CN113847899A - 一种滚动直线导轨的二维直线度检测及矫直装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种滚动直线导轨的二维直线度检测及矫直装置，包括导轨输送装置，以及设置在导轨输送装置上的直线度检测装置和矫直装置，所述的直线度检测装置包括前位移测量组和后位移测量组，所述的前位移测量组和后位移测量组分别设置在矫直装置的前后两侧。本发明通过PLC控制器对前进给伺服电机、后进给伺服电机、竖直位移传感器、水平位移传感器、前砧支块伺服电机、后砧支块伺服电机、水平压头伺服电动缸、竖直压头伺服电动缸进行控制，从而实现滚动直线导轨的自动进给，根据前位移测量组和后位移测量组测得的数据进行分析并自动矫直，从而实现滚动直线导轨的自动矫直，提高了效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种滚动直线导轨的二维直线度检测及矫直装置。
背景技术
直线导轨可分为滚轮直线导轨、圆柱直线导轨和滚珠直线导轨三种，是用来支撑和引导运动部件，按给定的方向做往复直线运动。滚动直线导轨在生产时需要达到良好的直线度，现有设备在制造滚动直线导轨时存在以下缺陷：1、现有设备通过人工塞尺测量导轨直线度，工作效率低；2、现有设备没有将导轨检测与矫直集合成到一起，工作效率低；3、现有设备须对导轨进行翻面，才能实现导轨二维矫直，工作效率低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种滚动直线导轨的二维直线度检测及矫直装置，有效解决了背景技术中指出的问题。
本发明采用的技术方案是：
一种滚动直线导轨的二维直线度检测及矫直装置，包括导轨输送装置，以及设置在导轨输送装置上的直线度检测装置和矫直装置，所述的直线度检测装置包括前位移测量组和后位移测量组，所述的前位移测量组和后位移测量组分别设置在矫直装置的前后两侧。
作为优选，所述的导轨输送装置包括前输送台、后输送台，以及沿前输送台和后输送台设置的一排滚轮，所述前输送台在靠近矫直装置的滚轮上设有前进给伺服电机，所述后输送台在靠近矫直装置的滚轮上设有后进给伺服电机。
前输送台和后输送台通过前进给伺服电机和后进给伺服电机实现滚动直线导轨的自动进给，并将前进给伺服电机和后进给伺服电机的转角信号进行反馈，用于检测滚动直线导轨的直线度。
作为优选，所述前输送台的后端设有前支撑调节机构，所述后输送台的前端设有后支撑调节机构。
作为优选，所述的前支撑调节机构包括前砧支块座，以及沿前砧支块座前后滑动的前砧支块，所述的后支撑调节机构包括后砧支块座，以及沿后砧支块座前后滑动的后砧支块。
作为优选，所述前输送台的后端设有驱动前砧支块沿前砧支块座前后滑动的前砧支块伺服电机，所述后输送台的前端设有驱动后砧支块沿后砧支块座前后滑动的后砧支块伺服电机。
通过前砧支块伺服电机和后砧支块伺服电机分别控制前砧支块和后砧支块的位置，从而为矫直提供合适的支撑点，实现高精度矫直。
作为优选，所述的前位移测量组包括固定在前输送台上的安装座，以及设置在安装座上的竖直位移传感器和水平位移传感器，所述的后位移测量组包括固定在后输送台上的安装座，以及设置在安装座上的竖直位移传感器和水平位移传感器。
通过前位移测量组实时检测滚动直线导轨的直线度，用于分析计算矫直工艺参数，通过后位移测量组实时复检矫正后滚动直线导轨的直线度，若达到预期矫直精度，则继续进给进行后续矫直，若没有达到预期矫直精度，则反向进给再次进行矫直，直至达到预期矫直精度。
作为优选，所述的矫直装置包括机架，所述机架的工位上设有水平压头和竖直压头。
水平压头和竖直压头实现了滚动直线导轨的二维矫直，并且无需对滚动直线导轨进行翻面，大大提升了效率。
作为优选，所述的机架上设有驱动水平压头在水平方向上移动的水平压头伺服电动缸，以及驱动竖直压头在竖直方向上移动的竖直压头伺服电动缸。
通过水平压头伺服电动缸控制水平压头在水平方向上对滚动直线导轨进行矫直，竖直压头伺服电动缸控制竖直压头在竖直方向上对滚动直线导轨进行矫直。
作为优选，所述的前进给伺服电机、后进给伺服电机、竖直位移传感器、水平位移传感器、前砧支块伺服电机、后砧支块伺服电机、水平压头伺服电动缸、竖直压头伺服电动缸均与一PLC控制器电连接。
通过PLC控制器对前进给伺服电机、后进给伺服电机、竖直位移传感器、水平位移传感器、前砧支块伺服电机、后砧支块伺服电机、水平压头伺服电动缸、竖直压头伺服电动缸进行控制，从而实现滚动直线导轨的自动进给，根据前位移测量组和后位移测量组测得的数据进行分析并自动矫直，从而实现滚动直线导轨的自动矫直，提高了效率。
本发明的有益效果：
