专利名称：一种管件外圆径跳检测装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种外圆跳动检测设备，具体的说是一种管件外圆径跳检测装置及其控制方法。
背景技术：
各种管件及其加工件在工业生产中占有相当的比重，而管件的外圆径跳是检验管件质量的重要指标。在工业现场目前外圆径跳的检测大都采用传统的接触式检测方法，该方法采用百分表或径跳检测仪进行外圆径跳检测。这种检测方式的缺点主要有1.每个检测件需要在圆周上取多个点，每个点的值需要靠操作人员从表针的指示位置读出，读值的过程因人而异，存在人为的偏差；2 .每检测一个工件都需要对检测仪表进行调整，耗时长，效率低，所以只能是批量抽检，不适用于逐个检验；3 .由于每个采样点都是静态检测， 所以检测的径跳值并不能反映管件在实际运转过程中的径跳量。在工业自动化生产装配的大趋式下，对产成品都要求进行在线检测，所以传统的检测方法不再适用于自动化生产的要求。
发明内容
针对现有技术中存在的管件外圆径跳检测耗时长，效率低等不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种快速可靠的管件外圆径跳检测装置及其控制方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是
本发明一种管件外圆径跳检测装置包括床体、调整机构、夹紧机构、驱动机构以及检测机构，其中
调整机构，固定在床体上，用于调整管件或管件支架的位置； 夹紧机构，固定在床体上，在水平方向夹紧管件； 驱动机构，安装在夹紧机构上，驱动管件旋转； 检测机构，安装在夹紧机构上，采集管件外圆各点的径跳值。所述夹紧机构包括液压缸、滑鞍以及顶尖，其中液压缸的缸体固定于床体上，其活塞杆与滑鞍固连；滑鞍底部与床体的导轨活动连接；滑鞍面向管件的侧面上设有顶尖。所述驱动机构包括驱动电机、气缸、连接件以及摩擦轮，其中气缸固定于滑鞍的顶部；连接件安装于气缸的活塞杆上，驱动电机与连接件固连；摩擦轮与驱动电机的轴相连。所述调整机构包括管料支架以及伺服电机，其中伺服电机固定于床体内部的固定平台上，管料支架通过丝母与丝杠配合，丝杠与伺服电机的轴相连。所述床体上部和内部分别设有固定夹紧机构和调整机构的平台，在上部平台上设有两条用于在垂直方向上固定滑鞍的平行导轨。所述检测机构具有位移传感器，通过传感器支架固定于滑鞍上。本发明一种管件外圆径跳检测装置的控制方法，包括以下步骤 开始，启动自检程序，机构、参数初始化；收到开始检测信号后，调整机构将管料支架移动到工作位置； 夹紧机构将管件夹紧，驱动机构下行，直到摩擦轮与管件接触； 调整机构将管料支架移开；
启动驱动机构的驱动电机，摩擦轮工作，使管料旋转； 检测机构开始采集管料外圆径跳数据； 达到设定的采集数量后，结束检测。结束检测后还包括以下步骤 驱动机构停止并上行；
调整机构将管料支架移至工作位； 夹紧机构将管件松开； 将管料取走，一次检测过程结束。启动驱动机构的驱动电机使管料旋转，经过延时后，检测机构开始采集数据。本发明具有以下有益效果及优点
1.本发明结构合理，将调整机构、夹紧机构、驱动机构以及检测机构统一固定于床体上，实现工件位置的调整、固定，驱动旋转、检测径跳等步骤，过程简单，衔接可靠，不存在人为偏差，适用于管件的逐个检测，效率高。2.由于采用快速可靠的位移传感器，整个检测过程可控制在10秒以内，真正实现了快速可靠的检测。
图1为本发明装置结构示意图； 图2为本发明方法控制程序流程图。
