一种自动量测精密尺寸的设备的制作方法

本实用新型涉及测量技术领域，特别涉及一种自动量测精密尺寸的设备。

背景技术：

目前国内市场上用于量测细小型零件的设备，多采用工业投影仪的方式进行测量。先对被测特征拍照，再将被测特征放大若干倍，然后在软体上通过计算得出特征的真实尺寸与理论尺寸的偏差。然而使用上述设备进行测量时，测量过程中零件实体特征在转换为图片特征后，容易失真，并且图片处理速度慢，对设备要求高，镜头等部件价格高，易损坏。或采用机械式高度规测试，直接在被测面上触测，采点位，但若是被测面为镜面，极易损伤工件。

由此可见，现有的针对细小型零件的量测设备存在量测效率低、误差率较高且不稳定、成本高、设备和测量工件容易损坏等缺陷。

技术实现要素：

针对上述现有量测设备存在的问题，本实用新型提供了一种自动量测精密尺寸的设备,其目的在于通过采用反射式激光的检测技术，直接扫射被测特征，根据不同特征反射波形的不同，分板波形数据，以达成量测的目的。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种自动量测精密尺寸的设备，其特征在于：包括送料机构、上料机构、旋转工作台、检测机构以及下料机构；

所述送料机构的输出端连接上料机构；送料机构用于将被测工件输送到上料机构上；

所述上料机构上设有上料吸头；上料吸头将被测工件从上料机构搬运到旋转工作台上；

所述旋转工作台位于上料机构远离送料机构的一侧；旋转工作台用于装夹被测工件；

所述检测机构上设有用于检测被测工件尺寸的激光检测器；激光检测器位于旋转工作台上方；

所述下料机构位于旋转工作台远离上料机构的一侧；下料机构用于分别将旋转工作台上的合格被测工件和不合格被测工件取下。

更进一步地，所述送料机构包括螺旋式振动送料部和蠕动式水平送料部；

所述螺旋式振动送料部包括圆振式振动器、位于圆振式振动器上方的放料盘；放料盘呈料斗状，放料盘内侧设有螺旋轨道，该螺旋轨道绕着放料盘内侧且由放料盘下部往上部盘绕，螺旋轨道的终端设有一个以上用于连接蠕动式水平送料部的接口。

所述蠕动式水平送料部包括直振式振动器、位于直振式振动器上方的出料双导轨；出料双导轨呈水平方向设置，出料双导轨的输入端连接放料盘的上部的接口，出料双导轨的输出端连接上料机构。

更进一步地，所述送料机构的下方设有起支撑作用的送料支架；送料支架上靠近地面的一端部设有用于调整送料支架支撑高度的高度调整脚杯。

更进一步地，所述上料机构包括切料装置和取料装置，切料装置与送料机构连接，取料装置与旋转工作台连接；取料装置将切料装置上的被测工件搬运到旋转工作台上。

更进一步地，所述切料装置包括切料底座以及安装在切料底座上的切料气缸、切料台、光纤头、挡料片；

切料气缸位于切料底座的一端，切料气缸的推杆位于切料台的一端上；

切料台与送料机构的出料双导轨连接，而挡料片位于切料台与出料双导轨之间，用于隔档出料双导轨上的被测工件；

光纤头装设在挡料片顶部，用于探测是否有物体送入；

切料台上远离切料气缸推杆的一端为取料位；被测工件输送到切料台后，由切料气缸上的推杆将其推送到取料位。

更进一步地，所述取料装置包括取料底座以及安装在取料底座上的取料气缸、第一磁耦气缸；

取料气缸位于上料吸头上方，而上料吸头安装在取料气缸上；取料气缸用于控制上料吸头吸附工作；

第一磁耦气缸用于驱动取料气缸左右运动，上料吸头随取料气缸运动，搬运被测工件到旋转工作台上。

更进一步地，所述旋转工作台呈圆盘形，旋转工作台的底部由上往下依次设有分割器和动力装置；旋转工作台顶部设有多个用于装夹被测工件的治具；

所述治具沿着旋转工作台的圆周均匀分布，且位于靠近外圆周的位置。

更进一步地，所述检测机构还有包括检测底座、直线电机、光电感应器以及高度调节板；高度调节板安装在检测底座的上部，而激光检测器滑动安装在高度调节板前端，直线电机安装在高度调节板侧端；

