三个所述支撑柱呈三角排布，所述校准组件开设有多个支撑槽，至少三个所述支撑槽与至少三个所述支撑柱一一对应排布，在所述校准组件定位放置于所述承放台的情况下，所述支撑柱支撑于所述支撑槽内。

优选地，上述一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置中，所述校准组件与所述承放台可磁吸相连。

本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本申请实施例公开的一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置中，通过本申请公开的硬度检测装置代替人工进行柔性生产线上被测工件硬度的检测，被测工件由机械手抓取至硬度检测装置，并将被测工件的被测面与硬度检测笔的检测头部贴合，直线驱动机构驱动升降板向下移动，从而带动硬度检测笔逐渐抵紧于被测工件的被测面，从而逐渐完成硬度检测笔加载操作，随后通过伸缩触发头向着触发部对准伸出而触发触发部，在触发部被触发后，硬度检测笔进行被测面的硬度检测，被测硬度值实时反馈给上位机系统，完成在线检测。本方案能够实现柔性生产线上工件硬度的自动化检测，无需人工参与，解决现有技术中需要人工流水线式的对柔性生产线上依次经过的工件进行硬度检测而导致人工进行工件硬度检测的工作量大、人工劳动强度大的问题，且通过自动化设备完成柔性生产线上被测工件硬度的检测，无需人工参与，检测效率高，检测动作、过程稳定，不会存在人工检测过程的随机性与动作不稳定性（加载力度、动作到位程度等等），因此能够使得检测误差小，检测结果较为准确。

同时，本申请公开的硬度检测装置可实现柔性生产线上多品种、大批量工件的硬度检测，旨在提供一种柔性化自动化加工领域工件里氏硬度在线实时检测技术。

附图说明

图1为本申请实施例公开的一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置的示意图；

图2为图1的局部放大示意图；

图3为本申请实施例公开的一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置的部分结构示意图；

图4为本申请实施例公开的一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置的部分结构示意图；

图5为图4的局部放大示意图；

图6为本申请实施例公开的一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置的部分结构示意图；

图7为本申请实施例公开的校准组件的结构示意图。

其中：支撑悬臂架100、悬臂110、安装基板120、可调限位块121、承放台130、支撑柱131、加载驱动组件200、直线驱动机构210、升降板220、滑轨230、滑块240、触发驱动组件300、伸缩触发头310、支撑立架320、直线驱动部330、硬度检测笔400、触发部410、螺纹部420、水平固定架510、夹紧环520、夹紧槽521、调紧螺栓530、校准组件600、硬度校准块610、机器人手爪快接头620、支撑槽630。

实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1至图7，本申请实施例公开一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置，包括支撑悬臂架100、加载驱动组件200、触发驱动组件300和硬度检测笔400，其中：

支撑悬臂架100具有水平设置的悬臂110，具体地，支撑悬臂架100包括垂直相连的竖直支撑杆和悬臂110，竖直支撑杆竖直固定设置于地面，悬臂110水平设置，悬臂110背离竖直支撑杆的端部设置有安装基板120，且悬臂110的延伸方向垂直于安装基板120，也就是说，悬臂110的延伸方向与安装基板120的板面法线平行，以使安装基板120的板面与地面相垂直。

加载驱动组件200包括直线驱动机构210、升降板220和相滑动配合的滑轨230和滑块240，滑轨230竖直设置于安装基板120背离悬臂110的一侧，由于滑轨230竖直设置，因此，滑块240的滑动方向为竖直方向，以使滑块240沿着滑轨230竖直升降移动，升降板220设置于滑块240背离滑轨230的一侧，在滑块240沿着滑轨230竖直升降移动时，也就是在滑块240与滑轨230的竖直滑动导向配合下，升降板220通过滑轨230和滑块240之间的竖直滑动导向配合而竖直升降移动。

直线驱动机构210可以为直线电机，也可以是直线气缸，本申请对此不做限制，直线驱动机构210固定设置于安装基板120，且直线驱动机构210的驱动输出轴与升降板220驱动相连，以使直线驱动机构210驱动升降板220直线升降，也就是说，直线驱动机构210驱动升降板220通过滑轨230和滑块240竖直滑动配合而竖直升降移动，从而使得升降板220带动设置在其上的其他部件竖直升降移动。