具体实施例方式如图1所示，本发明管件外圆径跳检测装置包括床体1、调整机构、夹紧机构、驱动机构以及检测机构，其中调整机构，固定在床体上，用于调整管件或管件支架的位置；夹紧机构，固定在床体上，在水平方向夹紧管件；驱动机构，安装在夹紧机构上，驱动管件旋转；检测机构，安装在夹紧机构上，采集管件外圆各点的径跳值。调整机构用于调整管件10垂直位置，包括管料支架12以及伺服电机13，其中伺服电机13固定于床体1内部的固定平台上，管料支架12通过丝母与丝杠配合，丝杠与伺服电机的轴相连。管料支架12采用V形，固定于套在伺服电机13轴上的丝母上，可随着伺服电机转动上下移动。夹紧机构包括液压缸2、滑鞍3以及顶尖11，其中液压缸2的缸体固定于床体1 上，其活塞杆与滑鞍3固连；滑鞍3底部与床体1的导轨活动连接；滑鞍3面向管件10的侧面上设有顶尖11。驱动机构包括驱动电机4、气缸5、连接件6以及摩擦轮7，其中气缸5固定于滑鞍3的顶部；连接件6安装于气缸5的活塞杆上，驱动电机与连接件6固连；摩擦轮7与驱动电机4的轴相连。连接件6采用直角形式，气缸5的活塞杆固定于连接件6的顶面上， 驱动电机4固定于连接件6的竖直面上；
4检测机构包括传感器支架8、位移传感器9，其中传感器支架8固定于滑鞍3的上平面， 而位移传感器9固定在传感器支架8上，位移传感器9的固定位置保证其射出的激光点与顶尖11的水平中心线相交。
本发明装置通过本发明方法实现自动控制。为了实现自动控制，还需在以下位置安装位置检测开关
在夹紧机构上安装滑鞍正到位开关、滑鞍负到位开关；在驱动机构安装气缸正到位开关、气缸负到位开关，以及在调整机构安装管件有无检测开关；其中滑鞍正到位开关和滑鞍负到位开关用于检测滑鞍3的相对位置；气缸正到位开关和气缸负到位开关用于检测气缸 5相对位置；管件有无检测开关用于检测管料支架12上有无管件。本实施例采用西门子PLC-300控制器做主控制部件，滑鞍正到位开关、滑鞍负到位开关、气缸正到位开关、气缸负到位开关采用图尔克的接近开关，管件有无检测开关采用山武的光电开关。本实施例以外径为178mm的管件为例。本发明管件外圆径跳检测装置的控制方法包括以下步骤 开始，启动自检程序，机构、参数初始化；
收到开始检测信号后，调整机构将管料支架移动到工作位置； 夹紧机构将管件夹紧，驱动机构下行，直到摩擦轮与管件接触； 调整机构将管料支架移开；
启动驱动机构的驱动电机，摩擦轮工作，使管料旋转；
检测机构开始采集管料外圆径跳数据；
达到设定的采集数量后，结束检测；
驱动机构停止并上行；
调整机构将管料支架移至工作位；
夹紧机构将管件松开；
将管料取走，一次检测过程结束。启动驱动机构的驱动电机使管料旋转，经过延时后，检测机构开始采集数据。参数、机构初始化中的参数包括调整机构管料支架12的工作位置100mm，管料支架12的避让位置80mm，上述位置参数均针对伺服电机零位；驱动电机起停延时Is ；采样点的数目200点。如图2所示，本发明方法具体实施过程如下
由外部信号判断是否开始检测，外部信号为上位机提供的使能信号；如允许，则调整机构的伺服电机3带动V形的管料支架12移动到工作位置IOOmm ；
当管料支架12移动到工作位置后，由外部的械架机械手将管件10放在管料支架12 上，由管件有无检测开关检测管料10是否到位；
当管件10到位后，由液压缸2驱动滑鞍3向管件10方向移动，由滑鞍3上的顶尖11 将管件10的轴固定住，此时滑鞍正到位开关检测到信号；
当滑鞍正到位开关检测到信号后，由气缸5带动驱动机构向下移动，让摩擦轮7与管件 10接触，此时气缸正到位开关有信号；
由伺服电机13带动管料支架12下移到避让位置80mm ；驱动电机4开始转动，等待驱动电机启停延时时间Is ；
驱动电机启停延时时间Is到达后，由控制器(西门子PLC-300)周期读取位移传感器的值，当达到采样点的数目200后，完成采样过程。然后需要将各机构调整到原始位，即驱动电机停止，等待驱动电机启停延时时间 Is ；
驱动电机启停延时时间Is到达后，由伺服电机3带动管料支架12移动到工作位置 IOOmm ；
当管料支架12到达工作位置后，由气缸带动驱动装置上移，等待气缸负到位开关信
号；
得到气缸负到位开关信号后，由液压缸带动夹紧机构后移，等待滑鞍负到位开关信
号；
