CN113739702A - Oa轴芯尺寸量测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种OA轴芯尺寸量测装置及方法，该装置包括：工位旋转单元、轴芯供给单元、初定位单元、二次定位单元、尺寸量测单元、下料单元；工位旋转单元使待测量OA轴芯依次在上料工位、初定位工位、二次定位工位、量测工位和下料工位之间转动；轴芯供给单元用于提供待测量的OA轴芯至位于上料工位的轴芯安装机构；初定位单元用于修正OA轴芯的初始偏转角度，进行初定位；二次定位单元用于修正OA轴芯的剩余偏转角度，进行二次定位，并测量OA轴芯的第一部分尺寸；尺寸量测单元用于测量OA轴芯的第二部分尺寸；下料单元用于将OA轴芯下料分流。本发明的OA轴芯尺寸量测装置可实现自动化，相较于人工操作具有测量速度快、测量精度高等特点。

Description

OA轴芯尺寸量测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种尺寸量测装置，尤其涉及一种OA轴芯尺寸量测装置及方法。

背景技术

目前对OA轴芯的尺寸量测主要采用传统的人工接触式测量方式，例如人工使用千分尺、游标卡尺、塞规等测量工具将测量工具的卡口与OA轴芯直接接触，检验员通过读取测量工具显示的结果，获取轴芯的外观尺寸。传统的测量方式主要存在以下缺点：一是自动化程度低，检验员工作强度大，工作效率低；二是测量结果的准确性受制于检验员的检验水平及工作疲劳程度，如长时间快速量测，会导致精力不集中，读数误差增大；三是无法实现对大量测量结果的快速保存，进而无法动态分析企业生产状况。

由于OA轴芯种类繁多，且部分OA轴芯零件形状复杂，影响测量精度的因素较多，因此传统测量工具难以满足生产企业对测量精度的要求，从而进一步加大了测量难度，增加了检测成本。

有鉴于此，实有必要提供一种OA轴芯尺寸量测装置及方法，实现自动化，以解决现有技术所面对的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种OA轴芯尺寸量测装置。该OA轴芯尺寸量测装置包括工位旋转单元、轴芯供给单元、初定位单元、二次定位单元、尺寸量测单元以及下料单元。工位旋转单元包括工位转盘及传动装置，该传动装置用于驱动该工位转盘转动，使该工位转盘上的每个轴芯安装机构依次在上料工位、初定位工位、二次定位工位、量测工位和下料工位之间转动。轴芯供给单元用于提供待测量的OA轴芯至位于该上料工位的该轴芯安装机构，该轴芯安装机构用于安装该OA轴芯。初定位单元用于修正位于该初定位工位的该OA轴芯的初始偏转角度，进行初定位。二次定位单元用于修正位于该二次定位工位的该OA轴芯的剩余偏转角度，进行二次定位，并用于测量该OA轴芯的第一部分尺寸。尺寸量测单元用于测量位于该量测工位的该OA轴芯的第二部分尺寸。下料单元用于将位于该下料工位的该OA轴芯进行下料分流。

于本发明的一实施例中，该轴芯安装机构包括第一轴芯安装机构、第二轴芯安装机构、第三轴芯安装机构、第五轴芯安装机构、第六轴芯安装机构。当该第一轴芯安装机构位于该上料工位时，该第二轴芯安装机构、该第三轴芯安装机构、该第五轴芯安装机构和该第六轴芯安装机构分别位于该初定位工位、该二次定位工位、该量测工位和该下料工位。

于本发明的一实施例中，该轴芯安装机构还包括第四轴芯安装机构，当该第一轴芯安装机构位于该上料工位时，该第四轴芯安装机构位于缓冲工位，该第一轴芯安装机构、该第二轴芯安装机构、该第三轴芯安装机构、该第四轴芯安装机构、该第五轴芯安装机构和该第六轴芯安装机构围绕该工位转盘的轴心依次均匀分布。

于本发明的一实施例中，该传动装置包括第一伺服马达、第一减速机、第一联轴器以及第一角接触轴承座，该第一伺服马达提供旋转动力源，并依次通过该第一减速机、该第一联轴器和该第一角接触轴承座连接该工位转盘。

于本发明的一实施例中，该轴芯供给单元自动供料，且每次提供一个该OA轴芯。

于本发明的一实施例中，该初定位单元包括初定位相机和四爪旋转机构，该初定位相机安装于***支架上，用以拍照计算该OA轴芯的该初始偏转角度，该四爪旋转机构用于夹持该OA轴芯，并用于带动该OA轴芯沿轴心旋转以进行初定位，在进行初定位后，该初定位相机二次拍照计算该OA轴芯的该剩余偏转角度。

于本发明的一实施例中，该四爪旋转机构包括第二伺服马达、第二联轴器、第二角接触轴承座和四爪气缸，该第二伺服马达提供旋转动力源，并通过该第二联轴器和该第二角接触轴承座与该四爪气缸连接。