所述直线电机的输出轴与激光检测器连接，直线电机用于驱动激光检测器运动；

所述光电感应器与激光检测器连接，光电感应器用于控制激光检测器的扫描时间。

更进一步地，所述下料机构包括良品下料装置、第二磁耦气缸、不良品下料装置和下料支架；良品下料装置和不良品下料装置之间通过设置连接板连接；

第二磁耦气缸安装在下料支架的顶部，而连接板滑动安装在第二磁耦气缸的顶端。

更进一步地，所述良品下料装置上设有良品下料吸头，该良品下料吸头用于吸附位于旋转工作台上的经检测后发现合格的被测工件；

所述不良品装置上设有不良品下料吸头，该不良品下料吸头用于吸附位于旋转工作台上的经检测后发现不合格的被测工件。

采用本实用新型产生的有益效果：1、本实用新型采用反射式激光进行扫射检测，可对细小型工件进行检测，且检测精度高。

2、自动化阵列送料，真空吸附式上料，旋转工作台多工位同时工作，真空吸附式下料及分类，本实用新型的所有工序全自动进行，送料、上料、检测、下料之间的连接紧凑，加工效率高；下料的同时对被测工件进行良品分类，减少加工工序，减少加工成本。

3、本实用新型具有一定的柔性，可以快速切换生产机型，满足多样化、定制化、小批量的生产模式。

附图说明

图1为本实用新型设备的整体结构示意图。

图2为本实用新型送料机构的结构示意图。

图3为本实用新型送料机构的主视图。

图4为本实用新型上料机构的主视图。

图5为本实用新型上料机构的俯视图。

图6为本实用新型上料机构的左视图。

图7为本实用新型旋转工作台的结构示意图。

图8为本实用新型旋转工作台的主视图。

图9为本实用新型旋转工作台的俯视图。

图10为本实用新型检测机构的结构示意图。

图11为本实用新型检测机构的主视图。

图12为本实用新型检测机构的左视图。

图13为本实用新型下料机构的结构示意图。

图14为本实用新型下料机构的主视图。

图15为本实用新型下料机构的俯视图。

图16为本实用新型下料机构的左视图。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步具体说明。

如图1所示，本实用新型公开的一种自动量测精密尺寸的设备，采用反射式激光的检测技术对细小型零件的尺寸进行量测。该设备主要采用工控机6进行控制，实现自动化量测。自动量测精密尺寸的设备主要包括送料机构1、上料机构2、旋转工作台3、检测机构4、下料机构5，送料机构1、上料机构2、旋转工作台3以及下料机构5从右到左依次排列，其中检测机构4位于旋转工作台3上方。

如图2、图3所示，送料机构1用于输送被测工件，且使被测工件按顺序排列输送，其包括螺旋式振动送料部11和蠕动式水平送料部12。其中，螺旋式振动送料部11包括圆振式振动器111、位于圆振式振动器111上方的放料盘112，放料盘112呈料斗状，放料盘112内侧设有螺旋轨道，该螺旋轨道绕着放料盘112内侧且由放料盘112下部往上部盘绕，螺旋轨道的终端设有一个以上用于连接蠕动式水平送料部12的接口。蠕动式水平送料部12包括直振式振动器121、位于直振式振动器121上方的出料双导轨122，出料双导轨122呈水平方向设置，出料双导轨122的输入端连接放料盘112的上部的接口，出料双导轨122的输出端连接上料机构2。

螺旋式振动送料部11用于对零件进行自动定向排序。将被测工件放入放料盘112中，在放料盘112下方的圆振式振动器111的作用下，放料盘112作扭转式上下振动，使被测工件沿着螺旋轨道由低到高移动，并自动排列定向，直至上部的接口而进入出料双导轨122。

