一种壳体内径与圆度检测机的制作方法

本发明涉及内径与圆度检测技术领域，尤其涉及一种壳体内径与圆度检测机。

背景技术：

在壳体进入定子热套前，需做扩管，且扩管半成品内径要求≦±0.035mm，圆度要求≦±0.1mm范围内。因定子热套的要求高，所以扩管后必须对所有壳体做检验，目前的检验方式是人工通过止通规去套壳体，员工凭经验通过壳体套入止通规的长度来判断壳体的内径大小是否合格，无法快速、精确的得出壳体的内径数值，更无法得知壳体的圆度值，因此不能直观的判断出扩管模是否有磨损。且止通规在长时间磨损后，易造成判别失误，员工在套止通规时会因经验不同造成取出壳体困难，效率低下。

技术实现要素：

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种壳体内径与圆度检测机，其可直观的检测出壳体内径以及圆度的数值，从而判定壳体是否合格，亦能反映出扩管模的磨损程度、扩管程度是否达标；解决了人员劳动强大、效率低、准确率低、误检测等问题。

为实现上述目的，本发明提供一种壳体内径与圆度检测机，包括：

基架和底板，用于支撑和安装壳体到位感应机构、吸气管检测机构、膨胀夹紧机构、激光测距机构和旋转机构；

所述壳体到位感应机构，用于通过第一对射感应器感应所述膨胀夹紧机构上是否有壳体；

所述吸气管检测机构，用于通过第二对射感应器感应壳体上吸气管的位置，并根据吸气管的位置检测壳体转动一圈；

所述膨胀夹紧机构，用于通过膨胀气缸拉动v形膨胀锥套上下运动，v形膨胀锥套将上下运动转换为夹紧块的径向伸缩运动，所述夹紧块径向伸出，夹紧壳体；

所述旋转机构，用于通过步进电机带动夹紧的壳体匀速转动；

所述激光测距机构，用于通过设置在壳体轴线上的激光测距传感器来检测壳体转动一圈时，壳体中心至壳体内壁不同点的距离值；

处理器，用于接收激光测距机构所输出的多个距离值，根据多个距离值计算壳体的内径与圆度；并根据设定的内径与圆度标准值，判断壳体是否合格。

作为本发明的进一步改进，所述壳体到位感应机构还包括：第一安装板和第一调节立柱；

所述第一对射感应器安装在所述第一安装板上，所述第一安装板可上下滑动安装在所述第一调节立柱上，所述第一调节立柱可左右滑动安装在所述底板上；

所述第一对射感应器的发射端和接收端位于同一水平面上，当所述膨胀夹紧机构上有壳体时，所述壳体挡住所述第一对射感应器的射线。

作为本发明的进一步改进，所述吸气管检测机构还包括：第二安装板和第二调节立柱；

所述第二对射感应器安装在所述第二安装板上，所述第二安装板可上下滑动安装在所述第二调节立柱上，所述第二调节立柱可左右滑动安装在所述底板上；

所述第二对射感应器的发射端和接收端位于同一水平面上，当壳体的吸气管转动到所述第二对射感应器的感应区域时，所述吸气管挡住所述第二对射感应器的射线。

作为本发明的进一步改进，所述膨胀夹紧机构还包括：第一支架、膨胀芯轴和旋转轴；

所述膨胀气缸安装在所述第一支架上，所述第一支架安装在所述底板上；

所述v形膨胀锥套固定安装在所述膨胀芯轴上，所述膨胀芯轴安装在所述膨胀气缸的气缸杆上，所述膨胀气缸通过膨胀芯轴拉动所述v形膨胀锥套上下运动；

所述旋转轴套设在所述膨胀芯轴上，且与所述膨胀芯轴同轴设置；所述旋转轴上相对应所述v形膨胀锥套安装有所述夹紧块，所述v形膨胀锥套将上下运动转换为夹紧块的径向伸缩运动；

