CN105241398A - 一种非接触弹体同轴度全自动检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及炮弹的位置公差检测设备，具体地说是一种非接触弹体同轴度全自动检测设备，底座两端分别安装有定位装置和卡紧驱动装置，定位装置和卡紧驱动装置之间安装有浮动托盘装置，浮动托盘装置可拖住弹体并具有旋转自由度，浮动托盘装置和卡紧驱动装置可做横向移动，激光CCD传感器安装在底座侧面，同轴度检测时将被测弹体放置在浮动托盘装置上，卡紧驱动装置横向挤紧弹体靠紧定位装置并带动弹体做旋转运动，调节激光CCD传感器与待测弹体的回转轴线的距离至指定位置，采集弹体旋转时弹体表面与激光CCD传感器的距离，根据采集的数据可实现同轴度的检测。本发明具有结构可靠、稳定性高、分辨率高、检测快速、非接触、操作安全等优点。

Description

一种非接触弹体同轴度全自动检测设备

技术领域

本发明涉及炮弹的位置公差检测设备，具体地说是一种非接触弹体同轴度全自动检测设备。

背景技术

目前，我国炮弹生产线上弹体的同轴度和圆跳动测量主要采用人工检测方法，使用卡规和自制量具对装配后的弹体进行接触检测。这种人工检测方法劳动强度大，检测效率低，存在安全隐患，对弹体容易造成划伤，且易受人为因素的影响，不能满足武器装备现代化生产需求。因此迫切需要研制一种新型的大尺寸非接触弹体测量装置，对提高炮弹的生产质量和生产效率具有重要意义。

发明内容

为了满足现代化生产的需求，本发明的目的在于提供一种非接触弹体同轴度全自动检测设备。该检测设备能够适应不同炮弹的位置公差检测。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括底座、一级移动气缸、一级板、二级移动气缸、二级板、定位装置、浮动托盘装置、卡紧驱动装置、激光CCD传感器及支架组件，其中一级移动气缸与定位装置分别安装在所述底座的两端，所述一级板与一级移动气缸的输出端相连，所述二级移动气缸及浮动托盘装置分别安装在该一级板上，所述二级板与二级移动气缸的输出端相连，并在该二级板上安装有所述卡紧驱动装置；所述浮动托盘装置位于定位装置与卡紧驱动装置之间，被测弹体放置在该浮动托盘装置上，所述激光CCD传感器安装在可沿被测弹体径向及轴向往复移动的支架组件上，并位于所述底座的一侧；所述被测弹体随浮动托盘装置通过一级移动气缸驱动靠紧定位装置，所述卡紧驱动装置通过二级移动气缸驱动与被测弹体抵接，并带动被测弹体旋转，通过所述激光CCD传感器检测被测弹体表面与激光CCD传感器之间的距离实现同轴度的检测。

其中：所述定位装置包括定位轮安装座、上定位轮座、下定位轮座及定位轮，该定位轮安装座设置在所述底座上，所述上定位轮座及下定位轮座分别安装于定位轮安装座上，且该上定位轮座及下定位轮座上均设有与被测弹体滚动接触的定位轮；所述上定位轮座包括上定位轮底座及两个上定位轮活动座，该上定位轮底座安装在所述定位轮安装座上，所述两个上定位轮活动座可活动地安装在上定位轮底座上，每个上定位轮活动座上均安装有所述定位轮；所述上定位轮底座及下定位轮座可上下移动地安装在定位轮安装座上，在该上定位轮底座与下定位轮座之间设有两个分别固接在所述定位轮安装座上的调整板，每个所述调整板上均设有对上定位轮底座及下定位轮座进行止推限位和紧固的螺钉；

