CN105865355B - 非接触式零件外径测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非接触式零件外径测量装置，包括：底座；导轨，其设置于底座上；工件支撑台，其设置于导轨上；角度调整机构，其设置于工件支撑台上；二工件位置传感器组件，其设置于底座上；二激光位移传感器组件，其设置于底座上，当工件位置传感器组件检测到工件支撑台上有工件时启动二激光位移传感器组件分别检测其到工件的最短距离，并由二激光位移传感器组件之间的直线距离减去二个最短距离之后得到工件的外径尺寸；传送机构，其与工件支撑台传动连接。本发明相较于现有技术，检测头不需要直接接触工件，延长使用寿命，成本较低。而且，角度调整机构感应工件支撑台的角度并调整工件支撑台至所需的角度，提高检测精度。

Description

非接触式零件外径测量装置
技术领域
本发明属于测量设备技术领域，具体涉及一种非接触式零件外径测量装置。
背景技术
在生产加工过程中，对工件进行外径测量是及其重要的一个环节，主要是用于检测完成品是否符合要求，关系到产品的质量问题。
现有技术中，目前常见的外径测量方法有接触式位移传感器和数字成像等方法。使用接触式位移传感器测量时，因为测头要接触工件表面进行测量，长期测量会造成损耗，测头有使用周期，后期维护成本也较高。而现有的CCD数字成像技术在工业上也普及开发，并有厂商推出了全套的零件尺寸检测设备，可以快速的通过工业摄像头采集图像，并通过图像处理测算出工件的尺寸。然而，现阶段这一模块价格高昂，使得企业处于成本考量而选用其它测量方法。
因此，亟需一种成本低、且使用寿命较长的非接触式零件外径测量装置。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种成本低、且使用寿命较长的非接触式零件外径测量装置。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明提供一种非接触式零件外径测量装置，包括：
底座；
导轨，其设置于底座上；
工件支撑台，其设置于导轨上且沿导轨的长度方向移动设置；
角度调整机构，其设置于工件支撑台上；
二工件位置传感器组件，其设置于底座上且位于导轨长度方向的两端，用于检测工件支撑台上是否有工件；
二激光位移传感器组件，其设置于底座上且位于导轨长度方向的两侧，激光位移传感器组件的输入端与工件位置传感器组件的输出端连接，当工件位置传感器组件检测到工件支撑台上有工件时启动二激光位移传感器组件分别检测其到工件的最短距离，并由二激光位移传感器组件之间的直线距离减去二个最短距离之后得到工件的外径尺寸；
传送机构，其与工件支撑台传动连接，用于驱动工件支撑台移动。
本发明中工件安装于工件支撑台上且沿导轨的长度方向移动，工件位置传感器组件检测到工件支撑台上有工件时启动二激光位移传感器组件分别检测其到工件的最短距离，并由二激光位移传感器组件之间的直线距离减去二个最短距离之后得到工件的外径尺寸，相较于现有技术，检测头不需要直接接触工件，延长使用寿命，成本较低。而且，角度调整机构感应工件支撑台的角度并调整工件支撑台至所需的角度，提高检测精度。
在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：
作为优选的方案，还设置有旋转机构，包括旋转底座、旋转轴和电机，旋转轴穿设于旋转底座上，工件支撑台设置于旋转轴的输出端，电机设置于底座上且其输出端与旋转轴连接。
采用上述优选的方案，检测完成后，电机驱动旋转轴转动带动工件旋转设定角度再次检测，实现多次测量。
作为优选的方案，上述的激光位移传感器组件包括测量支架、测量调整板和激光位移传感器，测量支架水平地沿导轨长度方向移动设置于底座上，测量调整板沿竖直方向移动设置于测量支架上，激光位移传感器设置于测量调整板上。
采用上述优选的方案，通过测量支架、测量调整板可以调整二激光位移传感器的位置，使得二激光位移传感器相对导轨设置且处于同一高度，提高测量的准确性。
作为优选的方案，还设置有行程微调机构，包括固定板和调整螺栓，固定板设置于底座上且位于测量支架一侧，调整螺栓设置于固定板上且与测量支架螺纹连接，调整螺栓的长度方向与导轨的长度方向一致。