触发驱动组件300和硬度检测笔400均固定设置于升降板220，且硬度检测笔400竖直设置，在竖直方向上，触发驱动组件300位于硬度检测笔400的上方，且间隔设置，硬度检测笔400的检测头部朝下，即硬度检测笔400的检测头部位于硬度检测笔400背离触发驱动组件300的一端，硬度检测笔400朝向触发驱动组件300的一端为硬度检测笔400的触发部410，硬度检测笔400的触发部410与触发驱动组件300的伸缩触发头310竖直对准，伸缩触发头310可竖直伸缩，在伸缩触发头310伸出时，伸缩触发头310向着触发部410对准伸出，直至触发触发部410，在触发部410被触发后，硬度检测笔400进行工件的硬度检测，且同时伸缩触发头310伸出触发后缩回，为下一次伸出触发做准备。

在具体工作过程中，被测工件由机械手（可以是六轴机器人，柔性生产线的常规配置，在柔性生产线的硬度检测工位配置六轴机器人，通过六轴机器人抓取被测工件，这些属于现有技术，为了文本简洁，在此不再赘述）从柔性生产线上抓取至硬度检测工位，硬度检测工位安装有本申请公开的一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置（后文简称硬度检测装置），机械手抓取被测工件移动至硬度检测笔400下方，并将被测工件的被测面对准硬度检测笔400的检测头部，然后通过机械手抓取被测工件移动，以将被测工件的被测面与硬度检测笔400的检测头部贴合，此时机械手保持不动，控制直线驱动机构210启动，直线驱动机构210驱动升降板220通过滑轨230和滑块240之间的竖直滑动导向配合而竖直向下移动，升降板220竖直向下移动的过程中，触发驱动组件300和硬度检测笔400随着升降板220竖直向下移动，此过程中，硬度检测笔400逐渐抵紧于被测工件的被测面，从而逐渐完成硬度检测笔400加载操作，带硬度检测笔400加载操作完成后，直线驱动机构210保持不动，然后控制触发驱动组件300启动，以使伸缩触发头310向着触发部410对准伸出，直至触发触发部410，在触发部410被触发后，硬度检测笔400进行被测面的硬度检测，被测硬度值实时反馈给上位机系统，完成在线检测，硬度检测完成后，直线驱动机构210和伸缩触发头310复位，回到初始位置，为下一次硬度检测做准备。同时，机械手抓取被测工件放回至柔性生产线上。

本申请实施例公开的一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置中，通过本申请公开的硬度检测装置代替人工进行柔性生产线上被测工件硬度的检测，被测工件由机械手抓取至硬度检测装置，并将被测工件的被测面与硬度检测笔400的检测头部贴合，直线驱动机构210驱动升降板220向下移动，从而带动硬度检测笔400逐渐抵紧于被测工件的被测面，从而逐渐完成硬度检测笔400加载操作，随后通过伸缩触发头310向着触发部410对准伸出而触发触发部410，在触发部410被触发后，硬度检测笔400进行被测面的硬度检测，被测硬度值实时反馈给上位机系统，完成在线检测。本方案能够实现柔性生产线上工件硬度的自动化检测，无需人工参与，解决现有技术中需要人工流水线式的对柔性生产线上依次经过的工件进行硬度检测而导致人工进行工件硬度检测的工作量大、人工劳动强度大的问题，且通过自动化设备完成柔性生产线上被测工件硬度的检测，无需人工参与，检测效率高，检测动作、过程稳定，不会存在人工检测过程的随机性与动作不稳定性（加载力度、动作到位程度等等），因此能够使得检测误差小，检测结果较为准确。