所述旋转轴与所述旋转机构相连，所述旋转机构通过旋转轴带动夹紧的壳体匀速转动。

作为本发明的进一步改进，所述旋转轴上设有用于承载壳体的托盘；

所述夹紧块上设有弹簧，用于将伸出的夹紧块回位。

作为本发明的进一步改进，所述激光测距机构还包括：传感器安装杆、传感器安装板、传感器固定块和传感器底座；

所述激光测距传感器安装在所述传感器安装板上，所述传感器安装板安装在所述传感器安装杆的顶端；所述传感器安装杆穿设在所述膨胀芯轴中，且所述传感器安装杆的底端通过所述传感器固定块固定；

所述传感器固定块安装在所述传感器底座上，所述传感器底座安装在所述底板上。

作为本发明的进一步改进，所述旋转机构还包括：第二支架、主动轮、被动轮和同步带；

所述步进电机安装在所述第二支架上，所述第二支架安装在所述底板上；

所述主动轮安装在所述步进电机的输出轴上，所述被动轮固定安装在所述旋转轴上，所述主动轮与被动轮通过所述同步带传动连接；

所述步进电机通过主动轮、同步带和被动轮带动所述旋转轴转动，从而实现所述夹紧块夹紧的壳体匀速转动。

作为本发明的进一步改进，该检测机还包括：不良品分选放置机构；

所述不良品分选放置机构，用于放置检测不合格的壳体。

作为本发明的进一步改进，所述不良品分选放置机构包括：

第三支架，所述第三支架安装在所述底板上；

不良品盒，所述不良品盒安装在所述第三支架上，且所述不良品盒的盒口至盒底呈斜向下倾斜设置；

壳体感应器，所述壳体感应器安装在所述不良品盒上，且所述壳体感应器的发射端和接收端位于同一水平面上；

不良品推杆气缸和不良品推杆，所述不良品推杆气缸安装在所述第三支架上，所述不良品推杆安装在所述不良品推杆气缸的气缸杆上；

当壳体感应器检测到感应区域有壳体时，所述不良品推杆气缸带动不良品推杆将不合格的壳体推至盒底。

作为本发明的进一步改进，所述激光测距机构共检测壳体内壁上8个点的距离值，8个点为四对对角线；

所述处理器将成对点的距离值相加，共得到四个内径值，将四个内径值的平均值作为该壳体的内径值；将壳体的内径值与标准内径值进行比较，若符合要求，则壳体的内径合格；

所述处理器将8个距离值的最大值减小最小值再减去机构自身的同心度值，得到该壳体的圆度值；将壳体的圆度值与标准圆度值进行比较，若符合要求，则壳体的圆度合格；

若壳体的内径和圆度均合格，则判断该壳体为合格品。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明采用高精度激光测距传感器对壳体内径进行检测，受环境影响小、稳定、高效；相较于传统的人工检测，本发明具有有效率高，精度高，更稳定，且操作简单，节省人工、成本等优点。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的壳体内径与圆度检测机的立体图；

