一种超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置和方法与流程

本发明属于机械技术领域，涉及一种在线检测装置和方法，特别是一种超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置和方法。

背景技术：
超越离合器用于原动机和工作机之间或机器内部主动轴与从动轴之间，利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换，具有自行离合功能，从而实现动力传递与分离功能。超越离合器在汽车行业中得到了广泛应用，超越离合器根据结构可分为楔块式超越离合器、滚柱式超越离合器和棘轮式超越离合器。超越离合器主要由定向套筒、转动轴、滚柱、弹簧等零部件组成，在套筒的内壁具有若干个均匀分布的楔形齿槽，每个楔形齿槽包括弧形工作面和弹簧支撑面，工作面和支撑平面之间设有过渡平面。例如，本申请人曾经申请的中国专利【申请号201220493661.9；授权公告号CN202901106U】公开的一种超越离合器的驱动星轮(实际上驱动星轮和定向套筒指的是同一个零部件)，该驱动星轮的轮体一端具有相对于轮体向外凸出的安装部，安装部上开设有安装槽，轮体中部轴向开设有安装孔，安装孔与安装槽相连通，安装槽的槽壁上均匀开设有若干用于定位弹簧的弹簧定位槽，每个弹簧定位槽具有用于供弹簧端部抵靠的抵靠平面和槽底，每个弹簧定位槽的槽底处固定有能与弹簧侧部抵靠用来支撑弹簧的支撑件；轮体的外周面上还具有沿周向分布的环形定位凹槽。超越离合器定向套筒内部结构复杂，需要使用数控设备对定向套筒进行一次或者多次精密加工，每次加工好的定向套筒长度、深度及槽径等关键尺寸数据需要单独进行测定。目前，没有针对定向套筒检测的设备，采用工人手动测量的方式，速度较慢，数控设备需要停机等待，严重影响定向套筒的加工效率。

技术实现要素：
本发明的一个目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置，本发明解决的技术问题是如何实现定向套筒在机械加工过程中的在线检测。本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置，其特征在于，所述在线检测装置包括检测平台和相互垂直设置在检测平台侧部的两个输送平台，所述检测平台上设置有工件定位座，每个所述输送平台上分别通过无杆气缸滑动连接有至少一个底板，每个所述底板上均通过升降气缸连接有手指气缸，所述手指气缸均朝向所述工件定位座方向设置；所述检测平台上方通过驱动气缸一连接有总长检测传感器和深度检测传感器，所述检测平台下方通过驱动气缸二连接有长度检测传感器，所述检测平台侧方设置有槽径检测传感器。本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置配置在定向套筒的生产流水线上，其中一个输送平台一端与检测平台对应，另一端与生产流水线上的CNC加工设备对应；另一个输送平台一端与检测平台对应，另一端与成品下料区对应。CNC加工设备加工好之后的定向套筒通过输送平台输送到检测平台，并通过总长检测传感器、深度检测传感器和槽径检测传感器对定向套筒的各个长度、深度和槽径参数进行测量。根据检测结果，将定向套筒确定为合格成品、半成品和不合格成品，合格成品通过输送平台输送到成品下料区下料，半成品通过输送平台送回CNC加工设备进行重新加工。本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置实现了定向套筒在加工过程中的在线检测，节省了定向套筒尺寸检测的时间，提高了定向套筒的生产加工效率。在上述的超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置中，所述工件定位座包括固定在检测平台上的座体，所述座体顶部的中心位置具有向上凸起的限位销钉，所述限位销钉与定向套筒的安装孔形状相匹配且限位销钉的直径略小于安装孔的孔径。手指气缸夹持定向套筒后，升降气缸带动手指气缸上升，无杆气缸带动底板沿着输送平台滑动将定向套筒送至检测平台上方，使定向套筒的安装孔与限位销钉的位置正对，升降气缸带动手指气缸下降，手指气缸松开将定向套筒置于检测平台上待测；限位销钉的直径略小于安装孔的孔径是指限位销钉和安装孔之间还留有间隙，定向套筒通过限位销钉限位，避免定向套筒位置偏差导致限位销钉无法插入安装孔。在上述的超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置中，所述总长检测传感器靠近检测平台的端部具有伸出的总长测量头，所述深度检测传感器靠近检测平台的端部具有伸出的深度测量头，所述总长测量头呈杆状，且所述总长测量头的端部具有沿水平分布的抵靠部，所述深度测量头为长条状结构。