直径抓取和测量装置及其测量方法
【专利摘要】本发明提供一种直径抓取和测量装置及其测量方法，直径抓取和测量装置包括：测量模块、底板、位于该底板上的贯穿孔、位于该底板上的有料感应器和旋转模块、旋转固定板、第一抓料装置和第二抓料装置；旋转模块带动旋转固定板转动，使得第一抓料装置和第二抓料装置在上料工位和下料工位之间转换；第一抓料装置和第二抓料装置依序抓取被测物的圆柱至第一驱动装置和第二驱动装置夹持，位移传感器测量被测物的圆柱的直径。本发明无需人工采用卡尺来进行圆形外径检测，以伺服电机作为驱动，外置高精度光栅尺作为全闭环输出信号，保证了输出测量值的精准；有效的节省了生产成本，并提高自动化的检测程度，有利于提高工厂全自动化生产水平程度。
【专利说明】
直径抓取和测量装置及其测量方法
技术领域
[0001] 本发明属于测量技术领域，尤其涉及一种直径抓取和测量装置及其测量方法。
【背景技术】
[0002] 随着现在工厂生产的自动化程度不断提高，为提高生产效率，自动生产线所占比 例越来越大，在一些精密电子元器件生产过程中需要严格管控产品的外径精度尺寸。大多 数圆形产品的外径测量通常是人工用卡尺来进行手动测量，在产品进行大批量生产的过程 中，人工用卡尺来测量的方法已经无法满足生产的需求，且人采用卡尺测量的人力成本较 高，无法满足工厂自动化大批量生产中对产品外径尺寸的测量。
[0003] 故，有必要设计一种直径测量装置。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种有效的节省了生产成本、并提高自动化的检测程度的 直径抓取和测量装置及其测量方法。
[0005] 本发明提供一种直径抓取和测量装置，用于对被测物的圆柱进行测量，其包括:测 量模块、底板、位于该底板上的且用于收容被测物的圆柱的贯穿孔、位于该底板上的有料感 应器和旋转模块、由旋转模块支撑的旋转固定板、位于该旋转固定板两端的第一抓料装置 和第二抓料装置;其中，测量模块包括:第一支撑板、位于该第一支撑板上的第一电缸、固定 该第一电缸上的第二支撑板、固定连接在该第二支撑板上且相对设置的第一驱动装置和第 二驱动装置、以及连接在该第一驱动装置和第二驱动装置之间的位移传感器;旋转模块带 动旋转固定板转动，使得第一抓料装置和第二抓料装置在上料工位和下料工位之间转换； 第一抓料装置和第二抓料装置依序抓取被测物的圆柱至第一驱动装置和第二驱动装置夹 持，位移传感器测量被测物的圆柱的直径。
[0006] 优选地，所述贯穿孔位于下料工位的下方。
[0007] 优选地，还包括带刹车的伺服电机、以及固定在该伺服电机上的第一直线导轨和 第二直线导轨，所述测量模块滑动连接在该第一直线导轨和第二直线导轨上。
[0008] 优选地，还包括支撑和固定连接所述伺服电机、第二和第二直线导轨的固定底座， 所述底板承载该固定底座。
[0009] 优选地，所述第一支撑板固定在所述第一直线导轨和第二直线导轨上。
[0010]优选地，所述第一抓料装置包括:垂直固定在旋转固定板一端的第一转接板、固定 在该第一转接板上的第一夹持气缸、固定连接在该第一夹持气缸上且位于该第一转接板一 侧的两第一导柱导套、固定连接在该第一夹持气缸上且位于该第一转接板另一侧的两第一 治具夹爪、以及位于每个第一治具夹爪上且相对设置的第一硅胶垫。
[0011]优选地，第二抓料装置包括：固定在旋转固定板另一端的第二转接板、固定在该第 二转接板上的第二夹持气缸、固定连接在该第二夹持气缸上且位于该第二转接板一侧的两 第二导柱导套、固定连接在该第二夹持气缸上且位于该第二转接板另一侧的两第二治具夹 爪、以及位于每个第二治具夹爪上且相对设置的第二硅胶垫。
