CN220568106U - 一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轴类零件测量装置，具体涉及一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置。以解决现有技术易受温度、光线、机械振动影响产生误差，且无法适用于生产线在线测量的技术问题，本实用新型所提供的一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置通过机械手在导轨上移动，实现被测零件的上料与下料，完成非接触式的自动测量；利用夹持机构提高了非接触式测量机夹持的稳定性，通过减震机构降低振动造成的误差，提高测量准确性，实现轴系零件非接触式测量机的在线自动测量与自动标定，改善了非接触式测量机易受温度、光线、振动而产生误差的问题，保证非接触式测量机在线使用的测量精度。

Description

一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置

技术领域

本实用新型涉及一种轴类零件测量装置，具体涉及一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置。

背景技术

在机械加工行业，轴类的外形轮廓测量多采用接触式测量，但对于结构复杂、尺寸微小的轴类零件，常规使用的测针、塞规、卡板等测量工具无法满足高精度的测量需求，存在无效测量的问题。因此需要采用非接触式测量机，利用光学技术进行高精度测量。

随着工业生产过程的自动化要求，自动化产线已成为机械行业的主流生产方式，在自动化产线中，接触式测量方法已无法满足对轴类零件复杂结构的精准测量。非接触式测量机的测量精度较高，但其容易受温度、光照、机械振动等环境因素影响，产生测量误差，影响轴类零件的作业精度；此外，非接触式测量机由于不能在线完成自动夹持、自动标定的测量过程，无法适用于自动化生产线，通常需要将被测零件从生产线中运输到专门的测量区域，完成测量后再次回到产线进行下一道工序，造成生产断点，影响产线效率，无法满足高自动化产线的生产需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有轴系零件非接触式测量机易受温度、光线、机械振动影响产生误差，且无法适用于生产线在线测量的技术问题，而提出一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术解决方案如下：

一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置，包括导轨和设置在导轨上的机械手，其特殊之处在于：

还包括位于导轨一侧且测量端朝向导轨一侧的非接触式测量机，所述非接触式测量机包括箱体、夹持机构、减震机构、底座和运动线轨；

所述夹持机构包括上顶尖、夹持弹簧组件、下顶尖，所述夹持弹簧组件固定在运动线轨两侧的箱体上，所述上顶尖滑动式设置在运动线轨上，所述上顶尖位于夹持弹簧组件的上方，上顶尖的下端用于抵接被测零件的上端；

所述减震机构包括上固定板、减震支柱和下固定板，所述减震支柱连接在上固定板与下固定板之间，所述下顶尖固连在底座上，并且由下至上依次穿过分别设置在下固定板和上固定板上的通孔，下顶尖的上端用于抵接被测零件的下端，下顶尖与上固定板、下固定板上的通孔均为间隙配合；

所述运动线轨沿竖直方向设置在箱体上，所述底座设置在箱体上并位于运动线轨的下端，所述减震机构的下固定板固定在底座上。

进一步地，所述减震支柱包括支柱和弹簧，所述弹簧嵌套在支柱上，所述支柱上端与上固定板固连，下端由上至下依次穿过设置在下固定板、底座上的通孔，并且与通孔的孔壁之间为间隙配合。

进一步地，所述支柱的下端穿过底座的通孔后，设置有限位螺母。

进一步地，所述减震支柱圆周分布连接在上固定板的边缘，减震支柱数量至少为6个。

进一步地，所述上固定板、下固定板与底座中心位置所设置的通孔直径与下顶尖的直径相适配，所述下固定板与底座上圆周分布的通孔直径与支柱的直径相适配。

进一步地，所述夹持弹簧组件包括弹簧片和安装板，所述弹簧片通过安装板固定安装在运动线轨两侧的箱体中部，所述弹簧片为开口圆环状。

进一步地，还包括标定单元，所述标定单元包括标准件与放置台，所述放置台设置在与非接触式测量机同侧的导轨一侧，所述放置台中设有放置孔，所述标准件位于放置台的放置孔中。

进一步地，所述上顶尖通过滑块设置在运动线轨上，所述滑块通过设置在箱体上的电机及滚轴丝杠驱动，在运动线轨上运动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型通过机械手在导轨上移动，实现被测零件的上料与下料，完成非接触式的测量；标准件位于放置台上，机械手根据程序设定的一定时间或一定数量，来抓取标准件至非接触式测量机中，完成非接触式测量结果的比对和补偿，通过夹持机构实现自动夹持，通过减震机构提高测量的稳定性，通过自动标定及时修正误差，确保测量结果的精确度，实现轴系零件非接触式测量机的在线测量与标定。

