专利名称：轴瓦厚度自动检测分选机的机械系统装置的制作方法
技术领域：
本发明创造属于厚度测量技术，涉及轴瓦厚度自动测量和自动分选设备。
背景技术：
轴瓦又称轴衬，是汽车及内燃机行业中生产量与消耗量很大的配件。轴瓦呈半圆柱形状，其厚度尺寸是由轴瓦中心对称平面内距上下底面5mm处轴瓦内外圆柱面的半径差来确定的，可称测点1和测点2。轴瓦厚度尺寸精度要求很高，需要高精度生产设备才能达到要求，但生产成本太高。为此多采用分组互换装配法，即将精度放宽到经济精度，用普通设备生产出轴瓦。再进行精密测量与分选，根据测量结果，将轴瓦和轴按分选尺寸进行分组装配，使轴瓦既达到高精度使用要求，又降低成本。目前通常使用机械量具人工检测轴瓦厚度，其测量精度低，难以对轴瓦进行自动分级分档，按分组互换装配法进行生产，故不能满足中高档市场要求。
发明内容
本发明创造是要设计一种对轴瓦厚度能自动检测、自动分选的系统设备，能够对轴瓦高效、高精度的进行自动检测、自动分选，以便与轴分组装配。
为实现以上目的，本发明创造的中心内容是设计一套由PLC控制系统自动控制的机械系统装置，即安装在机体平台上的分料机构、进料机构、测量机构及分选机构。
本发明创造的显著优点采用本系统装置，可以对轴瓦按一定节拍；依次有序地进行连续自动地分料、进料、检测轴瓦厚度和分选，按轴瓦测量结果自动分档存储使用。测量精度高，测量误差为±1um，效率高，测量一个循环时间≤6秒。
图1为轴瓦厚度自动检测分选机的总体工作原理图；图2为本机械系统装置俯视各部件的结构关系示意图；图3为分料机构正视示意图；图4为图3的左视示意图；
图5为进料机构结构示意图；图6为检测机构结构示意图；图7为分选机构的结构原理示意图。
具体实施例方式参照上述附图，对本发明创造技术方案的实施方式进行详细说明。
本发明创造所述轴瓦厚度自动检测分选机的总体工作原理，如图1所示。由PLC控制系统控制轴瓦依次有序地按一定节拍自动分料、进料、检测和分选，有计算机对轴瓦厚度检测结果进行数据采集处理，经PLC控制系统，依据检测结果对轴瓦厚度进行自动分选、存储，供给与轴分组互换装配。PLC自动控制系统包括气缸13个，其中分选气缸5个、分料气缸2个、测量垂直上下运动气缸2个、测量气缸1个、光栅量规气缸1个、拨叉(机械手)运动气缸2个；控制气缸动作的电磁阀13个；光栅量规1个；生产线驱动电机2只，其中分选电机为制动电机；磁性开关26个；光电开关3个。本发明的实质内容是设计一套由PLC控制系统控制的机械系统装置，即轴瓦的分料机构A、进料机构B、测量机构C及分选机构D。四个机构紧密相连安装在工作台面P上，如图2所示。
分料机构A的结构如图3、图4所示。分料机构由传送带，二分料气缸与二分料挡板和轴瓦通道宽度调节机构组成，由控制电机传动滚筒1带动传送带2和轴瓦3一起向右移动，转动调节手轮4经两测方管5内调节块6可使滚筒1移动，调节传送带的张紧力，为防止传送带向下弯曲，在传送带下面设有托板21，托板装在方管5上；在装有手轮22的左右反向螺纹的丝杆15、16上安装特制螺纹的左、右调节器17、18，左、右调节器与上、下压板19、20用螺母25、26紧固，上、下压板安装在托板21上，上托板19上安装轴瓦通道宽度挡板23，转动手轮22经左、右调节器17、18，使上压板带动挡板23反向同步移动；这样就能达到某种轴瓦所需要的左右二挡板23的宽度(轴瓦通道的宽度)；传送带2右端为分料区，有后气缸7和前气缸8，二气缸装在平台30上，平台通过后立柱24和前立柱12与方