于本发明的一实施例中，该初定位单元还包括第一Z轴微调滑台、第一Y轴微调滑台、第一X轴调整螺栓和第一Y轴调整螺栓。该第一Y轴调整螺栓设置于该第一Y轴微调滑台的底座挡边，用于使该四爪旋转机构的旋转中心线与该OA轴芯的轴线平行。该第一Z轴微调滑台用于安装该四爪旋转机构，并用于该四爪旋转机构沿Z轴方向进行精密微调。该第一Y轴微调滑台用于安装该四爪旋转机构，并用于该四爪旋转机构沿Y轴方向进行精密微调，通过调整该第一Z轴微调滑台和该第一Y轴微调滑台使该四爪气缸的旋转中心与位于该初定位工位的该OA轴芯同轴。该第一X轴调整螺栓设置于该第一Y轴微调滑台的底座，用于调整该四爪旋转机构在X轴方向上的位置，以使该四爪旋转机构的夹持范围调整至该OA轴芯的一端。

于本发明的一实施例中，该二次定位单元包括二次定位相机和相机旋转机构，该相机旋转机构带动该二次定位相机转动，使该二次定位相机在该剩余偏转角度的细分区间内多次拍照计算，获得最接近理想角度的照片，以对该OA轴芯进行测量。

于本发明的一实施例中，该相机旋转机构包括第三伺服马达、第三减速机、第三联轴器、第三角接触轴承座和旋转支架，该二次定位相机包括第一面阵相机和第二面阵相机。该第三伺服马达用于提供旋转动力源，并依次通过该第三减速机、该第三联轴器和该第三角接触轴承座与该旋转支架连接。该第一面阵相机安装于该旋转支架，用于测量该OA轴芯的内孔直径尺寸及锥度尺寸，该第二面阵相机安装于该旋转支架，用于测量该OA轴芯的厚度尺寸。

于本发明的一实施例中，该二次定位单元还包括第二Z轴微调滑台、第二Y轴微调滑台和第二Y轴调整螺栓。该第二Y轴调整螺栓设置于该第二Y轴微调滑台的底座挡边，用于使该相机旋转机构的旋转中心线与该OA轴芯的轴线平行。该第二Z轴微调滑台用于安装该相机旋转机构，并用于该相机旋转机构沿Z轴方向进行精密微调。该第二Y轴微调滑台用于安装该相机旋转机构，并用于该相机旋转机构沿Y轴方向进行精密微调，通过调整该第二Z轴微调滑台和该第二Y轴微调滑台使该相机旋转机构的旋转中心与位于该二次定位工位的该OA轴芯同轴。

于本发明的一实施例中，该尺寸量测单元包括尺寸量测相机和相机驱动机构。该相机驱动机构安装在***支架上，该尺寸量测相机安装在该相机驱动机构上，该相机驱动机构用于带动该尺寸量测相机沿X轴方向移动，以测量位于该量测工位的该OA轴芯的长度尺寸、轴径尺寸、位置度尺寸及圆跳动尺寸。

于本发明的一实施例中，该相机驱动机构包括第一电缸和第二电缸，该尺寸量测相机包括第一远心面阵相机和第二远心面阵相机。该第一远心面阵相机和该第二远心面阵相机设置于位于该量测工位的该OA轴芯的正上方，该第一电缸带动该第一远心面阵相机沿X轴方向移动，该第二电缸带动该第二远心面阵相机沿X轴方向移动。

本发明还提供一种OA轴芯尺寸量测方法，应用于上述OA轴芯尺寸量测装置，该OA轴芯尺寸量测方法包括以下步骤：轴芯供给单元将待测量的OA轴芯提供至位于上料工位的轴芯安装机构；工位旋转单元将该OA轴芯从该上料工位旋转至初定位工位，初定位单元修正位于该初定位工位的该OA轴芯的初始偏转角度，以进行初定位；工位旋转单元将该OA轴芯从该初定位工位旋转至二次定位工位，二次定位单元修正位于该二次定位工位的该OA轴芯的剩余偏转角度，以进行二次定位，并测量该OA轴芯的第一部分尺寸；工位旋转单元将该OA轴芯从该二次定位工位旋转至量测工位，尺寸量测单元测量位于该量测工位的该OA轴芯的第二部分尺寸；以及工位旋转单元将该OA轴芯从该量测工位旋转至下料工位，下料单元将位于该下料工位的该OA轴芯进行下料分流，以区分合格OA轴芯和不合格OA轴芯。