蠕动式水平送料部12用于输送排列姿态正确的被测工件，以便与检测机构4检测被测工件。蠕动式水平送料部12上的出料双导轨122是根据被测工件的结构制造的特征轨道，采用共振原理进行输送和筛选。由于被测工件与振动器的振幅不同，在直振式振动器121的作用下，被测工件在出料双导轨122中运行，通过轨道不同的面，对被测工件进行多次位置调整与筛选，最终将姿态不正确的被测工件除去，剩下姿态正确的被测工件继续输送到上料机构2上。

送料机构1下方设有送料支架13以起支撑作用，送料支架13与地面接触的位置设有高度调整脚杯14，该高度调整脚杯14可调整整个送料支架13的高度，根据上料机构2的高度调整送料支架13，使出料双导轨122与上料机构2的连接处位于同一水高度高度，被测工件水平输入上料机构2内。

如图4、图5、图6所示，上料机构2用于搬运从送料机构1输送过来的被测工件到旋转工作台3上，以便于进行检测。上料机构2包括切料装置21和取料装置22，切料装置21与出料双导轨122连接，从出料双导轨122上输送过来的被测工件从出料双导轨122的端部输送入切料装置21上。

切料装置21包括切料底座211以及安装在切料底座211上的切料气缸212、切料台213、光纤头214、挡料片215。切料气缸212位于切料底座211的一端，切料气缸212的推杆位于切料台213上；切料台213与出料双导轨122连接，而挡料片215位于切料台213与出料双导轨122之间，用于隔档出料双导轨122上的被测工件，以免一次性输入过多的被测工件到切料台213上，影响切料台213上的工作；光纤头214装设在挡料片215顶面，用于探测是否有物体送入，以发送探测信号到工控机6上，以控制切料装置21工作；切料工作台远离切料气缸212推杆的一端为取料位，被测工件从出料双导轨122上经挡料片215底部输送入切料台213（由于切料台213上只能容纳两个被测工件，当输送到切料台213的被测工件大于两个时，被测工件被挡料片215挡在出料双导轨122上，停止送入切料台213），光纤头214探测到物体进入后，发送探测信号到工控机6，工控机6控制切料气缸212工作，切料气缸212上的推杆往外推动，将切料台213上的被测工件推送到取料位，等待取料装置22取料。

取料装置22包括取料底座221以及安装在取料底座221上的上料吸头222、取料气缸223、第一磁耦气缸224。第一磁耦气缸224为无杆气缸，用于驱动取料气缸223，使取料气缸223左右运动；取料气缸223位于上料吸头222上方，而上料吸头222安装在取料气缸223上，取料气缸223用于控制上料吸头222吸附工作；上料吸头222位于切料装置21的取料位上方，在取料气缸223的作用下，上料吸头222吸附取料位上的被测工件，在第一磁耦气缸224的作用下，上料吸头222随取料气缸223左右运动，进而搬运被测工件。

其中，上料吸头222采用真空吸附的方式进行提取被测工件，利用空气流动产生负压的原理，使上料吸头222中空部份与外界有一个压差，当上料吸头222与产品接触后，由于有压力压的存在，产品会被吸附到上料吸头222上。被测工件被切料气缸212推送到取料位后，取料气缸223下压上料吸头222，上料吸头222与被测工件相接触，上料吸头222内的真空打开，上料吸头222与被测工件间形成负压，使上料吸头222与被测工件吸附在一起。取料气缸223往上运动，提取上料吸头222及与上料吸头222相吸附的被测工件，上升到位后，第一磁耦气缸224驱动取料气缸223水平运动，实现被测工件的搬运。

如图7、图8、图9所示，旋转工作台3用于装夹上料机构2搬运过来的被测工件，且可以使被测工件旋转运动。该旋转工作台3呈圆盘形，旋转工作台3底部由上往下依次设有分割器31和动力装置32。动力装置32的输出轴连接分割器31，动力装置32为分割器31提供动力，使得分离器31转动。分割器31的传动部连接旋转工作台3，以控制旋转工作台3间歇性转动。旋转工作台3顶部设有多个治具33，可对被测工件进行多工位同时作业。这些治具33沿着旋转工作台3的圆周均匀分布，位于靠近外圆周的位置。被测工件被上料吸头222吸附后，被搬运到旋转工作台3的治具33上，由治具33夹紧定位。

