一种类圆柱体衡重设备及衡重方法与流程

1.本发明涉及类圆柱体的衡重技术领域，具体为一种类圆柱体衡重设备及衡重方法。


背景技术：

2.衡重是产品生产中的重要指标，对产品的性能起到关键的作用。过去产品的衡重主要使用制式衡重工装测量类圆柱体的下移量y、位移量z，制式衡重工装与产品相连接，在水池中操作，计算得到的下移量y、位移量z数据还需去除制式衡重工装重量，准确度不高。过去使用吊式测量方法，及使用吊带或钢绳测量产品的重心距离x，操作麻烦，准确度不高。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术中存在的不足，发明人进一步的设计研究，使用支点衡重的方法测量类圆柱体的重量值，根据力矩平衡原理式计算类圆柱体的下移量y和位移量z，测量重复性好，结果精度高。使用两支点衡重方法测量类圆柱体的重量值，并计算类圆柱体的重心距离x，可调节调节第二支撑板的高度，保证类圆柱体处于水平状态，消除了过去吊式测量容易引起的吊带宽度和垂直度视觉造成的测量误差，有利于提高后续的类圆柱体产品一致性，保证其性能稳定可靠。
4.具体的，本发明提供了一种类圆柱体衡重设备及衡重方法。
5.本发明的目的是这样实现的：
6.一种类圆柱体衡重设备，包括第一衡重设备和第二衡重设备，其中：
7.所述第一衡重设备包括放置于基准平台上的第一底座，所述第一底座上表面边沿处设置有多个第一托利多传感器，所述第一托利多传感器上设置有第一固定板，所述第一固定板上固定着支座，所述支座的上方设置有顶尖，所述顶尖的上方圆孔台中放置有钢珠，所述钢珠上支撑着第一支撑板。
8.所述第二衡重设备包括放置于基准平台上的第二底座，所述第二底座的两短边下表面对称设置有加强条，所述第二底座的两长边上表面对称设置有第二托利多传感器，所述第二托利多传感器上设置有第二固定板，所述第二固定板上固定着支板，所述支板上垂直连接着第二支撑板，其中一所述第二支撑板的外侧设置有定位板。
9.进一步的，所述第一托利多传感器均匀的分布于第一底座上方边沿处，且所述第一托利多传感器上连接有第一显示表。所述支座与顶尖之间通过螺纹连接。
10.进一步的，所述第一支撑板的下表面设置有均匀分布的并与钢珠对接的定位孔，所述定位孔为90度沉孔。
11.进一步的，所述第二托利多传感器上连接有第二显示表。所述第二支撑板的内侧设置有安装孔，所述两块对称设置的第二支撑板之间通过安装孔安装着连接装置。连接着所述定位板的第二支撑板的底部两端设置有螺纹孔，通过螺钉可调节该第二支撑板的高度。
12.进一步的，所述定位板通过连接件安装于第二支撑板上，所述定位板垂直于支板，高于第二支撑板，为窄长条状。所述第二支撑板的上方为弧形刀口状。
13.一种类圆柱体衡重方法，包括类圆柱体的下移量y和位移量z的确定，以及类圆柱体的重心距离x的确定。
14.所述类圆柱体的下移量y和位移量z的确定步骤为：
15.用基准平台找平，将第一衡重设备放置于基准平台上，将第一托利多传感器去皮置零，将需要测量的类圆柱体放置于第一衡重设备第一支撑板上，通过钢珠在顶尖圆台孔中的小范围移动，使钢珠自动找正第一支撑板上的定位孔。
16.以基准平台作为检测基准，以顶尖为支点，用多个百分表检测各支点上方的类圆柱体底部端面，并通过上下调节顶尖来调整类圆柱体底部端面的水平高度，使类圆柱体的底部端面与基准平台保持水平，当各百分表上的数据两两相差不超过0.01mm时，读取第一显示表上的重量值，并根据力矩平衡原理式计算得出类圆柱体的下移量y和位移量z。
17.所述类圆柱体的重心距离x的确定步骤为：
18.用基准平台找平，将第二衡重设备放置于基准平台上，分别对各第二托利多传感器进行去皮置零，将连接装置安装于两块第二支撑板之间，以两块第二支撑板为支点，将需要测量的类圆柱体水平放置于两块第二支撑板上，调节连接着定位板的第二支撑板的高度，使类圆柱体中心轴线与基准平台保持水平，拆除连接装置，读取第二显示表上的重量值，并通过该数值计算出类圆柱体的重心距离x。
19.进一步的，当所述第一底座上方边沿处固定有三个第一托利多传感器时，所述类圆柱体的下移量y根据力矩平衡原理式1计算得出。
20.式1
[0021][0022]
由式1可得：
[0023][0024]
所述类圆柱体的位移量z根据力矩平衡原理式2计算的出。
[0025]
式2
[0026]
(gya
‑
ia)z+(gyb
‑
ib)(r*cos(30)+z)＝(gyc