所述浮动托盘装置包括卡爪气缸、对中气缸、万向球、卡爪、限位托盘、工作托盘及轴承托板，该限位托盘的底部连接有安装在所述一级板上的轴承托板，在所述限位托盘的中间内嵌有承载被测弹体的工作托盘；所述限位托盘的周向均布有多个对中气缸，在所述工作托盘与轴承托板之间均布有多个万向球，所述工作托盘通过各所述对中气缸与限位托盘的中心重合，并在各所述万向球上旋转；所述工作托盘上方的两侧对称设有卡爪气缸，各所述卡爪气缸安装在限位托盘上，输出端连接有夹持被测弹体的卡爪；所述限位托盘为方形环状结构，其前后左右外侧面上均通过对中气缸安装座安装有对中气缸，并在前后左右外侧面上均开有供各所述对中气缸输出端穿过的通孔，所述限位托盘的前后两侧分别通过气缸支架安装有所述卡爪气缸；所述轴承托板上均布有多个万向球定位座，每个所述万向球定位座上均安装有万向球；

所述卡紧驱动装置包括动力源、传动装置、驱动轴、压紧轮座、张紧轮座、摩擦轮及压紧轮，该动力源通过驱动轮安装座安装在所述二级板上，输出端通过所述传动装置与转动安装在驱动轮安装座上的驱动轴相连、带动驱动轴旋转，所述驱动轴的两端均连动有与被测弹体滚动接触、带动被测弹体旋转的摩擦轮；每个所述摩擦轮的两侧均设有安装在驱动轮安装座上的压紧轮座，每个所述压紧轮座上均安装有可相对压紧轮座伸缩的张紧轮座，每个所述张紧轮座上均设有与被测弹体滚动接触的张紧轮；每个所述摩擦轮两侧的压紧轮座均通过连接板与驱动轮安装座相连，所述驱动轮安装座上下两端的左右两侧均开有槽孔，每个所述摩擦轮两侧的压紧轮座沿该槽孔上下移动；所述压紧轮座为内部中空结构，一端安装于所述驱动轮安装座上，所述张紧轮座的一端***压紧轮座的另一端内、并通过销轴与所述压紧轮座的另一端相连，所述张紧轮座的一端开有供销轴穿过的连接孔，另一端转动连接有所述张紧轮；所述压紧轮座内容置有弹簧，该弹簧的两端分别抵接于压紧轮座内壁及张紧轮座的一端；

所述支架组件包括水平调整支架、竖直调整支架、传感器支架及传感器底座，该传感器底座位于所述底座的任一侧，所述竖直调整支架的一端可升降地与传感器底座相连，另一端连接有沿水平方向伸缩的所述水平调整支架，该水平调整支架上连接有安装所述激光CCD传感器的传感器安装座；所述传感器支架安装在水平调整支架上，在该传感器支架上设有多个用于安装所述激光CCD传感器的传感器安装座。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明具有结构可靠、稳定性高、分辨率高、检测快速、非接触、操作安全等优点，可以自动快速完成对不同弹体同轴度的非接触检测，改变了目前炮弹生产人工检测同轴度的现状，对提高炮弹的生产效率和生产质量具有重要意义。

2.因弹体底部尺寸相对一致，但上部尺寸会因不同弹体而改变，本发明的上定位轮座中的上定位轮活动座设计成了可以调节彼此之间的位置，以适应不同弹体的尺寸；而且，上定位轮底座及下定位轮座位置均可调，可以适应不同大小弹体的同轴度检测。

3.本发明的压紧轮座位置可调，进而适应不同大小弹体的同轴度检测。

4.本发明的激光CCD传感器的位置高度可通过传感器安装座、水平调整支架、竖直调整支架进行调节，以适应不同弹体种类的测量。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的结构主视图；