[0012] 优选地，所述第一驱动装置包括:固定连接在第二支撑板一侧的第二电缸、固定连 接在该第二气缸上的第一导向固定板、连接在该第一导向固定板上的两第一直线轴承和位 于该两第一直线轴承之间的第一笔型气缸、位于每个第一直线轴承内的导柱、固定连接在 该第二电缸上的且与该第一导向固定板相对设置的第一夹持治具、以及连接在该第一夹持 治具和两第一直线轴承之间的两第一弹簧。
[0013] 优选地，所述第二驱动装置包括:固定连接在第二支撑板另一侧的第三电缸、固定 连接在该第三电缸上的第二导向固定板、连接在该第二导向固定板上的两第二直线轴承和 位于该两第二直线轴承之间的第二笔型气缸、位于每个第二直线轴承内的导柱、固定连接 在该第三电缸上的且与该第二导向固定板相对设置的第二夹持治具、以及连接在该第二夹 持治具和两第二直线轴承之间的两第二弹簧;所述位移传感器连接第一驱动装置的第一夹 持治具和第二驱动装置的第二夹持治具之间。
[0014] 本发明又提供一种直径抓取和测量装置的测量方法，包括如下步骤：
[0015] 第一:第一抓料装置处于上料工位，第二抓料装置处于下料工位，第一抓料装置自 动抓取流水线上的被测物的圆柱；
[0016] 第二:旋转模块带到旋转固定板转动，第一抓料装置带到被测物的圆柱旋转至下 料工位，第二抓料装置处于上料工位；
[0017]第三:被测物体的圆柱由第一抓料装置带动至测量模块，被测物的圆柱同时由第 一驱动装置和第二驱动装置夹持，位移传感器对被测物的圆柱进行直径自动测量，并输出 测量数据;同时，第二抓料装置自动抓取流水线上的被测物的圆柱；
[0018] 第四：完成测量后，第一抓料装置、第一驱动装置和第二驱动装置同时松开被测物 的圆柱，圆柱掉入贯穿孔内；
[0019] 第五:旋转模块带到旋转固定板转动，第一抓料装置从下料工位转动至上料工位； 同时，第二抓料装置带下一个被测物的圆柱至下料工位；
[0020] 第六:重复上述第一至第五的循环动作。
[0021] 本发明无需人工采用卡尺来进行圆形外径检测，以伺服电机作为驱动，外置高精 度光栅尺作为全闭环输出信号，保证了输出测量值的精准;第一夹持治具和第二夹持治具 通过自动夹持圆柱外径尺寸自动输出测量外径值;在产品进行大批量生产并检测过程中， 可实现各种过程控制，数据自动上传共享，在整个工业自动化生产中减少了人力的操作，有 效的节省了生产成本，并提高自动化的检测程度，有利于提高工厂全自动化生产水平程度。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明直径抓取和测量装置的部分结构示意图；
[0023] 图2为图1所示直径抓取和测量装置的测量模块的俯视图；
[0024] 图3为图1所示直径抓取和测量装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025] 本发明揭示一种直径抓取和测量装置，用于对被测物的圆柱100直径在01-0100酿 之间进行测量。
[0026] 请参阅图1至图3所示，本直径抓取和测量装置包括:带刹车的伺服电机1、固定在 该伺服电机上的第一直线导轨2和第二直线导轨3、在该第一直线导轨2和第二直线导轨3上 滑动连接的测量模块4、支撑固定连接该伺服电机1和直线导轨2、3的固定底座5、承载该固 定底座5的底板6、位于该底板6上的且用于收容被测物的圆柱100的贯穿孔20、位于该底板6 上的有料感应器7和旋转模块8、由旋转模块8支撑的旋转固定板9、位于该旋转固定板9两端 的第一抓料装置和第二抓料装置。其中，旋转模块8带动旋转固定板9转动，使得第一抓料装 置和第二抓料装置在上料工位和下料工位之间转换;贯穿孔20设置在下料工位的下方。