同时，本申请公开的硬度检测装置可实现柔性生产线上多品种、大批量工件的硬度检测，旨在提供一种柔性化自动化加工领域工件里氏硬度在线实时检测技术。

如上文所述，触发驱动组件300和硬度检测笔400均固定设置于升降板220，具体地，本申请公开的硬度检测装置还可以包括水平固定架510，水平固定架510水平设置于升降板220，水平固定架510开设有有第一螺纹孔，硬度检测笔400具有螺纹部420，螺纹部420与第一螺纹孔螺纹配合，触发驱动组件300设置于水平固定架510上。本方案中，通过螺纹部420与第一螺纹孔螺纹配合，能够实现硬度检测笔400的安装，同时，通过转动螺纹部420，以使硬度检测笔400能够相对水平固定架510上下移动，从而能够调整硬度检测笔400与触发驱动组件300之间的间距，也就是能够调整伸缩触发头310与触发部410之间的初始间距，通过调整该间距，以使在伸缩触发头310伸出时，能够确保触发触发部410，防止因伸缩触发头310与触发部410之间的初始间距过大而导致伸缩触发头310伸出时无法触发触发部410，且防止因伸缩触发头310与触发部410之间的初始间距过小而导致伸缩触发头310还未伸出至触发位置提前误触发触发部410，从而通过调整伸缩触发头310与触发部410之间的初始间距，保证伸缩触发头310伸出时能够准确触发触发部410，提高硬度检测装置的可靠性。

通过螺纹部420与第一螺纹孔螺纹配合，能够实现硬度检测笔400的安装，在使用过程中会出现松动，导致硬度检测笔400上下晃动或者导致伸缩触发头310与触发部410之间的初始间距发生变化，这些都会影响硬度检测的准确性。基于此，可选地，本申请公开的硬度检测装置还可以包括夹紧环520，夹紧环520开设有夹紧槽521，且夹紧槽521的两侧开设有第二螺纹孔，第二螺纹孔螺纹配合有调紧螺栓530，夹紧环520固定设置于水平固定架510的底侧，且与第一螺纹孔连通，硬度检测笔400穿设于夹紧环520。通过调紧螺栓530以调节夹紧槽521的宽度，从而调整夹紧环520的夹紧程度，在安装时，首先调松夹紧环520，以将硬度检测笔400穿设于夹紧环520，然后通过调紧螺栓530收紧夹紧槽521，以使夹紧环520与硬度检测笔400过盈配合，硬度检测笔400被夹紧于夹紧环520，且夹紧环520固定设置于水平固定架510的底侧，从而将硬度检测笔400固定设置，在夹紧环520的作用下，硬度检测笔400稳定安装，不会出现上下晃动、伸缩触发头310与触发部410之间的初始间距发生变化的问题，从而避免影响硬度检测的准确性。

进一步地，触发驱动组件300包括支撑立架320和直线驱动部330，支撑立架320的一端固定设置于水平固定架510上，直线驱动部330固定设置于支撑立架320的另一端，且直线驱动部330的驱动输出轴为伸缩触发头310。直线驱动部330可以为直线电机，也可以是直线气缸，本申请对此不做限制。通过此种方式能够完成直线驱动部330的安装，以使直线驱动部330位于硬度检测笔400的正上方，且间隔设置，设置方式简单可靠。

作为优选，安装基板120上设置有可调限位块121，升降板220在其升降行程末端可与可调限位块121在竖直方向上限位配合，以限制升降板220的下降行程过大，防止加载驱动组件200误动作而行程过大，导致在完成硬度检测笔400加载操作时撞坏硬度检测笔400或被测工件，从而提高硬度检测装置硬度检测过程中的设备安全性，避免撞坏硬度检测笔400或被测工件。

在硬度检测笔400多次使用后，需要进行校准，不然会出现检测不准确、误差较大的情况，可选地，本申请公开的硬度检测装置还可以包括校准组件600，校准组件600具有硬度校准块610和机器人手爪快接头620，支撑悬臂架100具有承放台130，校准组件600可定位放置于承放台130。在硬度检测笔400需要校准时，机械手通过机器人手爪快接头620抓取校准组件600，然后将硬度校准块610移动至与硬度检测笔400的检测头部贴合，然后进行校准操作（同硬度检测过程中的加载和触发检测过程相同，为了文本简洁，在此不再赘述），校准完成后，将校准组件600放置到承放台130，待下一次校准时继续使用，从而实现硬度检测装置定期校准，机械手通过机器人手爪快接头620快换抓取硬度校准块610完成自动校准，从而保证硬度检测装置长期使用过程中的检测准确性，提高硬度检测装置的实用性。

在硬度检测装置检测被测工件硬度的过程中，由于需要进行加载操作，可能会使得支撑悬臂架100晃动，在支撑悬臂架100晃动时，可能导致放置在承放台130上的校准组件600掉落，导致校准组件600摔坏。基于此，可选地，校准组件600与承放台130可磁吸相连，即使支撑悬臂架100晃动，由于磁吸力的作用，能够防止放置在承放台130上的校准组件600掉落，避免校准组件600摔坏，在需要校准时，机械手的抓取力较大，大于磁吸力，即可实现校准组件600抓取移动，并不会因为磁吸力的存在而影响校准过程。