图3为本发明的结构左视图；

图4为本发明定位装置的立体结构示意图；

图5为本发明定位装置的结构主视图；

图6为本发明浮动托盘装置的立体结构示意图之一；

图7为本发明浮动托盘装置的立体结构示意图之二；

图8为本发明浮动托盘装置的主视剖视图；

图9为本发明浮动托盘装置的俯视剖视图；

图10为本发明卡紧驱动装置的立体结构示意图；

图11为本发明卡紧驱动装置的结构主视图；

图12为本发明卡紧驱动装置的主视剖视图；

图13为本发明放置被测弹体时的立体结构示意图；

其中：1为地脚，2为底座，3为一级移动气缸，4为导轨安装板，5为一级导轨，6为一级板，7为二级滑块，8为二级板，9为拖链，10为拖链牵引弯板，11为卡爪气缸，12为驱动轮安装座，13为减速器，14为电机防焊罩，15为传感器安装座，16为水平调整支架，17为竖直调整支架，18为传感器支架，19为传感器底座，20为对中气缸安装座，21为定位轮安装座，22为气缸支架，23为上定位轮活动座，24为驱动轴，25为激光CCD传感器，26为压紧轮座，27为二级移动气缸，28为下定位轮座，29为轮轴，30为调整板，31为上定位轮底座，32为深沟球轴承，33为定位装置，34为对中气缸，35为万向球，36为卡爪，37为限位托盘，38为工作托盘，39为万向球定位座，40为轴承托板，41为浮动托盘装置，42为同步带，43为带轮，44为轴承端盖，45为张紧轮座，46为隔套，47为压盖，48为摩擦轮，49为卡紧驱动装置，50为螺钉，51为一级滑块，52为二级导轨，53为槽孔，54为销轴，55为弹簧，56为安装板，57为连接板，58为连接孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～3所示，本发明包括底座2、一级移动气缸3、一级板6、一级导轨5、一级滑块51、二级移动气缸27、二级板8、二级导轨52、二级滑块7、定位装置33、浮动托盘装置41、卡紧驱动装置49、激光CCD(电荷耦合元件)传感器25及支架组件，其中底座2为长方体，四脚均安装有地脚1；定位装置33与底座2的一端固连，一级移动气缸3固接于底座2的另一端、与定位装置33相对。在一级移动气缸3的两侧分别设有固接在底座2上的导轨安装板4，每个导轨安装板4上均固接有一级导轨5；一级板6与一级移动气缸3的输出端相连，在一级板6下表面长度方向的两侧各固接有一个一级滑块51，一级板6通过两个一级滑块51分别与两根一级导轨5配合连接。浮动托盘装置41与一级板6的一端固连，二级移动气缸27固接于一级板6的另一端、与浮动托盘装置41相对。在二级移动气缸27的两侧分别设有固接在一级板6上的二级导轨52，二级板8与二级移动气缸27的输出端相连，在二级板8下表面长度方向的两侧各固接有一个二级滑块7，二级板8通过两个二级滑块7分别与两根二级导轨52配合连接。卡紧驱动装置49安装在二级板8上，浮动托盘装置41位于定位装置33与卡紧驱动装置49之间，被测弹体放置在浮动托盘装置41上。

如图4、图5所示，定位装置33包括定位轮安装座21、上定位轮座、下定位轮座28及定位轮，该定位轮安装座21通过螺栓固接在底座2上，上定位轮座及下定位轮座28分别安装于定位轮安装座21上，上定位轮座包括上定位轮底座31及两个上定位轮活动座23。定位轮安装座21上下两端的左右两侧均开有条形孔，上定位轮底座31的两侧及下定位轮座28的两侧均通过螺钉连接于定位轮安装座21上的条形孔内，通过螺钉在条形孔内的移动实现上定位轮底座31及下定位轮座28的上下移动，移动到位后拧紧螺钉即可固定。在上定位轮底座31与下定位轮座28之间设有两个分别固接在定位轮安装座21上的调整板30，每个调整板30上均设有两个螺钉50，通过螺钉50可对上定位轮底座31及下定位轮座28进行止推限位和紧固。两个上定位轮活动座23分别可活动地安装在上定位轮底座31上，可左右移动，以便适应不同弹体尺寸，两个上定位轮活动座23之间的距离调整好后即可拧紧螺钉固定。每个上定位轮活动座23上均设有一个定位轮，下定位轮座28上设有两个定位轮；本实施例的定位轮可为深沟球轴承32，每个深沟球轴承32均通过轮轴29安装在上定位轮活动座23或下定位轮座28的轴孔中，以便与被测弹体滚动接触。