1、通过前位移测量组和前、后进给伺服电机，实时测得随前、后输送台移动的滚动直线导轨在水平和竖直平面内的弯曲状况，根据实测滚动直线导轨的弯曲曲线，以及导轨截面几何形状和材料特性，利用误差分离技术计算矫直工艺参数，并根据计算结果，控制前、后砧支块的位置，以及水平压头和竖直压头的载荷与行程，实现滚动直线导轨二维压力反弯精密矫直；
2、通过后位移测量组和前、后进给伺服电机，复测滚动直线导轨的直线度，判断滚动直线导轨是否达到预期矫直精度，对没有达标的滚动直线导轨进行再次矫直和复测直线度，直至滚动直线导轨达到预期的矫直精度，从而实现滚动直线导轨全长直线度检测和矫直。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为前进给伺服电机的结构示意图；
图3为前位移测量组的结构示意图；
图4为滚动直线导轨二维弯曲曲线；
图5为非对称弯曲滚动直线导轨压力矫直原理图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
如图1-3所示，一种滚动直线导轨的二维直线度检测及矫直装置，包括导轨输送装置，以及设置在导轨输送装置上的直线度检测装置和矫直装置3，所述的直线度检测装置包括前位移测量组1和后位移测量组2，所述的前位移测量组1和后位移测量组2分别设置在矫直装置3的前后两侧。
所述的导轨输送装置包括前输送台4、后输送台5，以及沿前输送台4和后输送台5设置的一排滚轮6，所述前输送台4在靠近矫直装置3的滚轮6上设有前进给伺服电机7，所述后输送台5在靠近矫直装置3的滚轮6上设有后进给伺服电机8，前进给伺服电机7和后进给伺服电机8均通过联轴器与滚轮6连接。
所述前输送台4的后端设有前支撑调节机构，所述后输送台5的前端设有后支撑调节机构。
所述的前支撑调节机构包括前砧支块座9，以及沿前砧支块座9前后滑动的前砧支块10，所述的后支撑调节机构包括后砧支块座11，以及沿后砧支块座11前后滑动的后砧支块12，前砧支块10和后砧支块12上均设有导轨孔，导轨孔与滚动直线导轨的形状相匹配，能够对滚动直线导轨在垂直滚动直线导轨的平面内进行定位。
所述前输送台4的后端设有驱动前砧支块10沿前砧支块座9前后滑动的前砧支块伺服电机13，所述后输送台5的前端设有驱动后砧支块12沿后砧支块座11前后滑动的后砧支块伺服电机14。
所述的前位移测量组1包括固定在前输送台4上的安装座15，以及设置在安装座15上的竖直位移传感器16和水平位移传感器17，所述的后位移测量组2包括固定在后输送台5上的安装座15，以及设置在安装座15上的竖直位移传感器16和水平位移传感器17，安装座15呈倒置的L型，安装座15的顶部固定有三个等距分布的竖直位移传感器16，侧部固定有三个等距分布的水平位移传感器17，竖直位移传感器16和水平位移传感器17均采用接触式高精度位移传感器。
所述的矫直装置3包括机架31，所述机架31的工位上设有水平压头32和竖直压头33，水平压头32和竖直压头33均呈U型，水平压头32的开口竖直朝上，竖直压头33的开口水平朝向。
所述的机架31上设有驱动水平压头32在水平方向上移动的水平压头伺服电动缸34，以及驱动竖直压头33在竖直方向上移动的竖直压头伺服电动缸35。
所述的前进给伺服电机7、后进给伺服电机8、竖直位移传感器16、水平位移传感器17、前砧支块伺服电机13、后砧支块伺服电机14、水平压头伺服电动缸34、竖直压头伺服电动缸35均与一PLC控制器18电连接。
滚动直线导轨由前输送台4穿过前砧支块10后进入矫直装置3的工位，再穿过后砧支块12后离开工位进入后输送台5，进行矫直操作时，具体工作原理如下：
1、PLC控制器18控制前进给伺服电机7和后进给伺服电机8驱动对应的滚轮6，滚轮6带动置于滚轮6上的滚动直线导轨进给，前进给伺服电机7和后进给伺服电机8的转角信号传送给PLC控制器18，在进给的同时，前位移测量组1通过其竖直位移传感器16和水平位移传感器17检测滚动直线导轨的直线度，并将检测到的信息传送给PLC控制器18，PLC控制器18根据接收到的信息，采用误差分离技术实时计算出滚动直线导轨的二维弯曲曲线，如图4所示；
2、当PLC控制器18检测到滚动直线导轨的直线度超标时，控制前进给伺服电机7和后进给伺服电机8停止进给，同时PLC控制器18根据滚动直线导轨的横截面几何形状和材料特性，计算出矫直工艺参数，包括前砧支块10和后砧支块12的位置，竖直压头33和水平压头32的载荷与行程；
3、PLC控制器18通过前砧支块伺服电机13和后砧支块伺服电机14分别控制前砧支块10和后砧支块12到达预定位置，再通过水平压头伺服电动缸34和/或竖直压头伺服电动缸35分别控制水平压头32和/或竖直压头33进行反弯矫直；