管内固定块29安装连接，后气缸7、前气缸8的活塞杆分别连接后挡板9和前挡板10，后气缸7有防转挡板11，防止后气缸7工作时转动，前立柱12下部有方形套筒，与前挡板10组合一起能防止前气缸8转动，后挡板9和前挡板10分别由后气缸7和前气缸8控制其有序地先后上、下移动，达到对轴瓦通道适时地开和关的作用，使轴瓦逐个分开，当轴瓦进入分料区后，后挡板9向下关闭延时，阻止后续轴瓦不能同时进入分料区，接着前挡板10向上开启延时后，传送分料区内的一块轴瓦进入进料区，前挡板10再向下关闭延时，而后挡板9向上开启延时，使下一块轴瓦进入分料区，这样周而复始，保证生产流水线能按节拍有序地获得需要自动检测、分选的轴瓦。当传送带上无轴瓦时，传送带上透射型防空光电探测器13立即报警，机器暂停，人工上轴瓦后，机器便自动运转。
进料机构B如图5所示，有一块连接板32，其上表面与传送带2的上表面以及检测台38的平面齐平；有一个拨叉机构(机械手)，其中有两个半V形组成的拨叉34，各个V字形间距均布，工作台上装有气缸37，在气缸37上安装气缸36，拨叉34经接口板35与气缸36安装连接，气缸36能带动拨叉34前后移动，气缸37能带动气缸36连同拨叉左右移动。用V型块对圆柱状轴瓦定位比较理想；如果用气缸直接将轴瓦从分料机构的传送带出口到检测台，又推到分选机构的传送带，需要相当长的距离，气缸37行程要很大，为此拨叉做成三个均布的V字型机构，又由于气缸36能带动拨叉前后移动，使得轴瓦3从分料机构的传送带出口到检测台，再到分选机构的传送带的整个工艺流程，利用三个V字型拨叉，气缸37可以分段工作，使气缸37实际长度大大缩短。拨叉34推动轴瓦3沿准确地导向条14移动，拨叉左面的V字接住分料机构A的传送带出口处的轴瓦3，由气缸37向右带动经连接平板32沿导向条14到检测预备位33，然后气缸36带动拨叉34后移，气缸37向左推动拨叉，使中间V形对准轴瓦，而左面V形对准下一个进料的轴瓦，气缸36向前推动拨叉接触轴瓦3，气缸37向右推动第一只轴瓦到检测台38，气缸36又后移后，气缸37再将拨叉向左推动一个节距，使右面V字形对准第一只轴瓦，气缸36向前，使右V字形接触轴瓦，气缸37向右拉动，可使经检测后的轴瓦推动到分选传送带61上，完成一个轴瓦3的工作流程。接着，第二只轴瓦依次进行，一般拨叉上每个V字形都对应有一块轴瓦，构成按节拍循环进行的生产流水线。导向条14的内侧面与前挡板10的外表面齐平，将分料机构A与进料机构B相连接。
测量机构C如图6所示，有立柱40，立柱上安装连接轴瓦测点1(上测点)气缸41和轴瓦测点2(下测点)气缸42，气缸42下部连接燕尾槽机构43和测量气缸49，测量气缸49的运动机构与测量弓型架45连接，弓型架45右侧装有带气缸的光栅量规46、左侧装有零位测量头52，测量气缸49的固定机构上装有可调测量V型块座50及可调测量V型块48，零位测头52与光栅量规46的光栅测头51轴线和可调测量V型块的角平分线在同一条直线上。整个测量过程分为零位校准、轴瓦测点1测量与轴瓦测点2测量。零位校准时测量气缸49带动测量弓型架45、零位测头52与光栅量规46一起移动，而可调测量V型块48不动，光栅量规46的内部气缸驱动的光栅测头51向外运动，使光栅测头51向前穿过测量V形块48的中孔与零测头52接触，计算机读取光栅信号，测得零位值。