如图6～9所示，浮动托盘装置41包括卡爪气缸11、对中气缸安装座20、气缸支架22、对中气缸34、万向球35、卡爪36、限位托盘37、工作托盘38、万向球定位座39及轴承托板40，限位托盘37的底部通过螺钉固接有安装在一级板6一端的轴承托板40，在限位托盘37的周向均布有多个对中气缸34；本实施例的限位托盘37为方形环状结构，在限位托盘37的前后左右外侧面上均通过对中气缸安装座20安装有对中气缸34，并在限位托盘37的前后左右外侧面上均开有供各对中气缸34输出端穿过的通孔。位于限位托盘37内部的轴承托板40上均布有多个万向球定位座39，每个万向球定位座39上均安装有万向球35。工作托盘38嵌入安装在限位托盘37的中间、用于承载被测弹体，并放置在各万向球35上，可以在对中气缸34的作用下实现工作托盘38的中心与限位托盘37的中心重合，并可在万向球35上自由放置。工作托盘38上方的两侧对称设有两上气缸支架22，本实施例是在限位托盘的前后方向分别设置了气缸支架22，每个气缸支架22的顶部均安装有卡爪气缸11，卡爪气缸11的推杆(输出端)连接有夹持被测弹体的卡爪36。

如图10～12所示，卡紧驱动装置49包括动力源、传动装置、驱动轮安装座12、电机防焊罩14、驱动轴24、压紧轮座26、轴承端盖44、张紧轮座45、隔套46、压盖47、摩擦轮48及压紧轮，驱动轮安装座12通过螺栓固接在二级板8上，动力源安装在驱动轮安装座12上；本实施例的动力源包括步进电机及减速器13，传动装置包括同步带42及带轮43，电机防焊罩14内有步进电机，输出端与减速器13相连，减速器13的输出端连接有一个带轮43，通过同步带42与另一个与驱动轴24键连接的带轮43连接，带动驱动轴24旋转。驱动轮安装座12的上下两端各向定位装置33的方向延伸有安装板56，驱动轴24分别通过轴承与两块安装板56转动连接，并设有轴承端盖44对轴承进行轴向限位。驱动轴24的上下两端分别有两块安装板56穿过，键连接有与被测弹体滚动接触、带动被测弹体旋转的摩擦轮48，并在驱动轴24两端端部分别设有隔套46及压盖47。每个摩擦轮48的两侧均设有压紧轮座26，每个摩擦轮48两侧的压紧轮座26均通过连接板57与驱动轮安装座12相连；驱动轮安装座12上下两端的左右两侧均开有槽孔53，每个连接板57均可在槽孔53内上下移动，进而实现压紧轮座26的位置调节，以适应不同大小弹体同轴度的检测，移动到位后拧紧螺栓即可固定。压紧轮座26为内部中空结构，一端通过连接板57安装在驱动轮安装座12上，张紧轮座45的一端***压紧轮座26的另一端内、并通过销轴54与压紧轮座26的另一端相连，张紧轮座45的一端开有供销轴54穿过的连接孔58，另一端转动连接有与被测弹体滚动接触的张紧轮。压紧轮座26内容置有弹簧55，该弹簧55的两端分别抵接于压紧轮座26内壁及张紧轮座45的一端，实现张紧轮座45相对压紧轮座26可以伸缩。本实施例的摩擦轮48及张紧轮可为深沟球轴承32。

激光CCD传感器25安装在可沿被测弹体径向及轴向往复移动的支架组件上，并位于底座2的一侧。如图1～3所示，支架组件包括水平调整支架16、竖直调整支架17、传感器支架18及传感器底座19，该传感器底座19位于底座2的任一侧，竖直调整支架17的一端可升降(沿被测弹体轴向往复移动)地与传感器底座19相连，另一端连接有沿水平方向伸缩(沿被测弹体径向往复移动)的水平调整支架16。水平调整支架16上连接有安装激光CCD传感器25的传感器安装座15；传感器支架18安装在水平调整支架16上，在该传感器支架18上设有多个用于安装激光CCD传感器25的传感器安装座15。激光CCD传感器25的位置高度可通过传感器安装座15、水平调整支架16及竖直调整支架17进行调节，以适应不同弹体种类的测量。