[0027] 有料感应器7检测到待测区域被测物的圆柱100,并给出有料感应信号。
[0028] 其中，第一抓料装置和第二抓料装置的结构相同、且相对设置。
[0029] 第一抓料装置包括:垂直固定在旋转固定板9 一端的第一转接板10、固定在该第一 转接板10上的第一夹持气缸12、固定连接在该第一夹持气缸12上且位于该第一转接板10- 侧的两第一导柱导套14、固定连接在该第一夹持气缸12上且位于该第一转接板10另一侧的 两第一治具夹爪16、以及位于每个第一治具夹爪16上且相对设置的第一硅胶垫18。通过该 第一硅胶垫18夹持被测物的圆柱100至测量模块4上进行直径的测量。
[0030] 第二抓料装置包括：固定在旋转固定板9另一端的第二转接板11、固定在该第二转 接板11上的第二夹持气缸13、固定连接在该第二夹持气缸13上且位于该第二转接板11 一侧 的两第二导柱导套15、固定连接在该第二夹持气缸13上且位于该第二转接板11另一侧的两 第二治具夹爪17、以及位于每个第二治具夹爪17上且相对设置的第二硅胶垫19。通过该第 二硅胶垫19夹持被测物的圆柱100至测量模块4上进行直径的测量。
[0031] 硅胶垫18、19贴在对应的治具夹爪16、17上，第一治具夹爪16固定在第一夹持气缸 12的滑块上，第二治具夹爪17固定在第二夹持气缸13的滑块上，第一夹持气缸12通过固定 在第一转接板10的气缸和第一导柱导套14,第二夹持气缸13通过固定在第二转接板11的气 缸和第二导柱导套15，可实现旋转切线方向的前后夹持运动。
[0032] 伺服电机1由防尘罩200罩设;第一直线导轨2和第二直线导轨3由防尘帘300部分 罩设。
[0033]测量模块4包括：固定在第一直线导轨2和第二直线导轨3上的第一支撑板41、位于 该第一支撑板41上的第一电缸42、固定该第一电缸42上的第二支撑板43、固定连接在该第 二支撑板43上且相对设置的第一驱动装置和第二驱动装置、以及连接在该第一驱动装置和 第二驱动装置之间的位移传感器46。
[0034]其中，第一驱动装置和第二驱动装置的结构相同、且相对设置。
[0035]第一驱动装置包括：固定连接在第二支撑板43-侧的第二电缸44、固定连接在该 第二气缸44上的第一导向固定板441、连接在该第一导向固定板441上的两第一直线轴承 442和位于该两第一直线轴承442之间的第一笔型气缸443、位于每个第一直线轴承442内的 导柱444、固定连接在该第二电缸44上的且与该第一导向固定板441相对设置的第一夹持治 具445、以及连接在该第一夹持治具445和两第一直线轴承442之间的两第一弹簧446。
[0036]第二驱动装置包括：固定连接在第二支撑板43另一侧的第三电缸45、固定连接在 该第三电缸45上的第二导向固定板451、连接在该第二导向固定板451上的两第二直线轴承 452和位于该两第二直线轴承452之间的第二笔型气缸
[0037] 453、位于每个第二直线轴承452内的导柱454、固定连接在该第三电缸45上的且与 该第二导向固定板451相对设置的第二夹持治具455、以及连接在该第二夹持治具454和两 第二直线轴承452之间的两第二弹簧456。
[0038]位移传感器46连接第一驱动装置的第一夹持治具445和第二驱动装置的第二夹持 治具455之间。