于本发明的一实施例中，该轴芯供给单元、该初定位单元、该二次定位单元、该尺寸量测单元和该下料单元同步作业。

综上，本发明的OA轴芯尺寸量测装置具有以下优点：

(1)将OA轴芯的尺寸量测实现自动化，方便数据管理和分析，实现智能检测，可一次性实现多个尺寸量测，从而实现动态分析企业生产状况；

(2)可用于长时间不间断的工作，检测精度和效率高，避免了人工测量误差；

(3)非接触测量，避免对OA轴芯磨损或划伤；

(4)保证产品检测的完整性和一致性，避免因人工检测疲劳带来的偶然性，可靠性高且节约人工成本；

(5)初定位工位及二次定位工位对OA轴芯进行两次定位，进一步提高了装置的测量精度。

附图说明

图1为本发明OA轴芯尺寸量测装置一实施例的结构示意图。

图2为待测量的OA轴芯一实施例的结构主视图。

图3为待测量的OA轴芯一实施例的结构俯视图。

图4为图1所示的工位旋转单元的结构放大示意图。

图5为图1所示的轴芯供给单元的结构放大示意图。

图6为图1所示的初定位单元的结构放大示意图。

图7为图6所示的四爪旋转机构的结构示意图。

图8为第一调节结构示意图。

图9为位于初定位工位的OA轴芯偏转角度示意图。

图10为图1所示的二次定位单元的结构放大示意图。

图11为图10所示的二次定位单元的结构左视图。

图12为图10所示的二次定位单元的结构右视图。

图13为图1所示的尺寸量测单元的结构放大示意图。

图14为图1所示的下料单元的结构放大示意图。

图15为本发明OA轴芯尺寸量测方法一实施例的步骤流程图。其中，附图标记：

OA轴芯尺寸量测装置 100

基座 10

工位旋转单元 20

工位转盘 21

第一轴芯安装机构 211

第二轴芯安装机构 212

第三轴芯安装机构 213

第四轴芯安装机构 214

第五轴芯安装机构 215

第六轴芯安装机构 216

传动装置 22

第一伺服马达 221

第一减速机 222

第一联轴器 223

第一角接触轴承座 224

轴芯供给单元 30

初定位单元 40

初定位相机 41

四爪旋转机构 42

第二伺服马达 421

第二联轴器 422

第二角接触轴承座 423

四爪气缸 424

第一Z轴微调滑台 43

第一Y轴微调滑台 44

第一X轴调整螺栓 45

第一Y轴调整螺栓 46

二次定位单元 50

二次定位相机 51

第一面阵相机 511

第二面阵相机 512

相机旋转机构 52

第三伺服马达 521

第三减速机 522

第三联轴器 523

第三角接触轴承座 524

旋转支架 525

第二Z轴微调滑台 53

第二Y轴微调滑台 54

第二Y轴调整螺栓 55

尺寸量测单元 60

尺寸量测相机 61

第一远心面阵相机 611

第二远心面阵相机 612

相机驱动机构 62

第一电缸 621

第二电缸 622

下料单元 70

OA轴芯 200

内孔直径

锥度 γ

厚度 H

轴直径

轴长度 L1、L2、L3

初始距离 L₀

初始偏转角度 α

已修正角度 β

剩余偏转角度 α-β

步骤 S1、S2、S3、S4、S5

具体实施方式

为能更好地理解本发明的特点，以下特举较佳实施例对本发明做进一步阐述。然而，可轻易了解本发明实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所揭示的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以限制本发明的权利要求范围。

本发明的OA轴芯尺寸量测装置设有上料工位、初定位工位、二次定位工位、量测工位和下料工位。优选地，在二次定位工位与量测工位之间还设有缓冲工位；在一些实施例中，位于二次定位工位和量测工位的测量组件体积较大，为了避免各测量组件间相互影响，可在二次定位工位与量测工位之间增设缓冲工位进行缓冲，以此解决使用过程中的空间限制等问题。在其它实施例中，也可以不设置缓冲工位。本发明不限制缓冲工位的数量和具***置，可根据结构需要灵活设置。

如图1所示，为本发明OA轴芯尺寸量测装置一实施例的结构示意图。该OA轴芯尺寸量测装置100包括基座10、工位旋转单元20、轴芯供给单元30、初定位单元40、二次定位单元50、尺寸量测单元60以及下料单元70。基座10设于OA轴芯尺寸量测装置100的底部，工位旋转单元20、轴芯供给单元30、初定位单元40、二次定位单元50、尺寸量测单元60以及下料单元70设于基座10上。轴芯供给单元30位于上料工位，初定位单元40位于初定位工位，二次定位单元50位于二次定位工位，尺寸量测单元60位于量测工位，下料单元70位于下料工位。工位旋转单元20带动OA轴芯在各工位之间转动。

如图1所示，在本实施例中，基座10底部为固定底座，固定底座用于将OA轴芯尺寸量测装置100牢固地设置在例如实验室或生产车间等使用场所。在其他实施例中，基座10底部也可以设计为滑轮，由此使用者可以依据使用需求将OA轴芯尺寸量测装置100移动到不同的使用场所。

为更好的说明本发明OA轴芯尺寸量测装置100的工作流程，现结合一待测的OA轴芯加以说明。如图2和3所示，分别为待测量的OA轴芯一实施例的结构主视图和结构俯视图，在本实施例中，待测量的OA轴芯200需要测量的尺寸有内孔直径

锥度γ，厚度H，轴直径

轴长度L1、L2、L3，位置度尺寸(即被测孔Φd对A-B构成的坐标位置，在本实施例中误差为Φ0.05，在其他实施例中，使用者可根据生产需求选择误差数值，本发明并不限制)和径向圆跳动尺寸(即垂直于基准轴线的任一测量平面内，半径为公差值0.05，且圆心在基准轴线上的两个同心圆A和B之间的区域)。当然在其他实施例中，本发明还可以用于测量其他形状或尺寸的OA轴芯，本发明并不限制待测量的OA轴芯的形状或态样。

请参照图4，为图1所示的工位旋转单元20的结构放大示意图，工位旋转单元20包括工位转盘21及传动装置22。工位转盘21上分别设有第一轴芯安装机构211、第二轴芯安装机构212、第三轴芯安装机构213、第五轴芯安装机构215和第六轴芯安装机构216。优选地，第三轴芯安装机构213与第五轴芯安装机构215之间还设有第四轴芯安装机构214。第一轴芯安装机构211、第二轴芯安装机构212、第三轴芯安装机构213、第四轴芯安装机构214、第五轴芯安装机构215和第六轴芯安装机构216围绕工位转盘21的轴心依次均匀分布。当工位转盘21的第一轴芯安装机构211位于OA轴芯尺寸量测装置100的上料工位时，第二轴芯安装机构212、第三轴芯安装机构213、第四轴芯安装机构214、第五轴芯安装机构215和第六轴芯安装机构216分别位于初定位工位、二次定位工位、缓冲工位、量测工位和下料工位。工位转盘21每旋转60°，各轴芯安装机构则进入下一个工位。在其它实施例中，轴芯安装机构的数量也可不限于6个，且也不必然均匀分布，只要能够带动OA轴芯在各个工位之间转动即可。