本发明的工作原理为：

如图13所示，进行弹体全自动同轴度检测时，激光CCD传感器25位置预先调好，弹体被机械手搬运并竖直放置到工作托盘38上，限位托盘37四周的对中气缸34动作使工作托盘38的中心与限位托盘37中心重合，同时限位托盘37上的卡爪气缸11动作使弹***于工作托盘38上的中心位置，进而保证弹体的实际轴线与回转轴线同轴。调整好轴线后，一级移动气缸3动作使一级板6运动，并带动安装在一级板6一端的轴承托板40运动，进而使弹体靠近定位装置33；二级移动气缸27动作带动二级板8向定位装置33运动使安装在其上的驱动轮安装座12靠近弹体，二级板8继续运动，张紧轮座45上的深沟球轴承32接触弹体并开始压紧弹体，张紧轮座32和压紧轮座26间的弹簧55在压力作用下被压缩，弹体与驱动轴24上的摩擦轮48接触并被挤压在定位装置33和卡紧驱动装置49的深沟球轴承32之间。二级板8停止运动后，电机防爆罩14内的步进电机工作，通过减速器13和同步带42、带轮43带动驱动轴24旋转，驱动轴24上的摩擦轮48带动弹体旋转，旋转过程中激光CCD传感器25每隔一个分度角采集一次数据(采集弹体旋转时弹体表面与激光CCD传感器25之间的距离)，弹体旋转一周后控制***(本发明的控制***为现有技术)通过采样数据得出被测弹体的同轴度并显示输出，机械手将弹体搬运至弹体箱中，一个弹体的同轴度检测结束，上述工作反复进行。

Claims (10)

1.一种非接触弹体同轴度全自动检测设备，其特征在于：包括底座(2)、一级移动气缸(3)、一级板(6)、二级移动气缸(27)、二级板(8)、定位装置(33)、浮动托盘装置(41)、卡紧驱动装置(49)、激光CCD传感器(25)及支架组件，其中一级移动气缸(3)与定位装置(33)分别安装在所述底座(2)的两端，所述一级板(6)与一级移动气缸(3)的输出端相连，所述二级移动气缸(27)及浮动托盘装置(41)分别安装在该一级板(6)上，所述二级板(8)与二级移动气缸(27)的输出端相连，并在该二级板(8)上安装有所述卡紧驱动装置(49)；所述浮动托盘装置(41)位于定位装置(33)与卡紧驱动装置(49)之间，被测弹体放置在该浮动托盘装置(41)上，所述激光CCD传感器(25)安装在可沿被测弹体径向及轴向往复移动的支架组件上，并位于所述底座(2)的一侧；所述被测弹体随浮动托盘装置(41)通过一级移动气缸(3)驱动靠紧定位装置(33)，所述卡紧驱动装置(49)通过二级移动气缸(27)驱动与被测弹体抵接，并带动被测弹体旋转，通过所述激光CCD传感器(26)检测被测弹体表面与激光CCD传感器(26)之间的距离实现同轴度的检测。

2.按权利要求1所述的非接触弹体同轴度全自动检测设备，其特征在于：所述定位装置(33)包括定位轮安装座(21)、上定位轮座、下定位轮座(28)及定位轮，该定位轮安装座(21)设置在所述底座(2)上，所述上定位轮座及下定位轮座(28)分别安装于定位轮安装座(21)上，且该上定位轮座及下定位轮座(28)上均设有与被测弹体滚动接触的定位轮。

3.按权利要求2所述的非接触弹体同轴度全自动检测设备，其特征在于：所述上定位轮座包括上定位轮底座(31)及两个上定位轮活动座(23)，该上定位轮底座(31)安装在所述定位轮安装座(21)上，所述两个上定位轮活动座(23)可活动地安装在上定位轮底座(31)上，每个上定位轮活动座(23)上均安装有所述定位轮。

4.按权利要求3所述的非接触弹体同轴度全自动检测设备，其特征在于：所述上定位轮底座(31)及下定位轮座(28)可上下移动地安装在定位轮安装座(21)上，在该上定位轮底座(31)与下定位轮座(28)之间设有两个分别固接在所述定位轮安装座(21)上的调整板(30)，每个所述调整板(30)上均设有对上定位轮底座(31)及下定位轮座(28)进行止推限位和紧固的螺钉(50)。