采用上述优选的方案，行程微调机构对激光位移传感器的位置进行微调，进一步提高测量精度。
作为优选的方案，上述的工件位置传感器组件包括检测支架、检测调整板和工件检测传感器，检测支架沿垂直于导轨长度方向移动设置于底座上，检测调整板沿竖直方向移动设置于检测支架上，工件检测传感器设置于检测调整板上。
采用上述优选的方案，通过调整检测支架、检测调整板，可以根据工件尺寸大小、高度等调整工件检测传感器的位置，适用于不同工件，更加方便。
作为优选的方案，还设置有驱动机构行程限定机构，包括限定固定板、限定调整螺栓、缓冲器、停止螺栓和传送机构的连接板，限定固定板固定设置于底座上且位于导轨长度方向的一端，停止螺栓、限定调整螺栓设置于限定固定板上且分别与传送机构的连接板连接，停止螺栓与限定固定板之间还设置有缓冲器。
采用上述优选的方案，驱动机构行程限定机构限定驱动机构的行程，避免行程过大造成驱动机构的损坏，延长其使用寿命。
作为优选的方案，还设置有空气喷嘴机构，其设置于底座上且位于导轨长度方向的两侧。
采用上述优选的方案，增加空气喷嘴机构，可以将工件外径粘有的切削液等杂物吹走，提高测量的精度。
作为优选的方案，上述的空气喷嘴机构包括气管和喷嘴，气管设置于底座上，喷嘴与气管之间转动设置有活动连接件。
采用上述优选的方案，喷嘴与气管之间设置有活动连接件，喷嘴喷气时转动提高喷气面积。
作为优选的方案，上述的旋转底座上还设置有连接孔、设置于连接孔四周的台阶槽、以及位于台阶槽的槽底沿连接孔的圆周方向设置的滚珠，旋转轴上沿其圆周方向设置有台阶块，台阶块与台阶槽相配合。
采用上述优选的方案，旋转轴设置于旋转底座上，旋转底座上设置滚珠避免转轴在转动过程中产生损坏，也便于旋转轴与旋转底座之间产生硬性碰撞影响结构的稳定性。
作为优选的方案，还设置有底座调整机构，包括底座固定螺栓和底座调整螺栓，底座固定螺栓上设置有连接块，底座调整螺栓螺纹连接于底座的四周且与连接块相连。
采用上述优选的方案，底座固定螺栓可以固定底座，保证结构的稳定性，底座调整螺栓可以调整底座四周的高度，使得底座水平设置。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的结构示意图。
图2为本发明一种实施方式的侧视图。
其中，10.底座，20.导轨，30.工件支撑台，31.旋转轴，32.旋转底座，33.电机，34.气缸，40.测量支架，41.测量调整板，42.激光位移传感器，43.固定板，44.调整螺栓，50.检测支架，51.检测调整板，52.工件检测传感器，60.限定固定板，61.限定调整螺栓，62.缓冲器，63.停止螺栓，64.气缸连接板，70.空气喷嘴机构，80.底座固定螺栓，81.底座调整螺栓。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
为了达到本发明的目的，如图1至图2所示，在本发明的其中一种实施方式中提供一种非接触式零件外径测量装置，包括：
底座10；
导轨20，其设置于底座10上；
工件支撑台30，其设置于导轨20上且沿导轨20的长度方向移动设置；
角度调整机构(图中未示出)，其设置于工件支撑台30上；
二工件位置传感器组件，其设置于底座10上且位于导轨20长度方向的两端，用于检测工件支撑台30上是否有工件；
二激光位移传感器组件，其设置于底座10上且位于导轨20长度方向的两侧，激光位移传感器组件的输入端与工件位置传感器组件的输出端连接，当工件位置传感器组件检测到工件支撑台上30有工件时启动二激光位移传感器组件分别检测其到工件的最短距离，并由二激光位移传感器组件之间的直线距离减去二个最短距离之后得到工件的外径尺寸；
传送机构，其与工件支撑台30传动连接，用于驱动工件支撑台30移动，传送机构为气缸34。
本实施方式中工件安装于工件支撑台30上且沿导轨20的长度方向移动，工件位置传感器组件检测到工件支撑台30上有工件时启动二激光位移传感器组件分别检测其到工件的最短距离，并由二激光位移传感器组件之间的直线距离减去二个最短距离之后得到工件的外径尺寸，相较于现有技术，检测头不需要直接接触工件，延长使用寿命，成本较低。而且，角度调整机构感应工件支撑台30的角度并调整工件支撑台30至所需的角度，提高检测精度。