请继续参照图4，传动装置22包括第一伺服马达221、第一减速机222、第一联轴器223以及第一角接触轴承座224，第一伺服马达221通过第一减速机222、第一联轴器223和第一角接触轴承座224与工位转盘21连接。第一伺服马达221提供工位转盘21的旋转动力源，第一减速机222用于提高传动装置22的扭矩并保证旋转精度，第一联轴器223用于将动力源和输出轴连接，第一角接触轴承座224用于保证工位转盘21的旋转精度。由此，传动装置22驱动工位转盘21每次转动精确的角度，致使每一轴芯安装机构在上料工位、初定位工位、二次定位工位、缓冲工位、量测工位以及下料工位之间旋转。

如图5所示，为图1所示的轴芯供给单元30的结构放大示意图。轴芯供给单元30用于将待测量的OA轴芯200提供至位于上料工位的第一轴芯安装机构211，并将待测量的OA轴芯200安装于第一轴芯安装机构211。

在本实施例中，轴芯供给单元30自动供料，且每次提供一个待测量的OA至第一轴芯安装机构211，待OA轴芯200安装完成后，传动装置22驱动工位转盘21旋转60°，此时第一轴芯安装机构211旋转至初定位工位，第六轴芯安装机构216旋转至上料工位，同时轴芯供给单元30提供另一待测量的OA轴芯200至第六轴芯安装机构216。

如图6所示，为图1所示的初定位单元40的结构放大示意图。初定位单元40包括初定位相机41和四爪旋转机构42，初定位相机41安装于***支架上。初定位单元40用于修正位于初定位工位的OA轴芯200的初始偏转角度α，进行初定位。

如图7所示，为四爪旋转机构42的结构示意图。四爪旋转机构42包括第二伺服马达421、第二联轴器422、第二角接触轴承座423和四爪气缸424。第二伺服马达421用于提供四爪旋转机构42的旋转动力源，第二伺服马达421通过第二联轴器422和第二角接触轴承座423与四爪气缸424连接，第二角接触轴承座423用于保证四爪旋转机构42的旋转精度，四爪旋转机构42用于夹持OA轴芯200，并用于带动OA轴芯200沿轴心旋转以进行初定位。

优选地，初定位单元40还包括第一调节结构，用于对四爪旋转机构42的精度或位置调节。如图8所示，为第一调节结构的示意图，包括第一Z轴微调滑台43、第一Y轴微调滑台44、第一X轴调整螺栓45和第一Y轴调整螺栓46。第一Y轴调整螺栓45设置于第一Y轴微调滑台44的底座挡边，用于使四爪旋转机构42的旋转中心线与OA轴芯200的轴线平行。第一Z轴微调滑台43用于安装四爪旋转机构42，并用于四爪旋转机构42沿Z轴方向进行精密微调。第一Y轴微调滑台44用于安装四爪旋转机构42，并用于四爪旋转机构42沿Y轴方向进行精密微调，通过调整第一Z轴微调滑台43和第一Y轴微调滑台44使四爪气缸424的旋转中心与位于初定位工位的OA轴芯200同轴。第一X轴调整螺栓45设置于第一Y轴微调滑台44的底座，用于调整四爪旋转机构42在X轴方向上的位置，以使四爪旋转机构42的夹持范围调整至OA轴芯200的一端。值得说明的是，X轴可以指与OA轴芯平行的水平轴，Y轴指与OA轴芯垂直的水平轴，Z轴指与OA轴芯垂直的竖直轴。

使用前，需对初定位单元40进行以下调整：①首先调整第一Y轴调整螺栓46使四爪旋转机构42的旋转中心线与位于初定位工位的OA轴芯200的旋转中心线平行；②然后调整第一Z轴微调滑台43和第一Y轴微调滑台44使四爪气缸424的旋转中心与位于初定位工位的OA轴芯200同轴；③最后调整第一X轴调整螺栓45使四爪旋转机构42的夹持范围调整至OA轴芯200的一端。

请一并参照图6和图9，如图9所示，为位于初定位工位的OA轴芯200偏转角度示意图。首先，初定位相机41对位于初定位工位的OA轴芯200的一端拍照并计算OA轴芯200具有初始偏转角度α，初始偏转角度α为随机数值，其范围为0°≤α≤90°。然后，四爪旋转机构42夹持OA轴芯200旋转进行初定位；在进行初定位后，初定位相机41对OA轴芯200二次拍照并计算得出OA轴芯200通过初定位操作的已修正角度β，此时OA轴芯200修正后的剩余偏转角度为α-β。OA轴芯200的理想剩余偏转角度为0°，因此OA轴芯200还需补偿的剩余偏转角度为α-β。在本实施例中，使用者允许测量结果有±1°误差，在其他实施例中，使用者还可以根据生产需要设定其他数值的角度测量误差，本发明并不限制。

