一种端面圆类自由锻件径向尺寸检测装置制造方法
【专利摘要】一种端面圆类自由锻件径向尺寸检测装置，包括两台CCD摄像机，两台CCD摄像机分别固定在轻质铝型材上，轻质铝型材上固定连接着两个刻度环；轻质铝型材固定在竖直滑台上，竖直滑台固定在水平滑台上，水平滑台固定在工业铝型材框架上，通过复合脚轮将CCD摄像机调平，通过竖直滑台、水平滑台实现CCD摄像机位置的调整，转动CCD摄像机调整两台摄像机光轴的夹角，并通过刻度环获得两台摄像机光轴的夹角，两台CCD摄像机将拍摄得到的图像对传输给工控机进行处理得到锻件径向尺寸，本实用新型可有效地实现不同种类、不同尺寸自由锻件的径向尺寸非接触在线实时测量，测量精度高，响应快，结构简单，轻量，造价低，稳定可靠。
【专利说明】—种端面圆类自由锻件径向尺寸检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于热态锻件尺寸检测【技术领域】，具体涉及一种端面圆类自由锻件径向尺寸检测装置。
【背景技术】
[0002]我国目前用锻造水压机生产的最大筒类锻件的直径已接近6m。目前，国内的锻压厂普遍采用传统的人工接触式直接测量锻件径向尺寸。对于直径在两米以下的轴类锻件通常在距锻件一米处由工人持大卡钳直接测量，为避免灼伤，一般要在几秒内测完；大直径测量采用量杆，量杆上标有锻件尺寸和刻度，通过肉眼在高温下与锻件比较。这种测量方式效率低、测量精度不高、加工余量多，存在着环境恶劣、能源浪费、资源消耗等问题。
[0003]目前开发的大锻件测量技术主要是基于光学的方法，包括激光扫描测距法和双目视觉测量法等，具有非接触、无损、自动化、高精度等优点。但自由锻件种类多，锻造尺寸范围广，包括轴类锻件的各台阶外径尺寸，筒形件、法兰件各台阶外圆、内孔尺寸，圆饼件外圆直径等。测量装置需要灵活方便地实现锻件在压机上锻造过程中不同尺寸，不同类型的测量。而且已有的采用水平丝杠、竖直丝杠并通过两个相机和光栅投影仪进行大锻件直径在线测量的装置结构复杂、造价高、安装调试难度大，因此实有必要开发新型的测量装置对大型锻件的径向尺寸进行精确可靠的测量。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提出一种端面圆类自由锻件径向尺寸检测装置，可有效地实现不同种类、不同尺寸自由锻件的径向尺寸非接触在线实时测量，测量精度高，响应快，结构简单，轻量，造价低，稳定可靠。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案:
[0006]一种端面圆类自由锻件径向尺寸检测装置，包括两台CXD摄像机7，两台C⑶摄像机7分别固定在轻质铝型材5的端头上，CXD摄像机7下面的轻质铝型材5上固定连接着两个刻度环8 ;轻质铝型材5中部固定在竖直滑台6上的连接板27上，竖直滑台6下端固定在水平滑台3上，水平滑台3固定在工业铝型材框架I上；
[0007]所述工业铝型材框架I底部四角上固定连接四个复合脚轮13 ;工业铝型材框架I内放置着工控机12，工控机12与液晶显示屏9和放置在键盘抽屉11上的键盘连接，液晶显示屏9固定在上板10上，上板10和键盘抽屉11均固定在工业铝型材框架I上；工控机12的两个输入/输出端分别与两台CCD摄像机7的输入/输出端连接；工控机12的另一个输入/输出端与交流伺服驱动器2的一个输入/输出端连接，交流伺服驱动器2的输出端与竖直滑台6的交流伺服电机35的控制端连接。