2.本实用新型的夹持机构设有夹持弹簧组件，机械手进行上料时，通过夹持弹簧组件对被测零件先进行一次固定，然后再通过上顶尖与下顶尖配合，完成对被测零件的自动夹持，通过夹持弹簧组件的辅助被测零件，可以缓冲上顶尖与下顶尖夹持过程中出现的振动，避免夹持过定位情况，同时防止上顶尖与下顶尖的夹力过紧，影响测量精度，提高了非接触式测量机夹持的稳定性。

3.本实用新型设有减震机构，在放置被测零件时，减震机构的上固定板向下运动，进而挤压减震支柱，达到放置式减震的作用，降低振动造成的误差，提高测量准确性。

4.本实用新型通过程序设定，控制机械手在一定时间或一定数量后，抓取标准件放置在非接触式测量机中，对非接触式测量机进行自动标定，改善了非接触式测量机易受温度、光线、振动而产生误差的问题，保证非接触式测量机在线使用的测量精度，减少人工检查与干预。

附图说明

图1为本实用新型一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置实施例中的非接触式测量机及其夹持机构、减震机构的结构示意图；

图3为本实用新型一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置实施例中的夹持机构的结构示意图；

图4为本实用新型一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置实施例中的减震机构的结构示意图；

附图标记说明：

1-机械手；2-导轨；3-非接触式测量机，301-底座，302-运动线轨，303-箱体；4-夹持机构，401-上顶尖，402-夹持弹簧组件，4021-弹簧片，4022-安装板，403-下顶尖；5-减震机构，501-上固定板，502-减震支柱，5021-支柱，5022-弹簧，503-下固定板；6-放置台；7-标准件；8-被测零件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置，如图1所示，包括机械手1，导轨2，非接触式测量机3，放置台6和标准件7。机械手1安装在导轨2上并可以在导轨2上移动，非接触式测量机3位于导轨2的一侧，且测量端朝向导轨2。放置台6位于与非接触式测量机同侧的导轨侧面，标准件7放置在放置台6的放置孔中。

非接触式测量机3用于测量被测零件8，非接触式测量机3包括夹持机构4、减震机构5、底座301、运动线轨302以及箱体303。如图2所示，运动线轨302沿竖直方向设置在箱体303上，底座301固定安装在箱体303，并位于运动线轨302的下端。

夹持机构4包括上顶尖401、夹持弹簧组件402和下顶尖403。如图3所示，上顶尖401滑动式连接在运动线轨302上，上顶尖401通过滑块设置在运动线轨302上，箱体303上设置有电机和滚轴丝杠，驱动滑块在运动线轨302上运动，从而带动上顶尖401沿运动线轨302上下滑动。夹持弹簧组件402包括弹簧片4021和安装板4022，安装板4022固定安装在运动线轨302两侧的箱体303上，弹簧片4021固定安装在安装板4022上，弹簧片4021为开口状的圆环，直径略大于被测零件8的直径，被测零件8通过开口处卡进弹簧片4021之间。夹持弹簧组件402位于上顶尖401与下顶尖403之间，且靠近上顶尖401。

如图4所示，减震机构5包括上固定板501、减震支柱502和下固定板503，减震支柱502连接在上固定板501与下固定板503之间。减震支柱502数量为6根，每根减震支柱502包括支柱5021和弹簧5022，弹簧5022嵌套在支柱5021上组成减震支柱502。

上固定板501和下固定板503均为圆形，在上固定板501的边缘有圆周分布的6个螺孔，在下固定板503的相对应位置设置有6通孔，在底座301的相应位置上设有相同的6个通孔。支柱5021的上端设置有螺纹结构，支柱502上端螺纹与上固定板501的螺孔的配合，将支柱5021与上固定板501固定安装。支柱5021的下端由上至下，依次穿过下固定板503、底座301上的通孔，通孔的直径略大于支柱5021下端的直径，支柱5021下端和通孔的孔壁之间间隙配合。支柱5021的下端穿过底座301的通孔后，用限位螺母进行限位，使底座301和下固定板503不会发生脱离。

上固定板501的中心部位设置有通孔，在下固定板503中心和底座301中心的相应位置，分别设置有相同的通孔，下顶尖403的下端与底座301通过固定螺母固定连接。下顶尖403由下至上依次穿过设置在下固定板503和上固定板501上的通孔，下顶尖403与上固定板501、下固定板503上的通孔均为间隙配合，下顶尖403的上端用于抵接被测零件8的下端。下顶尖403位于6根减震支柱502所围成圆周的中心位置，下固定板503固定连接在底座301上面。