总长测量头上设置抵靠部，测量过程中，总长测量头下降并与定向套筒的安装部接触并压紧安装部，对定向套筒起到定位作用。在上述的超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置中，所述总长检测传感器和深度检测传感器通过上连接支架与驱动气缸一相连，所述总长检测传感器和深度检测传感器靠近检测平台的端部设置有下连接支架，所述下连接支架分别与总长检测传感器和深度检测传感器相连。总长检测传感器和深度检测传感器通过上连接支架和下连接支架相连，连接更可靠，运动更为稳定。作为优选，在上述的超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置中，所述下连接支架上位于总长检测传感器和深度检测传感器之间的位置处还设置有弹性压销，所述弹性压销端部具有压紧头，所述弹性压销能够相对于下连接支架上下伸缩运动。弹性压销随着下连接支架与总长检测传感器和深度检测传感器同步升降，检测过程中，驱动气缸一带动总长检测传感器和深度检测传感器下降并接近定向套筒，弹性压销首先与限位销钉或者定向套筒接触，起到了定位和缓冲作用，缓冲撞击力，提高了总长检测传感器和深度检测传感器的检测精度。作为优选，在上述的超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置中，所述下连接支架正对深度检测传感器的位置处设置有内部为空腔的缓冲框架，所述深度检测传感器的深度测量头穿过上述缓冲框架。缓冲框架起到保护细长的深度测量头的作用。在上述的超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置中，所述槽径检测传感器靠近检测平台的端部设置有两个夹爪，每个所述夹爪的内侧面上分别具有与定向套筒的环形定位凹槽形状和大小均相匹配的辅助测量条。检测槽径时，两个夹爪夹紧，使辅助测量条卡入环形定位凹槽，通过槽径检测传感器测得槽径数据。在上述的超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置中，所述长度检测传感器端部具有伸出的长度测量头，所述长度测量头为长条形。在上述的超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置中，所述总长检测传感器、深度检测传感器和长度检测传感器为位移传感器，所述槽径检测传感器为电感传感器。作为优选，在上述的超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置中，所述检测平台上设置有用于显示测得数据的显示器。作为优选，在上述的超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置中，所述输送平台和底板对应的位置处还设置有滑轨，所述底板的底部固定有与滑轨相匹配的滑块。通过设置滑轨和滑块使得底板的滑动更为平稳。作为优选，在上述的超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置中，所述检测平台上还设置有光电传感器，所述输送平台两端分别设置有阻尼器，所述阻尼器的阻尼头与底板位置正对。当光电检测到定向套筒时延时向无杆气缸发送信号使无杆气缸停止运动，底板运动到位后阻尼器作用在底板上，这样的方式，使得定向套筒的输送位置更精确。本发明的另一个目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种超越离合器定向套筒的机械加工在线检测方法，本发明解决的技术问题是如何提高定向套筒在机械加工过程中的在线检测效率。本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种超越离合器定向套筒的机械加工在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：A、定向套筒的取料：手指气缸夹持CNC加工设备加工完成之后的定向套筒，无杆气缸带动手指气缸将定向套筒沿输送平台输送至检测平台，手指气缸将工件放置在工件定位座上；B、定向套筒的检测：总长检测传感器、深度检测传感器、长度检测传感器和槽径检测传感器分别对定向套筒的长度、深度及槽径进行测量；b1、深度检测：驱动气缸一带动总长检测传感器、深度检测传感器下降，检测总长和深度；b2、长度检测：驱动气缸二带动长度检测传感器上升，检测长度，通过计算得到各个长度参数；b3、槽径检测：槽径检测传感器对槽径检测；C、定向套筒的处理：将测得的尺寸参数与数据库中储存的标准参数进行对比；C1、合格成品下料：测得的尺寸参数与标准参数一致的定向套筒为合格件，手指气缸夹持合格件，无杆气缸带动手指气缸将合格件通过另一个输送平台输送至成品区下料；C2、半成品继续加工：测得的尺寸参数未达到标准参数，但未出现不可逆的尺寸偏差，这样的定向套筒为半成品件，无杆气缸带动手指气缸将半成品件通过输送平台输送回CNC加工设备，并将尺寸补偿数据传输给CNC加工设备，CNC加工设备继续对半成品件继续加工；C3、不合格成品废料：测得的尺寸参数中出现了不可逆的尺寸偏差，这样的定向套筒为不合格品，系统报警并锁定检测装置和CNC加工设备。