‑
ic)(r*cos(30)
‑
z)
[0027]
由式2可得：
[0028][0029]
其中，式1和式2中的gya、gyb和gyc分别为三个第一显示表上的重量值。以三个支点做圆，r为圆半径，且长为257.5。ia为第一支撑板的重量的三分之一，ia＝ib＝ic。
[0030]
进一步的，所述类圆柱体的重心距离x的计算式为式3。
[0031]
式3
[0032][0033]
其中，式3中的gxa和gxb分别为两个第二显示表上的重量值，374.5为两块第二支
撑板之间的距离，25.75为连接着定位板的第二支撑板与定位板之间的距离。
[0034]
进一步的，所述类圆柱体的重心距离x测量过程中，所述类圆柱体的放置不能超过定位板。
[0035]
本发明的工作原理：
[0036]
利用基准平台保证第一衡重设备和第二衡重设备的水平度。
[0037]
将第一托利多传感器均匀的分布于第一底座上方边沿处并固定，同时在所述第一底座上表面边沿处形成支点，由于各支点无法移动，受力均匀，所以该第一衡重设备的测量重复性好，结果精度高。同时，利用顶尖上的圆台孔里的钢珠可以自动找正第一支撑板下表面定位孔的优点，消除了第一托利多传感器因受力不垂直而存在的侧向摩擦力，使衡重更加稳定准确。
[0038]
第二衡重设备中的加强条能够保证类圆柱体放置后，重心落在加强条上，防止第二衡重设备失衡翻倒。在类圆柱体测量时，两个第二托利多传感器会因类圆柱体本身重量而下沉变形，连接装置的利用可避免因第二托利多传感器下沉变形而导致的两块第二支撑板之间的距离改变。同时，保证了两个第二托利多传感器支点的同轴度，去除了第二托利多传感器在水平方向上产生的摩擦力，从而提高测量值的精准度及计算结果的准确性。由于类圆柱体放置时存在向前的倾力，使传感器产生扭矩，衡重的重量会小于实际重量，所以利用螺钉和连接着定位板的第二支撑板底部两端的螺纹孔调节连接着定位板的第二支撑板的高度，确保两个第二托利多传感器处于同一平面减小这种误差。
[0039]
本发明的有益效果：
[0040]
该衡重设备里面所用传感器均为托利多传感器，托利多传感器的耐冲击性较强。
[0041]
利用第一衡重设备支点衡重的方法测量类圆柱体的重量值，根据力矩平衡原理式计算类圆柱体的下移量y和位移量z，在第一衡重设备上将同一类圆柱体分别旋转120度和240度得到的下移量y和位移量z数据误差在0.1～0.2mm之间，测量结果稳定准确，测量重复性好，提高了类圆柱体产品检测效率，便于后续类圆柱体产品的配重，从而提高类圆柱体产品的生产效率。
[0042]
利用第二衡重设备支点衡重的方法测量类圆柱体的重量值，并计算类圆柱体的重心距离x，该测量方法可调节第二支撑板的高度，保证类圆柱体处于水平状态，消除了过去吊式测量容易引起的吊带宽度和垂直度视觉造成的测量误差，有利于提高后续的类圆柱体产品一致性，保证其性能稳定可靠。
附图说明
[0043]
图1为本发明第一衡重设备整体结构示意图。
[0044]
图2为本发明第一衡重设备不带支撑板结构示意图。
[0045]
图3为本发明载有类圆柱体的第一衡重设备结构示意图。
[0046]
图4为图2中的a部放大图。
[0047]
图5为本发明第一衡重设备测试原理平面图。
[0048]
图6为本发明第二衡重设备整体结构示意图。
[0049]
图7为本发明载有类圆柱体的第二衡重设备结构示意图。
[0050]
图8为本发明第二衡重设备测试原理平面图。
[0051]
其中，1—第一衡重设备，11—第一底座，12—第一托利多传感器，13—第一固定板，14—支座，15—顶尖，16—圆孔台，17—钢珠，18—第一支撑板，19—第一显示表，2—第二衡重设备，21—第二底座，22—加强条，23—第二托利多传感器，24—第二固定板，25—支板，26—第二支撑板，27—定位板，28—第二显示表，29—连接装置，291—螺纹孔，292—连接件，3—类圆柱体。
具体实施方式
[0052]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面参照附图并结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0053]
一种类圆柱体衡重设备，包括第一衡重设备1和第二衡重设备2，其中：
[0054]