工作过程：机械手1通过在导轨2上的移动，来实现被测零件8的上料与下料。机械手1抓取被测零件8，将其卡进夹持弹簧组件402中，弹簧片4021起到扶持作用。随后电机驱动上顶尖401向下运动，直至触碰被测零件8的上端。放置被测零件8后，被测零件8的下端压迫上固定板501向下运动，带动减震支柱502中的支柱5021在通孔中向下移动，上固定板501进而挤压弹簧5022，起到减震效果。同时随着上固定板501的下降，下顶尖403会相对向上运动，直至触碰到被测零件8的下端，上顶尖401与下顶尖403配合，完成自动夹持，提高夹持稳定性。标准件7放置在放置台6的放置孔内，机器人根据程序设定的一定时间或者一定数量零件时，抓取标准件7至非接触式测量机3之上，进而实现非接触式测量结果的比对和补偿。

Claims (8)

1.一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置，包括导轨(2)和设置在导轨(2)上的机械手(1)，其特征在于：

还包括位于导轨(2)一侧且测量端朝向导轨(2)一侧的非接触式测量机(3)，所述非接触式测量机(3)包括箱体(303)、夹持机构(4)、减震机构(5)、底座(301)和运动线轨(302)；

所述夹持机构(4)包括上顶尖(401)、夹持弹簧组件(402)、下顶尖(403)，所述夹持弹簧组件(402)固定在运动线轨(302)两侧的箱体(303)上，所述上顶尖(401)滑动式设置在运动线轨(302)上，所述上顶尖(401)位于夹持弹簧组件(402)的上方，上顶尖(401)的下端用于抵接被测零件(8)的上端；

所述减震机构(5)包括上固定板(501)、减震支柱(502)和下固定板(503)，所述减震支柱(502)连接在上固定板(501)与下固定板(503)之间，所述下顶尖(403)固连在底座(301)上，并且由下至上依次穿过分别设置在下固定板(503)和上固定板(501)上的通孔，下顶尖(403)的上端用于抵接被测零件(8)的下端，下顶尖(403)与上固定板(501)、下固定板(503)上的通孔均为间隙配合；

所述运动线轨(302)沿竖直方向设置在箱体(303)上，所述底座(301)设置在箱体(303)上并位于运动线轨(302)的下端，所述减震机构(5)的下固定板(503)固定在底座(301)上。

2.根据权利要求1所述的一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置，其特征在于：

所述减震支柱(502)包括支柱(5021)和弹簧(5022)，所述弹簧(5022)嵌套在支柱(5021)上，所述支柱(5021)上端与上固定板(501)固连，下端由上至下依次穿过设置在下固定板(503)、底座(301)上的通孔，并且与通孔的孔壁之间为间隙配合。

3.根据权利要求2所述的一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置，其特征在于：

所述支柱(5021)的下端穿过底座(301)的通孔后，设置有限位螺母。

4.根据权利要求1至3任一所述的一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置，其特征在于：

所述减震支柱(502)圆周分布连接在上固定板(501)的边缘，减震支柱(502)数量至少为6个。

5.根据权利要求4所述的一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置，其特征在于：

所述上固定板(501)、下固定板(503)与底座(301)中心位置所设置的通孔直径与下顶尖的直径相适配，所述下固定板(503)与底座(301)上圆周分布的通孔直径与支柱(5021)的直径相适配。

6.根据权利要求1所述的一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置，其特征在于：

所述夹持弹簧组件(402)包括弹簧片(4021)和安装板(4022)，所述弹簧片(4021)通过安装板(4022)固定安装在运动线轨(302)两侧的箱体(303)中部，所述弹簧片(4021)为开口圆环状。

7.根据权利要求1所述的一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置，其特征在于：

还包括标定单元，所述标定单元包括标准件(7)与放置台(6)，所述放置台(6)设置在与非接触式测量机(3)同侧的导轨(2)一侧，所述放置台(6)中设有放置孔，所述标准件(7)位于放置台(6)的放置孔中。

8.根据权利要求1所述的一种在线轴类零件非接触式测量与标定装置，其特征在于：

所述上顶尖(401)通过滑块设置在运动线轨(302)上，所述滑块通过设置在箱体(303)上的电机及滚轴丝杠驱动，在运动线轨(302)上运动。