[0008]所述竖直滑台6包括交流伺服电机35，交流伺服电机35固定在电机安装座34上，电机安装座34固定在铝型材31端部；电机安装座34上固定连接强力直角支架36，强力直角支架36固定连接在铝型材31上，交流伺服电机35的输出轴通过联轴器33与竖直丝杠32连接，竖直丝杠32与竖直丝杠螺母28配合构成滚珠丝杠副，竖直丝杠螺母28与连接板27固定连接，连接板27固定连接在型材26上，型材26固定连接在竖直滑块29上，竖直滑块29与竖直直线导轨30配合构成滚动直线导轨副，竖直直线导轨30固定在铝型材31上，铝型材31固定连接在轴承座23上；铝型材31上固定连接直角支架24和角件25，直角支架24和角件25均固定在轴承座23上，轴承座23固定在水平滑台3的连接件20上。
[0009]所述水平滑台3包括摇把18，摇把18固定连接在水平丝杠16的端部，水平丝杠16与水平丝杠螺母17配合构成滚珠丝杠副，水平丝杠螺母17与连接件20固定连接，连接件20固定连接在水平滑块15上，水平滑块15与水平直线导轨22配合构成滚动直线导轨畐0，水平直线导轨22固定在型材21上，型材21两端分别固定连接在前轴承座14和后轴承座19上；水平丝杠16通过前后两个圆锥滚子轴承正装进行定位,前轴承座14和后轴承座19均固定在工业铝型材框架I上。
[0010]所述竖直丝杠32下端安装有两个面对面布置的角接触球轴承38，上方的角接触球轴承38的内圈的上端面紧靠在竖直丝杠32的轴肩上，下方的角接触球轴承38的内圈的下端面紧靠在套筒39上，采用两个圆螺母41向上压紧套筒39，上轴承端盖37的止口压在上方的角接触球轴承38的外圈的上端面上，下轴承端盖40的止口压在下方的角接触球轴承38的外圈的下端面上，上轴承端盖37和下轴承端盖40均固定在轴承座23上。
[0011]与现有技术相比，本实用新型具有如下显而易见的突出特点:
[0012]1、该测量装置采用两台位置相对固定的CXD摄像机7，取得锻件端面的图像对，经过工控机12的处理，得到锻件直径。实现了自由锻件径向尺寸的非接触在线实时测量，而且响应快。
[0013]2、该测量装置主要框架的基本构件均采用轻质的工业铝型材，减少了加工量，实现了轻量化。
[0014]3、本实用新型采用复合脚轮13，可以实现该测量装置整体的移动和稳定可靠地固定支撑，也实现了 CXD摄像机7在前后方向和左右方向的位置的大距离调整；采用竖直滑台可以方便灵活地实现CXD摄像机7在竖直方向的位置的调整，采用水平滑台可以方便灵活地实现CXD摄像机7在前后方向的位置的小距离调整，通过将CXD摄像机7固定在轻质铝型材5上不同位置，可以实现CXD摄像机7在左右方向的位置的小距离调整。所以该测量装置既能稳定可靠地固定，又能方便灵活地调整摄像测量的方位，从而适应不同尺寸的锻件的测量，并提高测量精度，保证测量稳定可靠。
[0015]4、采用将直线导轨布置在轻质铝型材两侧的竖直滑台和水平滑台，使该测量装置结构简单，轻量。将水平滑台安装在竖直滑台下端，降低了整个装置的重心，相比已有的装置，减少了悬臂梁的不利影响，保证了整个装置的稳定性，从而保证了该装置的测量精度。
[0016]5、可以通过复合脚轮13的高低调节脚将整个测量装置稳定可靠地支撑起来，并通过调整复合脚轮13的高低调节脚使轻质铝型材5水平，从而保证CXD摄像机7水平，提高了测量精度，且稳定可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的总体结构示意图。
[0018]图2是本实用新型的水平滑台与竖直滑台的组合件的结构示意图。
[0019]图3是本实用新型的竖直丝杠的固定端的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型作详细描述:
[0021]参照图1、图2，一种端面圆类自由锻件径向尺寸检测装置，包括两台CXD摄像机7，两台CXD摄像机7分别固定在轻质铝型材5的端头上，CXD摄像机7下面的轻质铝型材5上固定连接着两个刻度环8 ;轻质铝型材5中部固定在竖直滑台6上的连接板27上，竖直滑台6下端固定在水平滑台3上，水平滑台3固定在工业铝型材框架I上；