进一步地，承放台130具有多个支撑柱131，至少三个支撑柱131呈三角排布，校准组件600开设有多个支撑槽630，至少三个支撑槽630与至少三个支撑柱131一一对应排布，在校准组件600定位放置于承放台130的情况下，支撑柱131支撑于支撑槽630内，通过至少三个支撑槽630与至少三个支撑柱131一一对应定位配合，以使校准组件600能够准确放置于承放台130，防止校准组件600防偏而导致校准组件600重心不在承放台130上而导致校准组件600容易掉落，避免摔坏，同时，每次放置位置准确固定的校准组件600方便机械手抓取，避免因校准组件600每次放置位置不同而导致机械手每次抓取时均需要编程调整位置，因此，每次放置位置准确固定的校准组件600通过机械手抓取时，机械手的控制程序仅需一次编程，从而提高自动化程度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置，其特征在于，包括支撑悬臂架（100）、加载驱动组件（200）、触发驱动组件（300）和硬度检测笔（400），所述支撑悬臂架（100）具有水平设置的悬臂（110），所述悬臂（110）的端部设置有安装基板（120），且所述悬臂（110）的延伸方向垂直于所述安装基板（120），所述加载驱动组件（200）包括直线驱动机构（210）、升降板（220）和相滑动配合的滑轨（230）和滑块（240），所述滑轨（230）竖直设置于所述安装基板（120），所述升降板（220）设置于所述滑块（240），所述直线驱动机构（210）固定设置于所述安装基板（120），且所述直线驱动机构（210）的驱动输出轴与所述升降板（220）驱动相连，所述触发驱动组件（300）和所述硬度检测笔（400）均固定设置于所述升降板（220），所述硬度检测笔（400）竖直设置，所述硬度检测笔（400）的触发部（410）与所述触发驱动组件（300）的伸缩触发头（310）竖直对准，所述伸缩触发头（310）可竖直伸缩。

2.根据权利要求1所述的一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置，其特征在于，还包括水平固定架（510），所述水平固定架（510）水平设置于所述升降板（220），所述水平固定架（510）开设有有第一螺纹孔，所述硬度检测笔（400）具有螺纹部（420），所述螺纹部（420）与所述第一螺纹孔螺纹配合，所述触发驱动组件（300）设置于所述水平固定架（510）上。

3.根据权利要求2所述的一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置，其特征在于，还包括夹紧环（520），所述夹紧环（520）开设有夹紧槽（521），且所述夹紧槽（521）的两侧开设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔螺纹配合有调紧螺栓（530），所述夹紧环（520）固定设置于所述水平固定架（510）的底侧，且与所述第一螺纹孔连通，所述硬度检测笔（400）穿设于所述夹紧环（520）。

4.根据权利要求2所述的一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置，其特征在于，所述触发驱动组件（300）包括支撑立架（320）和直线驱动部（330），所述支撑立架（320）的一端固定设置于所述水平固定架（510）上，所述直线驱动部（330）固定设置于所述支撑立架（320）的另一端，且所述直线驱动部（330）的驱动输出轴为所述伸缩触发头（310）。

5.根据权利要求1所述的一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置，其特征在于，所述安装基板（120）上设置有可调限位块（121），所述升降板（220）在其升降行程末端可与所述可调限位块（121）在竖直方向上限位配合。

6.根据权利要求1所述的一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置，其特征在于，还包括校准组件（600），所述校准组件（600）具有硬度校准块（610）和机器人手爪快接头（620），所述支撑悬臂架（100）具有承放台（130），所述校准组件（600）可定位放置于所述承放台（130）。

7.根据权利要求6所述的一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置，其特征在于，所述承放台（130）具有多个支撑柱（131），至少三个所述支撑柱（131）呈三角排布，所述校准组件（600）开设有多个支撑槽（630），至少三个所述支撑槽（630）与至少三个所述支撑柱（131）一一对应排布，在所述校准组件（600）定位放置于所述承放台（130）的情况下，所述支撑柱（131）支撑于所述支撑槽（630）内。

8.根据权利要求6所述的一种用于柔性生产线里氏硬度检测装置，其特征在于，所述校准组件（600）与所述承放台（130）可磁吸相连。