动力装置32与工控机6连接，可根据需求在工控机6上设定转速，电机每转动若干步，分割器31转动，同时带动旋转工作台3转动相应的角度，而治具33也随之运动相应的角度，以实现产品在不同工位间的传递加工。旋转工作台3根据设定的转速，作圆周运动。当旋转工作台3上一圆周上均转好被测工件后，旋转工作台3停止转动，以便旋转工作台3上方的检测机构4对被测工件进行检测，每个工位可同时作业，互不影响。

如图10、图11、图12所示，检测机构4用于检测旋转工作台3上的被测工件，采用激光反射的原理检测被测工件。检测机构4主要包括检测底座42、激光检测器41、直线电机43、光电感应器44以及高度调节板45。高度调节板45安装在检测底座42的上部，而激光检测器41滑动安装在高度调节板45前端，直线电机43安装在高度调节板45侧端。直线电机43的输出轴与激光检测器41连接，激光检测器41在直线电机43的作用下，可左右移动，使得激光检测器41在工作过程中直线扫描被测工件。检测底座42上还设有挡料板46，挡料板46垂直检测底座42往外延伸，使挡料板46位于激光检测器41下方。

激光检测器41用于检测产品，主要采用高精度反射式激光传感器采集需要的点的数据。当旋转工作台3上的被测工件运行到检测位后（即运行到激光传感器下方），激光检测器41发出以线条形式扫射的激光到被测工件上，激光发射到被测工件后反射，反射光波经激光检测器41内的透镜折射形成点，并被激光传感器接收。激光检测器41采集到被测工件多个点的数据后，发送数据到工控机6，由工控机6对对激光反射光波的形态进行分析（光照在不用角度的面上，反射的波形不同），工控机6根据得到的特定波形，进而计算出被测工件的实际尺寸，并与理论值进行对比，以判断产品是否合格。

本实施例中直线电机43用于驱动激光检测器41左右直线运动，以实现激光检测器41在工件上作线性扫描。而光电感应器44用于控制激光检测器41的扫射时间，光电感应器44分别与激光检测器41和工控机连接。光电感应器44感应激光检测器41的移动行程，当激光检测器41移动到最左边（或最右边）时，光电感应器44发送信号到工控机，工控机控制直线电机43反转，驱动激光检测器41往相反的方向移动。

如图13至图16所示，下料机构5用于取下位于旋转工作台3上的被测工件，并将被测工件进行分类。下料机构5包括良品下料装置51、第二磁耦气缸52、不良品下料装置53和下料支架54，良品下料装置51和不良品下料装置53之间通过设置连接板55连接。第二磁耦气缸52安装在下料支架54的顶部，而连接板55滑动安装在第二磁耦气缸52的顶端，使得良品下料装置51和不良品下料装置53位于支架的两侧并可随着连接板55在第二耦合气缸上滑动而移动。

良品下料装置51上设有良品下料吸头511，该良品下料吸头511的吸口朝下，面向被测工件的方向，用于吸附被测工件。不良品下料装置53上设有不良品下料吸头531，该不良品下料吸头531的吸口朝下，面向被测工件的方向，用于吸附被测工件。更具体地，检测机构4对旋转工作台3上的被测工件进行检测后，将检测信息发送到工控机6上，工控机6根据检测信息分析被测工件是否为合格品，此时，对于合格品，工控机6控制旋转工作台3转动到良品装置下方，良品下料吸头511吸附被测工件，并搬运被测工件离开旋转工作台3。同理的，对于不合格品，工控机6控制旋转工作台3转动到不良品装置下方，不良品下料吸头531吸附被测工件，并搬运被测工件离开旋转工作台3。进而实现被测工件检测后下料过程中，同时进行分类，节省下料后再进行分类的步骤，降低了工艺成本。

综上所述，本实施例中的设备从送料、上料、检测、下料全过程自动化，实现多工位快速检测被测工件的尺寸，提高检测效率。检测机构4采用激光技术检测，可针对细小型尺寸的零件进行检测，精度高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。