[0022]所述工业铝型材框架I底部四角上固定连接四个复合脚轮13 ;工业铝型材框架I内放置着工控机12，工控机12与液晶显示屏9和放置在键盘抽屉11上的键盘连接，液晶显示屏9固定在上板10上，上板10和键盘抽屉11均固定在工业铝型材框架I上；工控机12的两个输入/输出端分别与两台CCD摄像机7的输入/输出端连接；工控机12的另一个输入/输出端与交流伺服驱动器2的一个输入/输出端连接，交流伺服驱动器2的输出端与竖直滑台6的交流伺服电机35的控制端连接。
[0023]所述竖直滑台6包括交流伺服电机35，交流伺服电机35固定在电机安装座34上，电机安装座34固定在铝型材31端部；电机安装座34上固定连接强力直角支架36，强力直角支架36固定连接在铝型材31上，交流伺服电机35的输出轴通过联轴器33与竖直丝杠32连接，竖直丝杠32与竖直丝杠螺母28配合构成滚珠丝杠副，竖直丝杠螺母28与连接板27固定连接，连接板27固定连接在型材26上，型材26固定连接在竖直滑块29上，竖直滑块29与竖直直线导轨30配合构成滚动直线导轨副，竖直直线导轨30固定在铝型材31上，铝型材31固定连接在轴承座23上；铝型材31上固定连接直角支架24和角件25，直角支架24和角件25均固定在轴承座23上，轴承座23固定在水平滑台3的连接件20上。
[0024]所述水平滑台3包括摇把18，摇把18固定连接在水平丝杠16的端部，水平丝杠16与水平丝杠螺母17配合构成滚珠丝杠副，水平丝杠螺母17与连接件20固定连接，连接件20固定连接在水平滑块15上，水平滑块15与水平直线导轨22配合构成滚动直线导轨畐0，水平直线导轨22固定在型材21上，型材21两端分别固定连接在前轴承座14和后轴承座19上；水平丝杠16通过前后两个圆锥滚子轴承正装进行定位,前轴承座14和后轴承座19均固定在工业铝型材框架I上。
[0025]参照图2、图3，所述竖直丝杠32下端安装有两个面对面布置的角接触球轴承38，上方的角接触球轴承38的内圈的上端面紧靠在竖直丝杠32的轴肩上，下方的角接触球轴承38的内圈的下端面紧靠在套筒39上，采用两个圆螺母41向上压紧套筒39，实现了两个角接触球轴承38在竖直丝杠32上的轴向定位。上轴承端盖37的止口压在上方的角接触球轴承38的外圈的上端面上，下轴承端盖40的止口压在下方的角接触球轴承38的外圈的下端面上，上轴承端盖37和下轴承端盖40均固定在轴承座23上，这样就实现了竖直丝杠32的定位。
[0026]本实用新型的工作原理为:
[0027]推动该测量装置到达被测锻件一定距离处，通过工控机12向两台位置相对固定的CXD摄像机7发出控制信号，CXD摄像机7拍摄得到锻件端面的图像。通过人力推动整个测量装置实现C⑶摄像机7在前后方向和左右方向的位置的大距离调整；通过工控机12向交流伺服驱动器2发出控制信号，交流伺服驱动器2驱动交流伺服电机35，交流伺服电机35带动竖直丝杠32转动，从而实现轻质铝型材5在竖直方向的运动，调整CXD摄像机7在竖直方向的位置；通过手动转动摇把18，摇把18带动水平丝杠16转动，从而实现竖直滑台6的前后运动，实现CXD摄像机7在前后方向的位置的小距离调整；通过将刻度环8和CXD摄像机7固定在轻质铝型材5上不同位置，实现CXD摄像机7在左右方向的相对位置的小距离调整；通过转动CXD摄像机7调整两台摄像机光轴的夹角，并通过刻度环8获得两台摄像机光轴之间的夹角。经过上述调整，使两台CCD摄像机7拍摄得到最佳的锻件端面的图像对，此时，通过复合脚轮13的高低调节脚将整个测量装置稳定可靠地支撑起来，并通过调整复合脚轮13的高低调节脚使轻质铝型材5水平，从而保证CCD摄像机7水平，提高测量精度。CCD摄像机7将得到的图像对传输给工控机12进行处理最终得到锻件直径。