随后，传动装置22驱动工位转盘21旋转60°，此时第一轴芯安装机构211旋转至二次定位工位进行二次定位及第一部分尺寸测量；第六轴芯安装机构216旋转至初定位工位进行初定位；第六轴芯安装机构216在初定位工位的初定位步骤与前述第一轴芯安装机构211在初定位工位的初定位步骤相同，于此不再赘述；第五轴芯安装机构215旋转至上料工位，同时轴芯供给单元30提供待测量的OA轴芯200至第五轴芯安装机构215。

二次定位单元50用于修正位于二次定位工位的OA轴芯200的剩余偏转角度α-β，进行二次定位，并用于测量OA轴芯200的第一部分尺寸，在本实施例中，第一部分尺寸包括内孔直径

锥度γ以及厚度H。

请一并参照图10至12。二次定位单元50包括二次定位相机51和相机旋转机构52。二次定位相机51包括第一面阵相机511和第二面阵相机512。第一面阵相机511安装于旋转支架525，用于测量OA轴芯200的内孔直径

及锥度

第二面阵相机512安装于旋转支架525，用于测量OA轴芯500的厚度H。

相机旋转机构52包括第三伺服马达521、第三减速机522、第三联轴器523、第三角接触轴承座524和旋转支架525。第三伺服马达521用于为二次定位相机51和相机旋转机构52提供旋转动力源，第三伺服马达521依次通过第三减速机522、第三联轴器523和第三角接触轴承座524与旋转支架525连接。第三减速机522具有较高的精密度，能提高扭矩并准确调整剩余偏转角度α-β。第三角接触轴承座524能保证四爪旋转机构的精度。

请继续参照图10至12，优选地，二次定位单元50还包括第二调节结构，用于对相机旋转机构52的精度或位置调节。第二调节结构包括第二Z轴微调滑台53、第二Y轴微调滑台54和第二Y轴调整螺栓55。第二Y轴调整螺栓55设置于第二Y轴微调滑台54的底座挡边，用于使相机旋转机构52的旋转中心线与OA轴芯200的轴线平行。第二Z轴微调滑台53用于安装相机旋转机构52，并用于相机旋转机构52沿Z轴方向进行精密微调。第二Y轴微调滑台54用于安装相机旋转机构52，并用于相机旋转机构52沿Y轴方向进行精密微调，通过调整第二Z轴微调滑台53和第二Y轴微调滑台54使相机旋转机构52的旋转中心与位于二次定位工位的OA轴芯200同轴。

使用前，需对二次定位单元50进行以下调整：①首先调节第二Y轴调整螺栓55使相机旋转机构52的旋转中心线与位于二次定位工位的OA轴芯200的旋转中心线平行；②然后调节第二Z轴微调滑台53、第二Y轴微调滑台54使相机旋转机构52的旋转中心与位于二次定位工位的OA轴芯200同轴。

请一并参照图10至12，相机旋转机构52的第一面阵相机511和第二面阵相机512的旋转中心与位于二次定位工位的OA轴芯200同轴心，第一面阵相机511和第二面阵相机512可沿旋转中心进行旋转；通过相机旋转机构52进而对OA轴芯200补偿剩余偏转角度α-β，以达到二次定位的目的，随后进行第一部分尺寸测量。

在进行二次定位时，相机旋转机构52带动二次定位相机51在剩余偏转角度α-β的细分区间内连续转动，使二次定位相机51在剩余偏转角度α-β的细分区间内多次拍照并计算误差数值，误差数值呈正太分布，从而实现多次测量误差由大变小再变大的过程。误差数值最小的位置作为最佳的测量位置，可获得最接近理想角度的照片。该误差数值大小以第一面阵相机511计算的内孔直径

尺寸的真圆度来表示，真圆度越大，误差越小，反之，误差越大。

在本实施例中，相机旋转机构52每次旋转0.1°以满足测量的精度要求，最多连续旋转10次，随后选取误差最小的位置进行测量。以OA轴芯200的端面厚度尺寸进行说明：

①实际尺寸根据公差取上极限值为H；偏转角度为e；

相机标定尺寸/实际尺寸＝cos(e*2π/360)；

②相机标定尺寸＝H*cos(e*2π/360)；

实际尺寸-相机标定尺寸≤测量误差范围，当e＝0.1°时，则满足测量精度要求。

随后，传动装置22驱动工位转盘21旋转60°，此时第一轴芯安装机构211旋转至缓冲工位，第六轴芯安装机构216旋转至二次定位工位进行二次定位及第一部分尺寸测量，第六轴芯安装机构216在二次定位的二次定位及测量步骤与前述第一轴芯安装机构211在二次定位的二次定位及测量步骤相同，于此不再赘述；第五轴芯安装机构215旋转至初定位工位进行初定位，第五轴芯安装机构215在初定位工位的初定位步骤与前述第一轴芯安装机构211在初定位工位的初定位步骤相同，于此不再赘述；第四轴芯安装机构214旋转至上料工位，同时轴芯供给单元30提供待测量的OA轴芯200至第四轴芯安装机构214。