轴瓦测点1(上测点)的测量测点1气缸41向下运动，在测量位的轴瓦位于零位测头和测量V型块48之间，驱动测量气缸49移动弓形架45，使零位测头52与可调测量V形块48夹紧轴瓦，并使轴瓦在可调测量V形块48中正确定位，在轴瓦对称中心平面内，零位测头接触轴瓦内圆柱面，光栅量规46的内部气缸驱动光栅测头51向前穿过测量V形块48的中孔与轴瓦外圆柱面接触，计算机读取光栅信号，完成测点1的测量，测点1的测量结果与零位值之差为轴瓦测点1的厚度值。测点2的测量有测点2气缸42代替测点1气缸41，其测量过程与测点1测量相同，测点2的测量结果与零位值之差为轴瓦测点2的厚度值。测量过程中由测量气缸49带动弓形架45与零位测头52向前移动，将轴瓦推入测量V形块48，夹紧轴瓦，实现轴瓦可靠的自动定位于测量V形块48内。轴瓦定位后，光栅量规46的内部气缸驱动光栅测头51与轴瓦外圆柱面接触而实现自动瞄准。轴瓦完成自动定位和瞄准后，由计算机自动读取光栅量规46的数据，完成自动检测读数功能。其中燕尾槽机构43的作用是前后调节测量气缸49的位置，同步改变测量弓架45及其零位测头52，可调测量V块48的位置，使得测量时轴瓦位于零位测头52与可调测量V块48之间，以适应不同大小轴瓦测量的需要。检测台上设有显示有无轴瓦的反射型防空光电探测器53，有轴瓦时，进行自动测量，无轴瓦时，不发生测量动作，并继续进轴瓦。拨叉34可将测量完的轴瓦送到分选传送带上；测量预备位33、导向条14使进料机构B与测量机构C相连。
分选机构D如图7所示，由控制电机传动轴62带动滚筒60，步进传动分选传送带61，在传送带61下面有托板放在前、后方管59、63上，传送带61上均布有相应编码的分选气缸54、55、56、57、58，对应每个分选气缸有相应编码的轴瓦存储槽，5个分选存储槽由存储台65内的隔板64构成，传送带托板与存储台制成一体，托板为存储台的底板。测量机构C经分选预备位39与分选机构D相连。轴瓦的分选过程由拨叉34送下一个轴瓦到测量工位的同时，把已测量完的前一只轴瓦经分选预备位39到分选传送带61上，启动分选电机，分选电机前进一步，步长等于二分选气缸的中心距，将轴瓦向前传送到前一个分选工位上；由PLC控制系统判断数据寄存器内的数据(轴瓦分挡编码)与分选传送带上相应工位编码号是否一致，如果是，则启动相应工位上的分选气缸，推送轴瓦到相应存储槽内；如果不是，则传递轴瓦分挡编码数据到下一工号位对应的数据寄存器内，等待下一次分选。关键是5个分选存储槽与5个分选气缸均与分选传送带上轴瓦的5个分选工位彼此相互对应。存储台65上装有检测轴瓦满槽的反射型光电探测器67与全反镜66，当五个分选槽的一个分选存储槽充满轴瓦时光电探测器67无法接收来自全反镜66的红外反射光，机器自动报警，御下轴瓦后，机器恢复正常。
权利要求
1.轴瓦厚度自动检测分选机的机械系统装置，其特征是主要由安装在机体平台上的分料机构(A)、进料机构(B)、测量机构(C)及分选机构(D)组成。
2.按权利要求1所述轴瓦厚度自动检测分选机的机械系统装置，其特征是分料机构(A)，由控制电机传动滚筒(1)带动传送带(2)及其上的轴瓦(3)向右移动，传送带有托板(21)支撑，转动调节手轮(4)经方管(5)内调节块(6)可使滚筒(1)移动；在装有手轮(22)的左右反向螺纹的丝杆(15)、(16)上安装特制螺纹的左、右调节器(17)、(18)，并与上、下压板(19)、(20)用螺母(25)、(26)紧固，上、下压板安装在托板(21)上，上托板(19)与挡板(23)连接，转动手轮(22)经左、右调节器(17)、(18)，使与轴瓦(3)两侧的二挡板(23)反向同步移动；传送带(2)右端为分料区，有后气缸(7)、前气缸(8)，二气缸活塞杆分别连接后挡板(9)、前挡板(10)，二挡板由气缸控制有序先后上、下移动；后气缸(7)有防转挡板(11)，下部有方形套筒的前立柱(12)与前挡板(10)一起组合防前气缸转动；传送带上装有透射型防空光电探测器(13)。