[0039] 在本发明中，位移传感器46具有10mm行程;第一电缸42、第二电缸44和第三电缸45 的作用是为了测量不同圆形大小的产品尺寸。第一夹持治具445和第二夹持治具455通过测 量模块4运动，运动至被测物的圆柱100测量位置，第一夹持治具445和第二夹持治具455夹 住被测物的圆柱100外径，当第一夹持治具445和第二夹持治具455同时夹住被测物的圆柱 100外轮廓时，第一弹簧446和第二弹簧456保持3_5mm的压缩量，位移传感器46处于一定压 缩并运动静止状态，此时位移传感器46读出数值。
[0040]旋转模块8由法兰盘（图未示)控制，法兰盘进行旋转运动时，旋转模块8带动旋转 固定板9转动，使得第一抓料装置和第二抓料装置在上料工位和下料工位之间转换。
[0041 ]工作时，在自动生产线上，通过软件程序控制，本直径抓取和测量装置的测量方 法，包括如下步骤：
[0042] 第一:第一抓料装置处于上料工位，第二抓料装置处于下料工位，第一抓料装置自 动抓取流水线上的被测物的圆柱100;
[0043] 第二:旋转模块8带到旋转固定板9转动，第一抓料装置带到被测物的圆柱100旋转 至下料工位，第二抓料装置处于上料工位；
[0044] 第三:被测物体的圆柱100由第一抓料装置带动至测量模块4，被测物的圆柱同时 由第一夹持治具445和第二夹持治具455夹持，并由位移传感器46对被测物的圆柱100进行 直径自动测量，并输出测量数据；同时，第二抓料装置自动抓取流水线上的被测物的圆柱 100；
[0045] 第四：完成测量后，第一抓料装置、第一夹持治具445和第二夹持治具455同时松开 被测物的圆柱100,圆柱掉入贯穿孔20内；
[0046]第五:旋转模块8带到旋转固定板9转动，第一抓料装置从下料工位转动至上料工 位;同时，第二抓料装置带下一个被测物的圆柱101至下料工位。
[0047] 第六:重复上述第一至第五的循环动作。
[0048] 本发明无需人工采用卡尺来进行圆形外径检测，以伺服电机作为驱动，外置高精 度光栅尺作为全闭环输出信号，保证了输出测量值的精准;第一夹持治具和第二夹持治具 通过自动夹持圆柱外径尺寸自动输出测量外径值;在产品进行大批量生产并检测过程中， 可实现各种过程控制，数据自动上传共享，在整个工业自动化生产中减少了人力的操作，有 效的节省了生产成本，并提高自动化的检测程度，有利于提高工厂全自动化生产水平程度。
[0049] 以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的典型实施 例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变 化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1. 一种直径抓取和测量装置，用于对被测物的圆柱进行测量，其特征在于，其包括：测 量模块、底板、位于该底板上的且用于收容被测物的圆柱的贯穿孔、位于该底板上的有料感 应器和旋转模块、由旋转模块支撑的旋转固定板、位于该旋转固定板两端的第一抓料装置 和第二抓料装置;其中，测量模块包括:第一支撑板、位于该第一支撑板上的第一电缸、固定 该第一电缸上的第二支撑板、固定连接在该第二支撑板上且相对设置的第一驱动装置和第 二驱动装置、以及连接在该第一驱动装置和第二驱动装置之间的位移传感器;旋转模块带 动旋转固定板转动，使得第一抓料装置和第二抓料装置在上料工位和下料工位之间转换； 第一抓料装置和第二抓料装置依序抓取被测物的圆柱至第一驱动装置和第二驱动装置夹 持，位移传感器测量被测物的圆柱的直径。2. 根据权利要求1所述的直径抓取和测量装置，其特征在于:所述贯穿孔位于下料工位 的下方。