接着，传动装置22驱动工位转盘21旋转60°，此时第一轴芯安装机构211旋转至量测工位对OA轴芯200进行第二部分尺寸量测；与此同时，第六轴芯安装机构216旋转至缓冲工位，第五轴芯安装机构215旋转至二次定位工位进行二次定位及第一部分尺寸测量，第五轴芯安装机构215在二次定位的二次定位及测量步骤与前述第一轴芯安装机构211在二次定位的二次定位及测量步骤相同，于此不再赘述；第四轴芯安装机构214旋转至初定位工位进行初定位，第四轴芯安装机构214在初定位工位的初定位步骤与前述第一轴芯安装机构211在初定位工位的初定位步骤相同，于此不再赘述；第三轴芯安装机构213旋转至上料工位，同时轴芯供给单元30提供待测量的OA轴芯200至第三轴芯安装机构213。

请一并参照图2、图3和图13，如图13所示，为图1所示的尺寸量测单元60的结构放大示意图。尺寸量测单元60用于测量位于量测工位的OA轴芯200的第二部分尺寸。尺寸量测单元60包括尺寸量测相机61和相机驱动机构62，相机驱动机构62安装在***支架上，尺寸量测相机61安装在相机驱动机构62上。相机驱动机构62包括第一电缸621和第二电缸622，尺寸量测相机61包括第一远心面阵相机611和第二远心面阵相机612。第一远心面阵相机611和第二远心面阵相机612设置于位于量测工位的OA轴芯200的正上方，相机驱动机构62用于带动尺寸量测相机61沿X轴方向移动，更具体地来说，第一电缸621带动第一远心面阵相机611沿X轴方向移动，第二电缸622带动第二远心面阵相机612沿X轴方向移动，以测量位于量测工位的OA轴芯200的第二部分尺寸，例如：轴长度L1、L2、L3，轴径

位置度尺寸及圆跳动尺寸等。

更具体地来说，第一远心面阵相机611和第二远心面阵相机612的初始距离为L₀，第一远心面阵相机611和第二远心面阵相机612分别移动至OA轴芯200的两端进行多次拍照计算，即可得到OA轴芯200的总长度L1，也就是总长度L1＝第一远心面阵相机611和第二远心面阵相机612的初始距离L₀+第一远心面阵相机611和第二远心面阵相机612的移动距离之和；相应地，其他轴径和长度等尺寸也可通过影像进行计算得到。

随后，传动装置22驱动工位转盘21旋转60°，此时第一轴芯安装机构211旋转至下料工位以对OA轴芯200进行下料分流；于此同时第六轴芯安装机构216旋转至量测工位对OA轴芯200进行第二部分尺寸测量，第六轴芯安装机构216在量测工位的测量步骤与前述第一轴芯安装机构211在量测工位的测量步骤相同，于此不再赘述；第五轴芯安装机构215旋转至缓冲工位，第四轴芯安装机构214旋转至二次定位工位进行二次定位及第一部分尺寸测量，第四轴芯安装机构214在二次定位工位的二次定位及测量步骤与前述第一轴芯安装机构211在二次定位工位的二次定位及测量步骤相同，于此不再赘述；第三轴芯安装机构213旋转至初定位工位进行初定位，第三轴芯安装机构213在初定位工位的初定位步骤与前述第一轴芯安装机构211在初定位工位的初定位步骤相同，于此不再赘述；第二轴芯安装机构212旋转至上料工位，同时轴芯供给单元30提供待测量的OA轴芯200至第二轴芯安装机构212。

如图14所示，为图1所示的下料单元70的结构放大示意图。下料单元70用于将位于下料工位的OA轴芯200进行下料分流。根据二次定位工位及量测工位的量测结果，使用下料单元70对位于下料工位的OA轴芯200进行下料分流，若OA轴芯200的所有尺寸测量结果均在误差允许范围内，则该OA轴芯200为合格产品，若OA轴芯200的至少一个尺寸的测量结果不在误差允许范围内，则该OA轴芯200为不合格产品，又下料单元70对合格产品和不合格产品分区存放。

随后，传动装置22驱动工位转盘21旋转60°，此时第一轴芯安装机构211旋转至上料工位，同时轴芯供给单元30提供待测量的OA轴芯200至第二轴芯安装机构212；于此同时第六轴芯安装机构216旋转至下料单元；第五轴芯安装机构215旋转至量测工位对OA轴芯200进行第二部分尺寸量测，第五轴芯安装机构215在量测工位的测量步骤与前述第一轴芯安装机构211在量测工位的测量步骤相同，于此不再赘述；第四轴芯安装机构214旋转至缓冲工位，第三轴芯安装机构213旋转至二次定位工位进行二次定位及第一部分尺寸测量，第三轴芯安装机构213在二次定位工位的二次定位及测量步骤与前述第一轴芯安装机构211在二次定位工位的二次定位及测量步骤相同，于此不再赘述；第二轴芯安装机构212旋转至初定位工位进行初定位，第二轴芯安装机构212在初定位工位的初定位步骤与前述第一轴芯安装机构211在初定位工位的初定位步骤相同，于此不再赘述；此后继续重复前述量测周期及量测内容，于此不再赘述。

如图15所示，为本发明OA轴芯尺寸量测方法一实施例的步骤流程图。本发明提供的OA轴芯尺寸量测方法，应用于上述OA轴芯尺寸量测装置，该OA轴芯尺寸量测方法包括以下步骤：

步骤S1：轴芯供给单元30将待测量的OA轴芯200提供至位于上料工位的轴芯安装机构；

步骤S2：工位旋转单元20将OA轴芯200从上料工位旋转至初定位工位，初定位单元40修正位于初定位工位的OA轴芯200的初始偏转角度α，以进行初定位；

步骤S3：工位旋转单元20将OA轴芯200从初定位工位旋转至二次定位工位，二次定位单元50修正位于二次定位工位的OA轴芯200的剩余偏转角度α-β，以进行二次定位，并测量OA轴芯200的第一部分尺寸；