得到滑鞍负到位开关信号后，由控制器向上位机发送检测完毕信号，等待下一管件的检测。控制器对采样得到的数据进行后续处理，即进行极大极小值过滤处理，最后得出管件外圆径跳值。
权利要求
1.一种管件外圆径跳检测装置，其特征在于包括床体(1)、调整机构、夹紧机构、驱动机构以及检测机构，其中调整机构，固定在床体上，用于调整管件或管件支架的位置； 夹紧机构，固定在床体上，在水平方向夹紧管件； 驱动机构，安装在夹紧机构上，驱动管件旋转； 检测机构，安装在夹紧机构上，采集管件外圆各点的径跳值。
2.按权利要求1所述的管件外圆径跳检测装置，其特征在于所述夹紧机构包括液压缸(2)、滑鞍(3)以及顶尖(11)，其中液压缸(2)的缸体固定于床体(1 )上，其活塞杆与滑鞍(3 )固连；滑鞍(3 )底部与床体(1)的导轨活动连接；滑鞍(3 )面向管件(10)的侧面上设有顶尖(11)。
3.按权利要求1所述的管件外圆径跳检测装置，其特征在于所述驱动机构包括驱动电机(4)、气缸(5)、连接件(6)以及摩擦轮(7)，其中气缸(5)固定于滑鞍(3)的顶部； 连接件(6 )安装于气缸(5 )的活塞杆上，驱动电机与连接件(6 )固连；摩擦轮(7 )与驱动电机(4)的轴相连。
4.按权利要求1所述的管件外圆径跳检测装置，其特征在于所述调整机构包括管料支架(12)以及伺服电机(13)，其中伺服电机(13)固定于床体(1)内部的固定平台上，管料支架(12)通过丝母与丝杠配合，丝杠与伺服电机的轴相连。
5.按权利要求1所述的管件外圆径跳检测装置，其特征在于所述床体(1)上部和内部分别设有固定夹紧机构和调整机构的平台，在上部平台上设有两条用于在垂直方向上固定滑鞍(3)的平行导轨。
6.按权利要求1所述的管件外圆径跳检测装置，其特征在于所述检测机构具有位移传感器(9 )，通过传感器支架(8 )固定于滑鞍(3 )上。
7.一种管件外圆径跳检测装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤 开始，启动自检程序，机构、参数初始化；收到开始检测信号后，调整机构将管料支架(12)移动到工作位置； 夹紧机构将管件夹紧，驱动机构下行，直到摩擦轮(7 )与管件接触； 调整机构将管料支架(12)移开；启动驱动机构的驱动电机(4 )，摩擦轮(7 )工作，使管料旋转； 检测机构开始采集管料外圆径跳数据； 达到设定的采集数量后，结束检测。
8.按权利要求7所述的管件外圆径跳检测装置的控制方法，其特征在于结束检测后还包括以下步骤驱动机构停止并上行；调整机构将管料支架(12)移至工作位；夹紧机构将管件松开；将管料取走，一次检测过程结束。
9.按权利要求7所述的管件外圆径跳检测装置的控制方法，其特征在于启动驱动机构的驱动电机(4 )使管料旋转，经过延时后，检测机构开始采集数据。
全文摘要
本发明涉及一种管件外圆径跳检测装置及其控制方法，调整机构固定在床体上，用于调整管件或管件支架的位置；夹紧机构固定在床体上，在水平方向夹紧管件；驱动机构安装在夹紧机构上，驱动管件旋转；检测机构安装在夹紧机构上，采集管件外圆各点的径跳值。方法包括以下步骤机构、参数初始化；收到开始检测信号后，调整机构将管料支架移动到工作位置；夹紧机构将管件夹紧，驱动机构下行到摩擦轮与管件接触；调整机构将管料支架移开；启动驱动机构的驱动电机使管料旋转；检测机构开始采集管料外圆径跳数据；达到采集数量后结束检测。本发明不存在人为偏差，适用于管件的逐个检测，效率高，整个检测过程可控制在10秒以内，真正实现了快速可靠的检测。
文档编号G01B21/10GK102478397SQ201010553130
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者史勃, 张环宇, 朱军, 荣胜波 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所