4、滚动直线导轨在矫直后，PLC控制器18通过前进给伺服电机7和后进给伺服电机8实现滚动直线导轨继续进给，前进给伺服电机7和后进给伺服电机8的转角信号传送给PLC控制器18，在进给的同时，后位移测量组2通过其竖直位移传感器16和水平位移传感器17检测滚动直线导轨的直线度，并将检测到的信息传送给PLC控制器18，PLC控制器18根据接收到的信息对滚动直线导轨进行直线度的复检；
5、若复检结果达到预期矫直精度，则PLC控制器18控制滚动直线导轨继续进给，否则，PLC控制器18根据滚动直线导轨的横截面几何形状和材料特性，计算出矫直工艺参数，再控制前进给伺服电机7和后进给伺服电机8反转，进行反向进给，当反向进给到预定位置后，PLC控制器18通过前砧支块伺服电机13和后砧支块伺服电机14分别控制前砧支块10和后砧支块12到达预定位置，再通过水平压头伺服电动缸34和/或竖直压头伺服电动缸35分别控制水平压头32和/或竖直压头33进行反弯矫直；
6、滚动直线导轨在再次矫直后，重复步骤4和5，直至滚动直线导轨矫直完毕。
如图5示意了非对称弯曲滚动直线导轨压力矫直原理图，前砧支块10和后砧支块12可沿水平方向移动，已适应不同的弯曲跨距L及非对称弯曲滚动直线导轨的矫直，水平压头32可给滚动直线导轨施加±y轴方向的矫直载荷，以适应不同的弯曲方向，同理，竖直压头33可给滚动直线导轨施加±z轴方向的矫直载荷，以适应不同的弯曲方向。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施方式。显然，本发明不限于以上实施方式，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种滚动直线导轨的二维直线度检测及矫直装置，其特征在于，包括导轨输送装置，以及设置在导轨输送装置上的直线度检测装置和矫直装置(3)，所述的直线度检测装置包括前位移测量组(1)和后位移测量组(2)，所述的前位移测量组(1)和后位移测量组(2)分别设置在矫直装置(3)的前后两侧。
2.根据权利要求1所述的一种滚动直线导轨的二维直线度检测及矫直装置，其特征在于，所述的导轨输送装置包括前输送台(4)、后输送台(5)，以及沿前输送台(4)和后输送台(5)设置的一排滚轮(6)，所述前输送台(4)在靠近矫直装置(3)的滚轮(6)上设有前进给伺服电机(7)，所述后输送台(5)在靠近矫直装置(3)的滚轮(6)上设有后进给伺服电机(8)。
3.根据权利要求2所述的一种滚动直线导轨的二维直线度检测及矫直装置，其特征在于，所述前输送台(4)的后端设有前支撑调节机构，所述后输送台(5)的前端设有后支撑调节机构。
4.根据权利要求3所述的一种滚动直线导轨的二维直线度检测及矫直装置，其特征在于，所述的前支撑调节机构包括前砧支块座(9)，以及沿前砧支块座(9)前后滑动的前砧支块(10)，所述的后支撑调节机构包括后砧支块座(11)，以及沿后砧支块座(11)前后滑动的后砧支块(12)。
5.根据权利要求4所述的一种滚动直线导轨的二维直线度检测及矫直装置，其特征在于，所述前输送台(4)的后端设有驱动前砧支块(10)沿前砧支块座(9)前后滑动的前砧支块伺服电机(13)，所述后输送台(5)的前端设有驱动后砧支块(12)沿后砧支块座(11)前后滑动的后砧支块伺服电机(14)。
6.根据权利要求5所述的一种滚动直线导轨的二维直线度检测及矫直装置，其特征在于，所述的前位移测量组(1)包括固定在前输送台(4)上的安装座(15)，以及设置在安装座(15)上的竖直位移传感器(16)和水平位移传感器(17)，所述的后位移测量组(2)包括固定在后输送台(5)上的安装座(15)，以及设置在安装座(15)上的竖直位移传感器(16)和水平位移传感器(17)。
7.根据权利要求6所述的一种滚动直线导轨的二维直线度检测及矫直装置，其特征在于，所述的矫直装置(3)包括机架(31)，所述机架(31)的工位上设有水平压头(32)和竖直压头(33)。
8.根据权利要求7所述的一种滚动直线导轨的二维直线度检测及矫直装置，其特征在于，所述的机架(31)上设有驱动水平压头(32)在水平方向上移动的水平压头伺服电动缸(34)，以及驱动竖直压头(33)在竖直方向上移动的竖直压头伺服电动缸(35)。
9.根据权利要求7所述的一种滚动直线导轨的二维直线度检测及矫直装置，其特征在于，所述的前进给伺服电机(7)、后进给伺服电机(8)、竖直位移传感器(16)、水平位移传感器(17)、前砧支块伺服电机(13)、后砧支块伺服电机(14)、水平压头伺服电动缸(34)、竖直压头伺服电动缸(35)均与一PLC控制器(18)电连接。
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