C4、加工实行中差管理：实际检测产品尺寸超过规格中心值±0.02，检测装置给CNC进给修正补偿加工偏差。本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测方法用于定向套筒在生产流水线上的在线检测，经过检测的定向套筒，根据测得的尺寸参数与标准参数的对比，被判别为合格成品、半成品和不合格成品，并分别进行处理，无需人工测量和区分，进一步提高了定向套筒生产流水线的自动化程度，节省了检测时间，提高了定向套筒的生产加工效率。检测装置检测到产品尺寸超过规格中心值±0.02，检测装置还会向CNC加工设备进给发送补偿信号，使CNC加工设备在下一次加工之前修正加工偏差，避免刀具磨损等造成的偏差积累，提高了定向套筒的加工精度。作为优选，在上述的超越离合器定向套筒的机械加工在线检测方法中，所述步骤A中，当光电检测到定向套筒时延时向无杆气缸发送信号使无杆气缸停止运动，所述底板运动到位后阻尼器作用在底板上。这样的方式，使得定向套筒的输送位置更精确。作为优选，在上述的超越离合器定向套筒的机械加工在线检测方法中，所述步骤C之后或者步骤A和步骤B之间还具有步骤D、数据清零：将测得的尺寸参数清理，等待下一次检测。与现有技术相比，本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置和方法的优点在于：1、本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置配置在定向套筒的生产流水线上，通过输送平台对定向套筒进行输送，在检测平台对定向套筒的长度、深度和槽径进行测量，实现了定向套筒在机械加工过程中的在线检测，提高了定向套筒的生产加工效率。2、本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置的下连接支架上设置有弹性压销，检测过程中，弹性压销随着下连接支架与总长检测传感器和深度检测传感器同步升降，弹性压销首先与限位销钉或者定向套筒接触，起到了定位和缓冲作用，缓冲撞击力，提高了总长检测传感器和深度检测传感器的检测精度。3、本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置的下连接支架正对深度检测传感器的位置处设置有缓冲框架，缓冲框架起到保护细长的深度测量头的作用。4、本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测方法通过合理设置检测步骤和顺序，进一步提高了定向套筒生产流水线的自动化程度，节省了检测时间，提高了定向套筒的生产加工效率。附图说明图1是本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置主视方向的原理示意图。图2是本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置俯视方向的原理示意图。图3是本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置检测过程中检测平台处的状态示意图。图4是本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置中槽径检测传感器的工作状态示意图。图5是本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置中手指气缸的工作状态示意图。图6是实施例二中本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测方法的原理框图。图7是实施例三中本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测方法的原理框图。图中，1、检测平台；2、输送平台；3、工件定位座；31、座体；32、限位销钉；4、无杆气缸；5、底板；6、升降气缸；7、手指气缸；8、总长检测传感器；81、总长测量头；82、抵靠部；9、深度检测传感器；91、深度测量头；10、长度检测传感器；101、长度测量头；11、槽径检测传感器；111、夹爪；112、辅助测量条；12、上连接支架；13、下连接支架；131、缓冲框架；14、弹性压销；15、滑轨；16、滑块；17、光电传感器；18、阻尼器；181、阻尼头；19、定向套筒；191、安装孔；192、环形定位凹槽。