3. 根据权利要求1所述的直径抓取和测量装置，其特征在于：还包括带刹车的伺服电 机、以及固定在该伺服电机上的第一直线导轨和第二直线导轨，所述测量模块滑动连接在 该第一直线导轨和第二直线导轨上。4. 根据权利要求3所述的直径抓取和测量装置，其特征在于:还包括支撑和固定连接所 述伺服电机、第二和第二直线导轨的固定底座，所述底板承载该固定底座。5. 根据权利要求3所述的直径抓取和测量装置，其特征在于:所述第一支撑板固定在所 述第一直线导轨和第二直线导轨上。6. 根据权利要求1所述的直径抓取和测量装置，其特征在于:所述第一抓料装置包括： 垂直固定在旋转固定板一端的第一转接板、固定在该第一转接板上的第一夹持气缸、固定 连接在该第一夹持气缸上且位于该第一转接板一侧的两第一导柱导套、固定连接在该第一 夹持气缸上且位于该第一转接板另一侧的两第一治具夹爪、以及位于每个第一治具夹爪上 且相对设置的第一硅胶垫。7. 根据权利要求6所述的直径抓取和测量装置，其特征在于：第二抓料装置包括：固定 在旋转固定板另一端的第二转接板、固定在该第二转接板上的第二夹持气缸、固定连接在 该第二夹持气缸上且位于该第二转接板一侧的两第二导柱导套、固定连接在该第二夹持气 缸上且位于该第二转接板另一侧的两第二治具夹爪、以及位于每个第二治具夹爪上且相对 设置的第二硅胶垫。8. 根据权利要求1所述的直径抓取和测量装置，其特征在于:所述第一驱动装置包括： 固定连接在第二支撑板一侧的第二电缸、固定连接在该第二气缸上的第一导向固定板、连 接在该第一导向固定板上的两第一直线轴承和位于该两第一直线轴承之间的第一笔型气 缸、位于每个第一直线轴承内的导柱、固定连接在该第二电缸上的且与该第一导向固定板 相对设置的第一夹持治具、以及连接在该第一夹持治具和两第一直线轴承之间的两第一弹 簧。9. 根据权利要求8所述的直径抓取和测量装置，其特征在于:所述第二驱动装置包括： 固定连接在第二支撑板另一侧的第三电缸、固定连接在该第三电缸上的第二导向固定板、 连接在该第二导向固定板上的两第二直线轴承和位于该两第二直线轴承之间的第二笔型 气缸、位于每个第二直线轴承内的导柱、固定连接在该第三电缸上的且与该第二导向固定 板相对设置的第二夹持治具、以及连接在该第二夹持治具和两第二直线轴承之间的两第二 弹簧;所述位移传感器连接第一驱动装置的第一夹持治具和第二驱动装置的第二夹持治具 之间。10.根据权利要求1-9任一所述的直径抓取和测量装置的测量方法，其特征在于，包括 如下步骤： 第一:第一抓料装置处于上料工位，第二抓料装置处于下料工位，第一抓料装置自动抓 取流水线上的被测物的圆柱； 第二:旋转模块带到旋转固定板转动，第一抓料装置带到被测物的圆柱旋转至下料工 位，第二抓料装置处于上料工位； 第三:被测物体的圆柱由第一抓料装置带动至测量模块，被测物的圆柱同时由第一驱 动装置和第二驱动装置夹持，位移传感器对被测物的圆柱进行直径自动测量，并输出测量 数据;同时，第二抓料装置自动抓取流水线上的被测物的圆柱； 第四：完成测量后，第一抓料装置、第一驱动装置和第二驱动装置同时松开被测物的圆 柱，圆柱掉入贯穿孔内； 第五:旋转模块带到旋转固定板转动，第一抓料装置从下料工位转动至上料工位；同 时，第二抓料装置带下一个被测物的圆柱至下料工位； 第六:重复上述第一至第五的循环动作。
【文档编号】B65G47/90GK106017386SQ201610436077
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】陈亿
【申请人】苏州天准科技股份有限公司