图2为本发明一种实施例公开的壳体内径与圆度检测机另一视角的立体图；

图3为图1中壳体到位感应机构的结构图；

图4为图1中吸气管检测机构的结构图；

图5为图1中膨胀夹紧机构、激光测距机构、旋转结构的装配图；

图6为图5中a-a的剖视图；

图7为图1中不良品分选放置机构的结构图。

图中：

10、基架；11、底板；20、壳体到位感应机构；21、第一对射感应器；22、第一安装板；23、第一调节立柱；30、吸气管检测机构；31、第二对射感应器；32、第二安装板；33、第二调节立柱；40、膨胀夹紧机构；41、第一支架；42、膨胀气缸；43、膨胀芯轴；44、旋转轴；45、v形膨胀锥套；46、夹紧块；47、弹簧；48、托盘；49、轴承座；50、激光测距机构；51、激光测距传感器；52、传感器安装杆；53、传感器安装板；54、传感器固定块；55、传感器底座；60、旋转机构；61、第二支架；62、步进电机；63、主动轮；64、被动轮；65、同步带；70、不良品分选放置机构；71、第三支架；72、壳体感应器；73、不良品盒；74、不良品推杆气缸；75、不良品推杆；80、壳体；81、吸气管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明是针对壳体扩管后的内径与圆度的检测机构，包括吸气管检测机构、壳体膨胀夹紧机构、壳体旋转内径测量机构、不良品分选放置机构以及内径、圆度换算系统等。本发明精确保证壳体旋转时的同心度与稳定性，壳体的不同位置的内壁旋转到同一位置时通过固定的激光测距感应器测量该位置到感应器之间的距离变化。实测距离通过计算得出壳体不同位置的半径值。本机构在工作时共取壳体内壁的八个位置的数值，八个内置为四个直径对应的位置，成对的位置计算出的半径值相加既得壳体的直径，四个计算出的直径值得平均值即为壳体的内径值，所得数据精确可靠。而圆度值即为八个实测数值的最大值减去最小值再减去机构自身的同心度。本发明与传统的人工利用止通规检测壳体内径的方法相比，不仅直观的体现出壳体的内径大小，而且获取了壳体的圆度值，还无需人工操作，只需通过扩管机的移栽机械手抓取壳体上下料。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1、2所示，本发明提供一种壳体内径与圆度检测机，包括：基架10、底板11、壳体到位感应机构20、吸气管检测机构30、膨胀夹紧机构40、激光测距机构50、旋转机构60、不良品分选放置机构70和处理器；其中：

基架10和底板11用于支撑和安装壳体到位感应机构20、吸气管检测机构30、膨胀夹紧机构40、激光测距机构50、旋转机构60和不良品分选放置机构70。壳体到位感应机构20，用于通过第一对射感应器21感应膨胀夹紧机构40上是否有壳体80，当膨胀夹紧机构40上有壳体80时，则壳体到位感应机构20向处理器发送信号，处理器或控制器(图中未示出)控制扩管机移栽的机械手(图中未示出)停止向膨胀夹紧机构40上移栽壳体80。吸气管检测机构30，用于通过第二对射感应器31感应壳体80上吸气管81的位置，并根据吸气管81的位置检测壳体转动一圈；即：当壳体80匀速转动时，当第二对射感应器31检测到吸气管81时，该时刻作为激光测距机构50工作的起始点；当第二对射感应器31再次检测到吸气管81时，该时刻作为激光测距机构50和旋转机构60工作的终止点，此时，激光测距机构50在壳体转动一圈的过程中进行工作。

膨胀夹紧机构40，用于通过膨胀气缸42拉动v形膨胀锥套45上下运动，v形膨胀锥套45将上下运动转换为夹紧块46的径向伸缩运动，当v形膨胀锥套45向下运动时，夹紧块46径向伸出，夹紧壳体80的内壁。旋转机构60，用于通过步进电机62带动夹紧的壳体80匀速转动。激光测距机构50，用于通过设置在壳体轴线上的激光测距传感器51来检测壳体转动一圈时，壳体中心至壳体内壁不同点的距离值；激光测距传感器51不随壳体80转动，在壳体80的转动过程中，激光测距传感器51间隔进行激光测距，共检测壳体内壁上8个点的距离值，8个点为四对对角线。

处理器(图中未示出)，处理器内设有圆度和内径换算系统，将成对点的距离值相加，共得到四个内径值，将四个内径值的平均值作为该壳体的内径值；将壳体的内径值与标准内径值进行比较，若符合要求，则壳体的内径合格；将8个距离值的最大值减小最小值再减去机构自身的同心度值，得到该壳体的圆度值；将壳体的圆度值与标准圆度值进行比较，若符合要求，则壳体的圆度合格；若壳体的内径和圆度均合格，则判断该壳体为合格品。用于放置检测不合格的壳体不良品分选放置机构70，当检测出不合格的壳体时，处理器控制机械手将不合格的壳体放置到不良品分选放置机构70中；当检测出合格的壳体时，处理器控制机械手将合格的壳体放置到合格区域内；其中，处理器接收各传感器或感应器的信号并进行相应的动作，均为本领域的常规手段，故在此不做详细阐述。