具体实施方式以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。实施例一：本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置配置在定向套筒19的生产流水线上，用于对CNC加工设备加工后的定向套筒19的长度、深度和槽径等尺寸参数进行测量。本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置包括检测平台1、输送平台2、工件定位座3、无杆气缸4、底板5、升降气缸6、手指气缸7、总长检测传感器8、深度检测传感器9、长度检测传感器10和槽径检测传感器11。具体来说，如图1和图5所示，工件定位座3设置在检测平台1上，工件定位座3包括固定在检测平台1上的座体31，座体31顶部的中心位置具有向上凸起的限位销钉32，限位销钉32与定向套筒19的安装孔191形状相匹配且限位销钉32的直径略小于安装孔191的孔径，限位销钉32的直径略小于安装孔191的孔径是指限位销钉32和安装孔191之间还留有间隙，定向套筒19通过限位销钉32限位，避免定向套筒19位置偏差导致限位销钉32无法插入安装孔191。如图1和图2所示，输送平台2的数量为两个，两个输送平台2分别设置在检测平台1两个侧部，且两个输送平台2位置相互垂直。本实施例中，其中一个输送平台2一端与检测平台1对应，另一端与生产流水线上的CNC加工设备对应；另一个输送平台2一端与检测平台1对应，另一端与成品下料区对应。如图2所示，每个输送平台2上根据实际的生产加工需要设置至少一个底板5，底板5通过无杆气缸4滑动连接在输送平台2上。作为优选方案，输送平台2和底板5对应的位置处还设置有滑轨15，底板5的底部固定有与滑轨15相匹配的滑块16，使得底板5的滑动更为平稳。手指气缸7通过升降气缸6安装在对应的底板5上，手指气缸7均朝向工件定位座3方向设置。如图5所示，手指气缸7能够夹持定向套筒19，无杆气缸4带动手指气缸7沿着输送平台2滑动，升降气缸6带动无杆气缸4做升降运动。作为进一步优选方案，检测平台1上还设置有光电传感器17，输送平台2两端分别设置有阻尼器18，阻尼器18的阻尼头181与底板5位置正对。当光电检测到定向套筒19时延时向无杆气缸4发送信号使无杆气缸4停止运动，底板5运动到位后阻尼器18作用在底板5上，使得定向套筒19的输送位置更精确。如图1所示，总长检测传感器8和深度检测传感器9之间设置有上连接支架12，上连接支架12位于总长检测传感器8和深度检测传感器9中部，上连接支架12位与驱动气缸一相连(图中未示出)，驱动气缸一安装在检测平台1上。驱动气缸一通过驱动气缸一带动总长检测传感器8和深度检测传感器9升降。总长检测传感器8和深度检测传感器9靠近检测平台1的端部还设置有下连接支架13，下连接支架13分别与总长检测传感器8和深度检测传感器9相连，总长检测传感器8和深度检测传感器9通过上连接支架12和下连接支架13相连，使得两者连接更可靠，运动更为稳定。长度检测传感器10通过驱动气缸二(图中未示出)连接在检测平台1下方，驱动气缸二能带动长度检测传感器10相对于检测平台1上下运动，槽径检测传感器11设置在检测平台1侧方。如图1和图3所示，总长检测传感器8靠近检测平台1的端部具有伸出的总长测量头81，深度检测传感器9靠近检测平台1的端部具有伸出的深度测量头91，总长测量头81呈杆状，且总长测量头81的端部具有沿水平分布的抵靠部82，深度测量头91为长条状结构。总长测量头81上设置抵靠部82，测量过程中，总长测量头81下降并与定向套筒19的安装部接触并压紧安装部，对定向套筒19起到定位作用。长度检测传感器10端部具有伸出的长度测量头101，长度测量头101为长条形。如图4所示，槽径检测传感器11靠近检测平台1的端部设置有两个夹爪111，每个夹爪111的内侧面上分别具有与定向套筒19的环形定位凹槽192形状和大小均相匹配的辅助测量条112，检测槽径时，两个夹爪111夹紧，使辅助测量条112卡入环形定位凹槽192，通过槽径检测传感器11测得槽径数据。本实施例中，总长检测传感器8、深度检测传感器9和长度检测传感器10为位移传感器，槽径检测传感器11为电感传感器。作为优选方案，如图1和图3所示，下连接支架13上位于总长检测传感器8和深度检测传感器9之间的位置处还设置有弹性压销14，弹性压销14端部具有压紧头，弹性压销14能够相对于下连接支架13上下伸缩运动。弹性压销14随着下连接支架13与总长检测传感器8和深度检测传感器9同步升降，检测过程中，驱动气缸一带动总长检测传感器8和深度检测传感器9下降并接近定向套筒19，弹性压销14首先与限位销钉32或者定向套筒19接触，起到了定位和缓冲作用，缓冲撞击力，提高了总长检测传感器8和深度检测传感器9的检测精度。作为进一步优选，如图1和图3所示，下连接支架13正对深度检测传感器9的位置处设置有内部为空腔的缓冲框架131，深度检测传感器9的深度测量头91穿过缓冲框架131。