其中，角度调整机构包括角度传感器和调整机构，所述角度传感器感应工件支撑台30的角度，调整机构驱动工件支撑台30旋转至所需的角度。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，还设置有旋转机构，包括旋转底座32、旋转轴31和电机33，旋转轴31穿设于旋转底座32上，工件支撑台30设置于旋转轴31的输出端，电机33设置于底座10上且其输出端与旋转轴31连接。
采用上述优选的方案，检测完成后，电机33驱动旋转轴31转动带动工件支撑台30旋转设定角度再次检测，实现多次测量。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，上述的激光位移传感器组件包括测量支架40、测量调整板41和激光位移传感器42，测量支架40水平地沿导轨20长度方向移动设置于底座10上，测量调整板41沿竖直方向移动设置于测量支架40上，激光位移传感器42设置于测量调整板41上。
采用上述优选的方案，通过测量支架40、测量调整板4可以调整二激光位移传感器42的位置，使得二激光位移传感器42相对导轨20设置且处于同一高度，提高测量的准确性。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，还设置有行程微调机构，包括固定板43和调整螺栓44，固定板43设置于底座10上且位于测量支架40一侧，调整螺栓44设置于固定板43上且与测量支架40螺纹连接，调整螺栓44的长度方向与导轨20的长度方向一致。
采用上述优选的方案，行程微调机构对激光位移传感器42的位置进行微调，进一步提高测量精度。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，上述的工件位置传感器组件包括检测支架50、检测调整板51和工件检测传感器52，检测支架50沿垂直于导轨20长度方向移动设置于底座10上，检测调整板51沿竖直方向移动设置于检测支架50上，工件检测传感器52设置于检测调整板51上。
采用上述优选的方案，通过调整检测支架50、检测调整板51，可以根据工件尺寸大小、高度等调整工件检测传感器52的位置，适用于不同工件，更加方便。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，还设置有驱动机构行程限定机构，包括限定固定板60、限定调整螺栓61、缓冲器62、停止螺栓63和气缸连接板64，限定固定板60固定设置于底座10上且位于导轨20长度方向的一端，停止螺栓63、限定调整螺栓61设置于限定固定板60上且分别与气缸连接板64连接，停止螺栓63与限定固定板60之间还设置有缓冲器62。
采用上述优选的方案，驱动机构行程限定机构限定驱动机构的行程，避免行程过大造成驱动机构的损坏，延长其使用寿命。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，还设置有空气喷嘴机构70，其设置于底座10上且位于导轨20长度方向的两侧。
采用上述优选的方案，增加空气喷嘴机构70，可以将工件外径粘有的切削液等杂物吹走，提高测量的精度。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，上述的空气喷嘴机构70包括气管和喷嘴，气管设置于底座上，喷嘴与气管之间转动设置有活动连接件。
采用上述优选的方案，喷嘴与气管之间设置有活动连接件，喷嘴喷气时转动提高喷气面积。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，上述的旋转底座32上还设置有连接孔、设置于连接孔四周的台阶槽、以及位于台阶槽的槽底沿连接孔的圆周方向设置的滚珠，旋转轴31上沿其圆周方向设置有台阶块，台阶块与台阶槽相配合。