【权利要求】
1.一种端面圆类自由锻件径向尺寸检测装置，包括两台CXD摄像机(7)，其特征在于:两台CCD摄像机(7)分别固定在轻质铝型材(5)的端头上，CCD摄像机(7)下面的轻质铝型材(5)上固定连接着两个刻度环(8);轻质铝型材(5)中部固定在竖直滑台(6)上的连接板(27)上，竖直滑台(6)下端固定在水平滑台(3)上，水平滑台(3)固定在工业铝型材框架⑴上； 所述工业铝型材框架(I)底部四角上固定连接四个复合脚轮(13);工业铝型材框架(I)内放置着工控机(12)，工控机(12)与液晶显示屏(9)和放置在键盘抽屉(11)上的键盘连接，液晶显示屏(9)固定在上板(10)上，上板(10)和键盘抽屉(11)均固定在工业铝型材框架⑴上；工控机(12)的两个输入/输出端分别与两台CCD摄像机(7)的输入/输出端连接；工控机(12)的另一个输入/输出端与交流伺服驱动器(2)的一个输入/输出端连接，交流伺服驱动器(2)的输出端与竖直滑台(6)的交流伺服电机(35)的控制端连接。
2.根据权利要求1所述的一种端面圆类自由锻件径向尺寸检测装置，其特征在于:所述竖直滑台(6)包括交流伺服电机(35)，交流伺服电机(35)固定在电机安装座(34)上，电机安装座(34)固定在铝型材(31)端部；电机安装座(34)上固定连接强力直角支架(36)，强力直角支架(36)固定连接在铝型材(31)上，交流伺服电机(35)的输出轴通过联轴器(33)与竖直丝杠(32)连接，竖直丝杠(32)与竖直丝杠螺母(28)配合构成滚珠丝杠副，竖直丝杠螺母(28)与连接板(27)固定连接，连接板(27)固定连接在型材(26)上，型材(26)固定连接在竖直滑块(29)上，竖直滑块(29)与竖直直线导轨(30)配合构成滚动直线导轨畐0，竖直直线导轨(30)固定在铝型材(31)上，铝型材(31)固定连接在轴承座(23)上；铝型材(31)上固定连接直角支架(24)和角件(25)，直角支架(24)和角件(25)均固定在轴承座(23)上，轴承座(23固定)在水平滑台(3)的连接件(20)上。
3.根据权利要求1所述的一种端面圆类自由锻件径向尺寸检测装置，其特征在于:所述水平滑台(3)包括摇把(18)，摇把(18)固定连接在水平丝杠(16)的端部，水平丝杠(16)与水平丝杠螺母(17)配合构成滚珠丝杠副，水平丝杠螺母(17)与连接件(20)固定连接，连接件(20)固定连接在水平滑块(15)上，水平滑块(15)与水平直线导轨(22)配合构成滚动直线导轨副，水平直线导轨(22)固定在型材(21)上，型材(21)两端分别固定连接在前轴承座(14)和后轴承座(19)上；水平丝杠(16)通过前后两个圆锥滚子轴承正装进行定位，前轴承座(14)和后轴承座(19)均固定在工业铝型材框架(I)上。
4.根据权利要求2所述的一种端面圆类自由锻件径向尺寸检测装置，其特征在于:所述竖直丝杠(32)下端安装有两个面对面布置的角接触球轴承(38)，上方的角接触球轴承(38)的内圈的上端面紧靠在竖直丝杠(32)的轴肩上，下方的角接触球轴承(38)的内圈的下端面紧靠在套筒(39)上，采用两个圆螺母(41)向上压紧套筒(39)，上轴承端盖(37)的止口压在上方的角接触球轴承(38)的外圈的上端面上，下轴承端盖(40)的止口压在下方的角接触球轴承(38)的外圈的下端面上，上轴承端盖(37)和下轴承端盖(40)均固定在轴承座(23)上。
【文档编号】G01B11/08GK204177344SQ201420644508
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】赵升吨, 蔡后勇, 梁锦涛, 陈超, 崔敏超, 景飞 申请人:西安交通大学