步骤S4：工位旋转单元20将OA轴芯200从二次定位工位旋转至量测工位，尺寸量测单元60测量位于量测工位的OA轴芯200的第二部分尺寸；

步骤S5：工位旋转单元20将OA轴芯200从量测工位旋转至下料工位，下料单元70将位于下料工位的OA轴芯200进行下料分流，以区分合格OA轴芯和不合格OA轴芯。

在一些实施例中，轴芯供给单元30、初定位单元40、二次定位单元50、尺寸量测单元60和下料单元70可同步作业。例如在轴芯供给单元30将待测量的OA轴芯200提供至位于上料工位的轴芯安装机构的过程中，初定位单元40可同步对位于初定位工位的OA轴芯200进行初定位，二次定位单元50可同步对位于二次定位工位的OA轴芯200进行二次定位及量测OA轴芯200的第一部分尺寸，尺寸量测单元60可同步测量位于量测工位的OA轴芯200的第二部分尺寸，下料单元70可同步将位于下料工位的OA轴芯200进行下料分流，以提高测量效率。

在实际生产中，应用本发明提供的OA轴芯尺寸量测装置及方法，完成一个OA轴芯的测量只需3s左右，较人工测量的速度大幅提升。

综上，本发明的OA轴芯尺寸量测装置具有以下优点：

(1)将OA轴芯的尺寸量测实现自动化，方便数据管理和分析，实现智能检测，可一次性实现多个尺寸量测，从而实现动态分析企业生产状况；

(2)可用于长时间不间断的工作，检测精度和效率高，避免了人工测量误差；

(3)非接触测量，避免对OA轴芯磨损或划伤；

(4)保证产品检测的完整性和一致性，避免因人工检测疲劳带来的偶然性，可靠性高且节约人工成本；

(5)初定位工位及二次定位工位对OA轴芯进行两次定位，进一步提高了装置的测量精度。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求书所界定的保护范围。

Claims (15)

1.一种OA轴芯尺寸量测装置，其特征在于，包括：

工位旋转单元，包括工位转盘及传动装置，所述传动装置用于驱动所述工位转盘转动，使所述工位转盘上的每个轴芯安装机构依次在上料工位、初定位工位、二次定位工位、量测工位和下料工位之间转动；

轴芯供给单元，用于提供待测量的OA轴芯至位于所述上料工位的所述轴芯安装机构，所述轴芯安装机构用于安装所述OA轴芯；

初定位单元，用于修正位于所述初定位工位的所述OA轴芯的初始偏转角度，进行初定位；

二次定位单元，用于修正位于所述二次定位工位的所述OA轴芯的剩余偏转角度，进行二次定位，并用于测量所述OA轴芯的第一部分尺寸；

尺寸量测单元，用于测量位于所述量测工位的所述OA轴芯的第二部分尺寸；以及

下料单元，用于将位于所述下料工位的所述OA轴芯进行下料分流。

2.根据权利要求1所述的OA轴芯尺寸量测装置，其特征在于，所述轴芯安装机构包括第一轴芯安装机构、第二轴芯安装机构、第三轴芯安装机构、第五轴芯安装机构、第六轴芯安装机构；

当所述第一轴芯安装机构位于所述上料工位时，所述第二轴芯安装机构、所述第三轴芯安装机构、所述第五轴芯安装机构和所述第六轴芯安装机构分别位于所述初定位工位、所述二次定位工位、所述量测工位和所述下料工位。

3.根据权利要求2所述的OA轴芯尺寸量测装置，其特征在于，所述轴芯安装机构还包括第四轴芯安装机构，当所述第一轴芯安装机构位于所述上料工位时，所述第四轴芯安装机构位于缓冲工位，

所述第一轴芯安装机构、所述第二轴芯安装机构、所述第三轴芯安装机构、所述第四轴芯安装机构、所述第五轴芯安装机构和所述第六轴芯安装机构围绕所述工位转盘的轴心依次均匀分布。

4.根据权利要求1所述的OA轴芯尺寸量测装置，其特征在于，所述传动装置包括第一伺服马达、第一减速机、第一联轴器以及第一角接触轴承座，所述第一伺服马达提供旋转动力源，并依次通过所述第一减速机、所述第一联轴器和所述第一角接触轴承座连接所述工位转盘。

5.根据权利要求1所述的OA轴芯尺寸量测装置，其特征在于，所述轴芯供给单元自动供料，且每次提供一个所述OA轴芯。

6.根据权利要求1所述的OA轴芯尺寸量测装置，其特征在于，所述初定位单元包括初定位相机和四爪旋转机构，

所述初定位相机安装于***支架上，用以拍照计算所述OA轴芯的所述初始偏转角度，所述四爪旋转机构用于夹持所述OA轴芯，并用于带动所述OA轴芯沿轴心旋转以进行初定位，在进行初定位后，所述初定位相机二次拍照计算所述OA轴芯的所述剩余偏转角度。

7.根据权利要求6所述的OA轴芯尺寸量测装置，其特征在于，所述四爪旋转机构包括第二伺服马达、第二联轴器、第二角接触轴承座和四爪气缸，所述第二伺服马达提供旋转动力源，并通过所述第二联轴器和所述第二角接触轴承座与所述四爪气缸连接。