更具体的：

如图1、2所示，本发明的壳体到位感应机构20和吸气管检测机构30安装在顶板上方，且分别设置在膨胀夹紧机构40的左右两侧。

同时参阅图3，本发明的壳体到位感应机构20包括：第一对射感应器21、第一安装板22和第一调节立柱23；

第一对射感应器21安装在第一安装板22上，第一安装板22可上下滑动安装在第一调节立柱23上，第一调节立柱23可左右滑动安装在底板11上，以适应不同大小及高度的壳体；第一对射感应器21的发射端和接收端位于同一水平面上，当膨胀夹紧机构40上有壳体时，壳体挡住第一对射感应器21的射线。

使用时，调整第一调节立柱23，使第一对射感应器21发出的光线照射到壳体80表面上，锁紧第一调节立柱23上的螺丝。当有壳体80从上一工序移到位时，第一对射感应器21发出的光线反馈到处理器，再进行下一步的动作。

同时参阅图4，本发明的吸气管检测机构30包括：第二对射感应器31、第二安装板32和第二调节立柱33；

第二对射感应器31安装在第二安装板32上，第二安装板32可上下滑动安装在第二调节立柱33上，第二调节立柱33可左右滑动安装在底板11上，以适应不同大小及高度的壳体；第二对射感应器31的发射端和接收端位于同一水平面上，当壳体的吸气管转动到第二对射感应器31的感应区域时，吸气管挡住第二对射感应器31的射线。

使用时，调整第二安装板32，在第二调节立柱33上下移位，使第二对射感应器31发出的光线照射到壳体80表面凸出的吸气管81上，锁紧第二安装板32上的螺丝。当壳体80凸出的吸气管81转到位时，感应器发出的光线反馈到处理器，处理器控制激光测距机构50工作和旋转机构60的步进电机的停止，本发明吸气管检测机构30运行高效可靠。

同时参阅图5、6，本发明的膨胀夹紧机构40包括第一支架41、膨胀气缸42、膨胀芯轴43、旋转轴44、v形膨胀锥套45、夹紧块46、弹簧47、托盘48和轴承座49；其中：

本发明的第一支架41安装在底板11的下端，膨胀气缸42安装在第一支架41上；膨胀气缸42的气缸杆上安装有竖直的膨胀芯轴43，膨胀芯轴43上固定安装有v形膨胀锥套45，膨胀芯轴43从下至上穿过底板11，且膨胀芯轴43的轴线位置开有传感器安装杆容纳腔；膨胀气缸42通过膨胀芯轴43拉动v形膨胀锥套45上下运动；

旋转轴44套设在膨胀芯轴43上，膨胀芯轴43与旋转轴44同轴设置且之间设有间隙，底板11在旋转轴44的位置处安装带有轴承的轴承座49，保证膨胀芯轴43和底板11不受旋转轴44转动的影响；旋转轴44上相对应v形膨胀锥套45安装有夹紧块46，v形膨胀锥套45将上下运动转换为夹紧块46的径向伸缩运动；旋转轴44与旋转机构60相连，旋转机构60通过旋转轴44带动夹紧的壳体匀速转动。本发明的旋转轴44上设有用于承载壳体的托盘48，夹紧块46上设有弹簧47，用于将伸出的夹紧块46回到初始位置。