如图1～4所示，所述第一衡重设备1包括放置于基准平台上的第一底座11，所述第一底座11上表面边沿处设置有多个第一托利多传感器12，所述第一托利多传感器12上设置有第一固定板13，所述第一固定板13上固定着支座14，所述支座14的上方设置有顶尖15，所述顶尖15的上方圆孔台16中放置有钢珠17，所述钢珠17上支撑着第一支撑板18。
[0055]
所述第一托利多传感器12均匀的分布于第一底座11上方边沿处，且所述第一托利多传感器12上连接有第一显示表19。
[0056]
所述支座14与顶尖15之间通过螺纹连接。
[0057]
所述第一支撑板18的下表面设置有均匀分布的并与钢珠17对接的定位孔，所述定位孔为90度沉孔。
[0058]
所述第一固定板13与支座14之间通过螺钉、垫圈和弹簧垫圈固定。
[0059]
如图6～7所示，所述第二衡重设备2包括放置于基准平台上的第二底座21，所述第二底座21的两短边下表面对称设置有加强条22，所述第二底座21的两长边上表面对称设置有第二托利多传感器23，所述第二托利多传感器23上设置有第二固定板24，所述第二固定板24上固定着支板25，所述支板25上垂直连接着第二支撑板26，其中一所述第二支撑板26的外侧设置有定位板27。
[0060]
所述第二托利多传感器23上连接有第二显示表28。
[0061]
所述第二支撑板26的内侧设置有安装孔，所述两块对称设置的第二支撑板26之间通过安装孔安装着连接装置29。
[0062]
连接着所述定位板27的第二支撑板26的底部两端设置有螺纹孔291，通过螺钉可调节该第二支撑板26的高度。
[0063]
所述第二支撑板26的上方为弧形刀口状。
[0064]
所述定位板27通过连接件292安装于第二支撑板26上，所述定位板27垂直于支板25，高于第二支撑板26，为窄长条状。
[0065]
实施例
[0066]
用基准平台找平，将第一衡重设备1放置于基准平台上，将三个第一托利多传感器12去皮置零，将需要测量的类圆柱体3放置于第一衡重设备1第一支撑板18上，通过钢珠17在顶尖15圆台孔16中的小范围移动，使钢珠17自动找正第一支撑板18上的定位孔。
[0067]
以基准平台作为检测基准，以顶尖15为支点，用三个百分表检测各支点上方的类圆柱体3底部端面，并通过上下调节顶尖15来调整类圆柱体3底部端面的水平高度，使类圆柱体3的底部端面与基准平台保持水平，当三个百分表上的数据两两相差不超过0.01mm时，读取第一显示表19上的重量值，并根据力矩平衡原理式计算得出类圆柱体3的下移量y和位移量z。
[0068]
如图5所示，所述类圆柱体3的下移量y根据力矩平衡原理式1计算的出。
[0069]
式1
[0070][0071]
由式1可得：
[0072][0073]
所述类圆柱体3的位移量z根据力矩平衡原理式2计算的出。
[0074]
式2
[0075]
(gya
‑
ia)z+(gyb
‑
ib)(r*cos(30)+z)＝(gyc
‑
ic)(r*cos(30)
‑
z)
[0076]
由式2可得：
[0077][0078]
其中，式1和式2中的gya、gyb和gyc分别为三个第一显示表19上的重量值。以三个支点做圆，r为圆半径，且长为257.5。ia为第一支撑板18的重量的三分之一，ia＝ib＝ic。
[0079]
用基准平台找平，将第二衡重设备2放置于基准平台上，分别对各两个第二托利多传感器23进行去皮置零，将连接装置29安装于两块第二支撑板26之间，以两块第二支撑板26为支点，将需要测量的类圆柱体3水平放置于两块第二支撑板26上，调节连接着定位板27的第二支撑板26的高度，使类圆柱体3中心轴线与基准平台保持水平，拆除连接装置29，读取第二显示表28上的重量值，并通过该数值计算出类圆柱体3的重心距离x。
[0080]
如图7所示，所述类圆柱体3的重心距离x测量过程中，所述类圆柱体3的放置不能超过定位板27。
[0081]
如图8所示，所述类圆柱体3的重心距离x的计算式为式3。
[0082]
式3
[0083][0084]
其中，式3中的gxa和gxb分别为两个第二显示表28上的重量值，374.5为两块第二支撑板26之间的距离，25.75为连接着定位板27的第二支撑板26与定位板27之间的距离。
[0085]
所述基准平台采用零级平板制作而成，保证基准平台水平度不超过0.04mm。
[0086]
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。