缓冲框架131起到保护细长的深度测量头91的作用，防止定向套筒19出现较大精度偏差的情况下深度测量头91撞击定向套筒19底部导致设备损坏。作为进一步优选，检测平台1上设置有用于显示测得数据的显示器。本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置的工作原理是：CNC加工设备加工好定向套筒19后停机等待取料，手指气缸7夹持定向套筒19，升降气缸6带动手指气缸7上升，无杆气缸4带动底板5沿着输送平台2滑动将定向套筒19送至检测平台1上方，使定向套筒19的安装孔191与限位销钉32的位置正对，升降气缸6带动手指气缸7下降，手指气缸7松开将定向套筒19置于检测平台1上待测，如图1所示。驱动气缸一带动总长检测传感器8和深度检测传感器9下降，弹性压销14先与限位销钉32或者定向套筒19接触，随后总长测量头81的抵靠部82与定向套筒19接触并压紧定向套筒19，总长检测传感器8和深度检测传感器9检测定向套筒19的总长和深度，驱动气缸二带动长度检测传感器10上升，检测长度，如图3所示，通过计算得到各个长度参数。槽径检测传感器11的两个夹爪111夹紧，使辅助测量条112卡入环形定位凹槽192，通过槽径检测传感器11测得槽径数据，如图4所示。完成检测后，驱动气缸一带动总长检测传感器8和深度检测传感器9复位，驱动气缸二带动长度检测传感器10复位，槽径检测传感器11复位，等待下一次测量。测得的尺寸参数与数据库中储存的标准参数进行对比，根据检测结果，将定向套筒19确定为合格成品、半成品和不合格成品，合格成品通过另一个输送平台2下料(下料与取料的输送过程类似，此处不再赘述)，半成品通过输送平台2送回CNC加工设备进行重新加工，检测到不合格成品后检测装置停止工作并发出报警信号，CNC加工设备停机。实施例二：本超越离合器定向套筒的机械加工在线检测方法利用实施例一种记载的超越离合器定向套筒的机械加工在线检测装置对机械加工过程中的定向套筒19的尺寸进行检测。具体来说，如图6所示，包括以下步骤：A、定向套筒的取料：手指气缸7夹持CNC加工设备加工完成之后的定向套筒19，无杆气缸4带动手指气缸7将定向套筒19沿输送平台2输送至检测平台1，手指气缸7将工件放置在工件定位座3上。作为优选方案，步骤A中，当光电检测到定向套筒19时延时向无杆气缸4发送信号使无杆气缸4停止运动，底板5运动到位后阻尼器18作用在底板5上。这样的方式，使得定向套筒19的输送位置更精确。B、定向套筒的检测：总长检测传感器8、深度检测传感器9、长度检测传感器10和槽径检测传感器11分别对定向套筒19的长度、深度及槽径进行测量。b1、深度检测：驱动气缸一带动总长检测传感器8、深度检测传感器9下降，检测总长和深度。b2、长度检测：驱动气缸二带动长度检测传感器10上升，检测长度，通过计算得到各个长度参数。b3、槽径检测：槽径检测传感器11对槽径检测。C、定向套筒的处理：将测得的尺寸参数与数据库中储存的标准参数进行对比。C1、合格成品下料：测得的尺寸参数与标准参数一致的定向套筒19为合格件，手指气缸7夹持合格件，无杆气缸4带动手指气缸7将合格件通过另一个输送平台2输送至成品区下料。C2、半成品继续加工：测得的尺寸参数未达到标准参数，但未出现不可逆的尺寸偏差，这样的定向套筒19为半成品件，无杆气缸4带动手指气缸7将半成品件通过输送平台2输送回CNC加工设备，并将尺寸补偿数据传输给CNC加工设备，CNC加工设备继续对半成品件继续加工。C3、不合格成品废料：测得的尺寸参数中出现了不可逆的尺寸偏差，这样的定向套筒19为不合格品，系统报警并锁定检测装置和CNC加工设备。C4、加工实行中差管理：实际检测产品尺寸超过规格中心值±0.02，检测装置给CNC进给修正补偿加工偏差。D、数据清零：将测得的尺寸参数清理，等待下一次检测。实施例三：本实施例中的技术方案与实施例二中的方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，如图7所示，步骤D在步骤A和步骤B之间进行。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了检测平台1、输送平台2、工件定位座3、座体31、限位销钉32、无杆气缸4、底板5、升降气缸6、手指气缸7、总长检测传感器8、总长测量头81、抵靠部82、深度检测传感器9、深度测量头91、长度检测传感器10、长度测量头101、槽径检测传感器11、夹爪111、辅助测量条112、上连接支架12、下连接支架13、缓冲框架131、弹性压销14、滑轨15、滑块16、光电传感器17、阻尼器18、阻尼头181、定向套筒19、安装孔191、环形定位凹槽192等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。