使用时：当壳体80放在托盘48上后，安装在第一支架41上的膨胀气缸42动作，带动膨胀芯轴43下移，同时v形膨胀锥套45将均布在圆周上的三个夹紧块46外移，接触到壳体内径后至卡紧。在测量完后，膨胀气缸42带动膨胀芯轴43上移，v形膨胀锥套45上移，在弹簧47拉力下夹紧块46内移，松开壳体80。本发明膨胀夹紧机构40对壳体夹紧牢固，同心度高，进一步提高了检测内径的精度。

同时参阅图5、6，本发明的激光测距机构50包括：激光测距传感器51、传感器安装杆52、传感器安装板53、传感器固定块54和传感器底座55；其中：

激光测距传感器51为高精度激光测距传感器，激光测距传感器51设置在壳体的正中心，且安装在传感器安装板53上；传感器安装板53安装在传感器安装杆52的顶端，传感器安装杆52穿设在膨胀芯轴43中，且传感器安装杆52的底端通过传感器固定块54固定，传感器固定块54安装在传感器底座55上，传感器底座55安装在底板11上；本发明的传感器安装杆52与膨胀芯轴43同轴设置，且膨胀芯轴43与传感器安装杆52之间有间隙，保证旋转轴旋转时不对激光测距传感器造成影响。

本发明的旋转机构60包括第二支架61、步进电机62、主动轮63、被动轮64和同步带65；其中：旋转机构与膨胀夹紧机构可做上下滑动，亦可一起旋转。

步进电机62安装在第二支架61上，第二支架61安装在底板11上；主动轮63安装在步进电机62的输出轴上，被动轮64固定安装在旋转轴44上，主动轮63与被动轮64通过同步带65传动连接。本发明的步进电机62通过主动轮63、同步带65带动被动轮64转动，由于被动轮64与旋转轴44固连，从而带动旋转轴44转动；由于旋转轴44上安装有夹紧块46，从而带动夹紧块46夹紧的壳体匀速转动。

使用时，当壳体80夹紧后，安装在第二支架61上的步进电机62动作，通过同步带旋转膨胀夹紧机构40的旋转轴44，壳体80匀速转动一圈，固定在膨胀芯轴43上的激光测距传感器51将光射到壳体内表面上，同时反射回的信号反馈到处理器，测出中心到壳体表面的距离。测完后，步进电机62停止，膨胀气缸42松开壳体80。本发明激光测距机构50的激光测距精度高，受环境影响可忽略不计；激光测距机构50配合旋转机构60可检测壳体任一角度的内径，且同心度高，稳定。

同时参阅图7，本发明的不良品分选放置机构70包括：第三支架71、壳体感应器72、不良品盒73、不良品推杆气缸74和不良品推杆75；其中：

第三支架71安装在底板11上，不良品盒73安装在第三支架71上，且不良品盒73的盒口至盒底呈斜向下倾斜设置，便于壳体80可自动从盒口滑到盒底；壳体感应器72安装在不良品盒73上，且壳体感应器72的发射端和接收端位于同一水平面上，用于检测机械手放置不合格壳体的位置处是否有壳体；不良品推杆气缸74安装在第三支架71上，不良品推杆75安装在不良品推杆气缸74的气缸杆上；当壳体感应器72检测到感应区域有壳体时，不良品推杆气缸74带动不良品推杆75将不合格的壳体80推至盒底。

使用时，检测不良的壳体80通过扩管移栽的机械手抓入不良品盒73放下，壳体感应器72感应到有壳体80后.不良品推杆气缸74驱动不良品推杆75推动壳体80下行直至壳体放满不良品盒73。本发明不良品分选放置机构70可有效的改善了不良品处理问题，无需每个不良品都要去解除报警，提高了生产效率。

本发明采用高精度激光测距传感器对壳体内径进行检测，受环境影响小、稳定、高效；检测机通过扩管机移栽的机械手完成上下料，节省人工；相较于传统的人工检测，有效率高，精度高，更稳定，且操作简单，节省人工、成本等优点。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。