采用上述优选的方案，旋转轴31设置于旋转底座32上，旋转底座32上设置滚珠避免转轴在转动过程中产生损坏，也便于旋转轴31与旋转底座32之间产生硬性碰撞影响结构的稳定性。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，还设置有底座调整机构，包括底座固定螺栓80和底座调整螺栓81，底座固定螺栓80上设置有连接块(图中未示出)，底座调整螺栓81螺纹连接于底座10的四周且与连接块相连。
采用上述优选的方案，底座固定螺栓80可以固定底座10，保证结构的稳定性，底座调整螺栓81可以调整底座10四周的高度，使得底座10水平设置。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.非接触式零件外径测量装置，其特征在于，包括：
底座；
导轨，其设置于所述底座上；
工件支撑台，其设置于所述导轨上且沿所述导轨的长度方向移动设置；
角度调整机构，其设置于所述工件支撑台上；
二工件位置传感器组件，其设置于所述底座上且位于所述导轨长度方向的两端，用于检测工件支撑台上是否有工件；
二激光位移传感器组件，其设置于所述底座上且位于所述导轨长度方向的两侧，所述激光位移传感器组件的输入端与所述工件位置传感器组件的输出端连接，当工件位置传感器组件检测到工件支撑台上有工件时启动二激光位移传感器组件分别检测其到工件的最短距离，并由二激光位移传感器组件之间的直线距离减去二个最短距离之后得到工件的外径尺寸；
传送机构，其与所述工件支撑台传动连接，用于驱动所述工件支撑台移动。
2.根据权利要求1所述的非接触式零件外径测量装置，其特征在于，还设置有旋转机构，包括旋转底座、旋转轴和电机，所述旋转轴穿设于所述旋转底座上，所述工件支撑台设置于所述旋转轴的输出端，所述电机设置于所述底座上且其输出端与所述旋转轴连接。
3.根据权利要求1所述的非接触式零件外径测量装置，其特征在于，所述激光位移传感器组件包括测量支架、测量调整板和激光位移传感器，所述测量支架水平地沿所述导轨长度方向移动设置于所述底座上，所述测量调整板沿竖直方向移动设置于所述测量支架上，所述激光位移传感器设置于所述测量调整板上。
4.根据权利要求3所述的非接触式零件外径测量装置，其特征在于，还设置有行程微调机构，包括固定板和调整螺栓，所述固定板设置于所述底座上且位于所述测量支架一侧，所述调整螺栓设置于所述固定板上且与所述测量支架螺纹连接，所述调整螺栓的长度方向与所述导轨的长度方向一致。
5.根据权利要求1所述的非接触式零件外径测量装置，其特征在于，所述工件位置传感器组件包括检测支架、检测调整板和工件检测传感器，所述检测支架沿垂直于导轨长度方向移动设置于所述底座上，所述检测调整板沿竖直方向移动设置于所述检测支架上，所述工件检测传感器设置于所述检测调整板上。
6.根据权利要求1所述的非接触式零件外径测量装置，其特征在于，还设置有驱动机构行程限定机构，包括限定固定板、限定调整螺栓、缓冲器、停止螺栓和传送机构的连接板，所述限定固定板固定设置于所述底座上且位于所述导轨长度方向的一端，所述停止螺栓、限定调整螺栓设置于所述限定固定板上且分别与所述传送机构的连接板连接，所述停止螺栓与所述限定固定板之间还设置有缓冲器。
7.根据权利要求1所述的非接触式零件外径测量装置，其特征在于，还设置有空气喷嘴机构，其设置于所述底座上且位于所述导轨长度方向的两侧。
8.根据权利要求7所述的非接触式零件外径测量装置，其特征在于，所述空气喷嘴机构包括气管和喷嘴，所述气管设置于所述底座上，所述喷嘴与所述气管之间转动设置有活动连接件。
9.根据权利要求2所述的非接触式零件外径测量装置，其特征在于，所述旋转底座上还设置有连接孔、设置于连接孔四周的台阶槽、以及位于所述台阶槽的槽底沿连接孔的圆周方向设置的滚珠，所述旋转轴上沿其圆周方向设置有台阶块，所述台阶块与所述台阶槽相配合。
10.根据权利要求1所述的非接触式零件外径测量装置，其特征在于，还设置有底座调整机构，包括底座固定螺栓和底座调整螺栓，所述底座固定螺栓上设置有连接块，所述底座调整螺栓螺纹连接于所述底座的四周且与所述连接块相连。
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