5.按权利要求1所述的非接触弹体同轴度全自动检测设备，其特征在于：所述浮动托盘装置(41)包括卡爪气缸(11)、对中气缸(34)、万向球(35)、卡爪(36)、限位托盘(37)、工作托盘(38)及轴承托板(40)，该限位托盘(37)的底部连接有安装在所述一级板(6)上的轴承托板(40)，在所述限位托盘(37)的中间内嵌有承载被测弹体的工作托盘(38)；所述限位托盘(37)的周向均布有多个对中气缸(34)，在所述工作托盘(38)与轴承托板(40)之间均布有多个万向球(35)，所述工作托盘(38)通过各所述对中气缸(34)与限位托盘(37)的中心重合，并在各所述万向球(35)上旋转；所述工作托盘(38)上方的两侧对称设有卡爪气缸(11)，各所述卡爪气缸(11)安装在限位托盘(37)上，输出端连接有夹持被测弹体的卡爪(16)。

6.按权利要求5所述的非接触弹体同轴度全自动检测设备，其特征在于：所述限位托盘(37)为方形环状结构，其前后左右外侧面上均通过对中气缸安装座(20)安装有对中气缸(34)，并在前后左右外侧面上均开有供各所述对中气缸(34)输出端穿过的通孔，所述限位托盘(37)的前后两侧分别通过气缸支架(22)安装有所述卡爪气缸(11)；所述轴承托板(40)上均布有多个万向球定位座(39)，每个所述万向球定位座(39)上均安装有万向球(35)。

7.按权利要求1所述的非接触弹体同轴度全自动检测设备，其特征在于：所述卡紧驱动装置(49)包括动力源、传动装置、驱动轴(24)、压紧轮座(26)、张紧轮座(45)、摩擦轮(48)及压紧轮，该动力源通过驱动轮安装座(12)安装在所述二级板(8)上，输出端通过所述传动装置与转动安装在驱动轮安装座(12)上的驱动轴(24)相连、带动驱动轴(24)旋转，所述驱动轴(24)的两端均连动有与被测弹体滚动接触、带动被测弹体旋转的摩擦轮(48)；每个所述摩擦轮(48)的两侧均设有安装在驱动轮安装座(12)上的压紧轮座(26)，每个所述压紧轮座(26)上均安装有可相对压紧轮座(26)伸缩的张紧轮座(45)，每个所述张紧轮座(45)上均设有与被测弹体滚动接触的张紧轮。

8.按权利要求7所述的非接触弹体同轴度全自动检测设备，其特征在于：每个所述摩擦轮(48)两侧的压紧轮座(26)均通过连接板(57)与驱动轮安装座(12)相连，所述驱动轮安装座(12)上下两端的左右两侧均开有槽孔(53)，每个所述摩擦轮(48)两侧的压紧轮座(26)沿该槽孔(53)上下移动。

9.按权利要求7或8所述的非接触弹体同轴度全自动检测设备，其特征在于：所述压紧轮座(26)为内部中空结构，一端安装于所述驱动轮安装座(12)上，所述张紧轮座(45)的一端***压紧轮座(26)的另一端内、并通过销轴(54)与所述压紧轮座(26)的另一端相连，所述张紧轮座(45)的一端开有供销轴(54)穿过的连接孔(58)，另一端转动连接有所述张紧轮；所述压紧轮座(26)内容置有弹簧(55)，该弹簧(55)的两端分别抵接于压紧轮座(26)内壁及张紧轮座(45)的一端。

10.按权利要求1所述的非接触弹体同轴度全自动检测设备，其特征在于：所述支架组件包括水平调整支架(16)、竖直调整支架(17)、传感器支架(18)及传感器底座(19)，该传感器底座(19)位于所述底座(2)的任一侧，所述竖直调整支架(17)的一端可升降地与传感器底座(19)相连，另一端连接有沿水平方向伸缩的所述水平调整支架(16)，该水平调整支架(16)上连接有安装所述激光CCD传感器(25)的传感器安装座(15)；所述传感器支架(18)安装在水平调整支架(16)上，在该传感器支架(18)上设有多个用于安装所述激光CCD传感器(25)的传感器安装座(15)。