3.按权利要求1所述轴瓦厚度自动检测分选机的机械系统装置，其特征是进料机构(B)的连接板(32)上表面与传送带(2)上表面以及检测台(38)平面为同一平面；有两个半V形组成的拨叉(34)，各个V字形间距均布，气缸(37)安装在工作台上，在气缸(37)上安装气缸(36)，拨叉(34)经接口板(35)安装在气缸(36)上，气缸(36)带动拨叉(34)能前后移动，而气缸(37)带动气缸(36)连同拨叉(34)能左右移动；导向条(14)的内侧面与前挡板(10)的外表面齐平，将分料机构与进料机构相连接。
4.按权利要求1所述轴瓦厚度自动检测分选机的机械系统装置，其特征是测量机构(C)有立柱(40)安装连接轴瓦测点1气缸(41)和测点2气缸(42)，测点2气缸(42)连接燕尾槽机构(43)、测量气缸(49)，测量气缸连接测量弓型架(45)、可调测量V型块(48)和测量V型块座(50)，弓型架装有带气缸的光栅量规(46)和零位测头(52)；零位校准时、带气缸的光栅量规(46)与零位测头(52)接触；测量轴瓦测点1、2时，轴瓦(3)置于零位测头和测量V型块(48)之间，零位测头与轴瓦(3)内圆柱面接触，随气缸移动的光栅量规的光栅测头(51)穿过可调测量V型块(48)中孔与轴瓦(3)外圆柱面接触；零位测头(52)与光栅测头(51)轴线与测量V型块(48)的角平分线在同一条直线上；检测台(38)的导向条(14)上装有反射型防空光电探测器(53)；测量预备位(33)、导向条(14)使进料机构与测量机构相连。
5.按权利要求1所述轴瓦厚度自动检测分选机的机械系统装置，其特征是分选机构(D)有控制电机传动轴(62)带动滚筒(60)步进传动分选传送带(61)上轴瓦(3)，传送带(61)下面有托板放在前、后方管(59)、(63)上，存储台(65)与托板一体，存储台内设有存储槽隔板(64)，形成5个分选存储槽，5个分选存储槽与5个分选气缸(54)、(55)、(56)、(57)、(58)均与分选传送带(61)上轴瓦的5个分选工位彼此对应；存储台(65)上装有检测轴瓦满槽的反射型光电探测器(67)和全反镜(66)；测量机构(C)经分选预备位(39)与分选机构(D)相连。
全文摘要
轴瓦厚度自动检测分选机的机械系统装置。它主要由分料机构、进料机构、测量机构及分选机构组成。分料机构由传送带，二分料气缸与二分料挡板和轴瓦通道宽度调节机构组成；进料机构由二进料气缸、导向条和一块等距三V拨叉组成；测量机构有控制测点1、2位置的二气缸、连接燕尾槽机构、测量气缸、测量弓形架、可调V型块、光栅量规和零位测头；分选机构有步进传动的分选传送带、5个分选气缸和具有5个分选存储槽的分选台组成，分选传送带上设有5个分选工位，分别对应5个分选存储槽和5个分选气缸，根据测量结果对轴瓦进行自动分选。本系统装置用于轴瓦厚度自动检测与自动分选。
文档编号G01D5/12GK1488915SQ0314225
公开日2004年4月14日 申请日期2003年8月11日 优先权日2003年8月11日
发明者单越康, 张树生, 周铭, 徐根生, 钱晓耀, 徐向紘, 郭世行, 冯爱明, 金尚忠 申请人:中国计量学院