8.根据权利要求7所述的OA轴芯尺寸量测装置，其特征在于，所述初定位单元还包括第一Z轴微调滑台、第一Y轴微调滑台、第一X轴调整螺栓和第一Y轴调整螺栓，

所述第一Y轴调整螺栓设置于所述第一Y轴微调滑台的底座挡边，用于使所述四爪旋转机构的旋转中心线与所述OA轴芯的轴线平行，

所述第一Z轴微调滑台用于安装所述四爪旋转机构，并用于所述四爪旋转机构沿Z轴方向进行精密微调，

所述第一Y轴微调滑台用于安装所述四爪旋转机构，并用于所述四爪旋转机构沿Y轴方向进行精密微调，通过调整所述第一Z轴微调滑台和所述第一Y轴微调滑台使所述四爪气缸的旋转中心与位于所述初定位工位的所述OA轴芯同轴，

所述第一X轴调整螺栓设置于所述第一Y轴微调滑台的底座，用于调整所述四爪旋转机构在X轴方向上的位置，以使所述四爪旋转机构的夹持范围调整至所述OA轴芯的一端。

9.根据权利要求1所述的OA轴芯尺寸量测装置，其特征在于，所述二次定位单元包括二次定位相机和相机旋转机构，所述相机旋转机构带动所述二次定位相机转动，使所述二次定位相机在所述剩余偏转角度的细分区间内多次拍照计算，获得最接近理想角度的照片，以对所述OA轴芯进行测量。

10.根据权利要求9所述的OA轴芯尺寸量测装置，其特征在于，所述相机旋转机构包括第三伺服马达、第三减速机、第三联轴器、第三角接触轴承座和旋转支架，所述二次定位相机包括第一面阵相机和第二面阵相机，

所述第三伺服马达用于提供旋转动力源，并依次通过所述第三减速机、所述第三联轴器和所述第三角接触轴承座与所述旋转支架连接，

所述第一面阵相机安装于所述旋转支架，用于测量所述OA轴芯的内孔直径尺寸及锥度尺寸，所述第二面阵相机安装于所述旋转支架，用于测量所述OA轴芯的厚度尺寸。

11.根据权利要求9或10所述的OA轴芯尺寸量测装置，其特征在于，所述二次定位单元还包括第二Z轴微调滑台、第二Y轴微调滑台和第二Y轴调整螺栓，

所述第二Y轴调整螺栓设置于所述第二Y轴微调滑台的底座挡边，用于使所述相机旋转机构的旋转中心线与所述OA轴芯的轴线平行，

所述第二Z轴微调滑台用于安装所述相机旋转机构，并用于所述相机旋转机构沿Z轴方向进行精密微调，

所述第二Y轴微调滑台用于安装所述相机旋转机构，并用于所述相机旋转机构沿Y轴方向进行精密微调，通过调整所述第二Z轴微调滑台和所述第二Y轴微调滑台使所述相机旋转机构的旋转中心与位于所述二次定位工位的所述OA轴芯同轴。

12.根据权利要求1所述的OA轴芯尺寸量测装置，其特征在于，所述尺寸量测单元包括尺寸量测相机和相机驱动机构，

所述相机驱动机构安装在***支架上，所述尺寸量测相机安装在所述相机驱动机构上，所述相机驱动机构用于带动所述尺寸量测相机沿X轴方向移动，以测量位于所述量测工位的所述OA轴芯的长度尺寸、轴径尺寸、位置度尺寸及圆跳动尺寸。

13.根据权利要求12所述的OA轴芯尺寸量测装置，其特征在于，所述相机驱动机构包括第一电缸和第二电缸，所述尺寸量测相机包括第一远心面阵相机和第二远心面阵相机，

所述第一远心面阵相机和所述第二远心面阵相机设置于位于所述量测工位的所述OA轴芯的正上方，所述第一电缸带动所述第一远心面阵相机沿X轴方向移动，所述第二电缸带动所述第二远心面阵相机沿X轴方向移动。

14.一种OA轴芯尺寸量测方法，其特征在于，应用于根据权利要求1-13中任一项所述的OA轴芯尺寸量测装置，所述OA轴芯尺寸量测方法包括以下步骤：

轴芯供给单元将待测量的OA轴芯提供至位于上料工位的轴芯安装机构；

工位旋转单元将所述OA轴芯从所述上料工位旋转至初定位工位，初定位单元修正位于所述初定位工位的所述OA轴芯的初始偏转角度，以进行初定位；

工位旋转单元将所述OA轴芯从所述初定位工位旋转至二次定位工位，二次定位单元修正位于所述二次定位工位的所述OA轴芯的剩余偏转角度，以进行二次定位，并测量所述OA轴芯的第一部分尺寸；

工位旋转单元将所述OA轴芯从所述二次定位工位旋转至量测工位，尺寸量测单元测量位于所述量测工位的所述OA轴芯的第二部分尺寸；以及

工位旋转单元将所述OA轴芯从所述量测工位旋转至下料工位，下料单元将位于所述下料工位的所述OA轴芯进行下料分流，以区分合格OA轴芯和不合格OA轴芯。

15.根据权利要求14所述的OA轴芯尺寸量测方法，其特征在于，所述轴芯供给单元、所述初定位单元、所述二次定位单元、所述尺寸量测单元和所述下料单元同步作业。

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