本发明属于工业检测技术领域，具体涉及法兰零件尺寸自动检测机。
背景技术：
法兰在工业制造中是一种应用相当广泛的连接件，应用于化工、给排水、石油等工程。法兰连接具有拆卸方便、强度高、密封性能好等特点。工程应用对法兰尺寸的精度要求较高，例如，对于衬套轴承法兰，在工程应用当中需要控制其外径、内径、壁厚和法兰厚度的尺寸精度，产品公差范围需控制在0.03～0.1mm，因此，对于生产成型的法兰产品需要进行尺寸的检测。经过市场调查发现该产品的检测方式目前广泛采取人工抽样检测，而如今在制造生产中，该产品已经达到系列化生产，产量较大，传统的人工检测方法工作效率低下、劳动强度大、成本高，而且受检测人员的经验、素质、疲劳程度和分辨率等因素影响，检测准确度较低。另外，当前应用中还有图像边界提取零件尺寸的检测设备，这种检测方式对提取图像的背景要求和外界光线条件等要求较高，而且造价不菲。
技术实现要素：
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种检测自动化、效率高、测量结果精度高、产品筛查准确、对测量环境要求低的法兰零件尺寸自动检测机。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
法兰零件尺寸自动检测机，包括设备机架以及设置在设备机架上的入料机构、移料机构、测量机构、出料机构，移料机构和测量机构位于入料机构和出料机构之间，入料机构将待检测的法兰零件逐个送入移料机构，移料机构将法兰零件送至测量机构检测，移料机构将检测完毕的法兰零件送到出料机构。
优选地，还包括控制系统，用于控制所述入料机构、移料机构、测量机构和出料机构各部件的运动。
优选地，所述入料机构包括输送带，法兰零件通过输送带输送，输送带上设有用于隔离法兰零件的隔离栏，隔离栏通过驱动件伸入或缩回输送带。
所述隔离栏包括沿着法兰零件移动方向依次设置的一号隔离栏和二号隔离栏，一号隔离栏和二号隔离栏之间的距离至少可容纳一个法兰零件。
一号隔离栏和二号隔离栏分别与一号挡料气缸和二号挡料气缸连接，一号挡料气缸和二号挡料气缸位于输送带的外围侧边，分别带动一号隔离栏和二号隔离栏伸入或缩回输送带。
更优选地，上述一号隔离栏和二号隔离栏与输送带垂直，在一号挡料气缸和二号挡料气缸的带动下分别垂直伸入或缩回输送带，此时，一号隔离栏和二号隔离栏之间的距离不小于法兰零件的外径。
所述输送带的外围侧边上设有用于感应法兰零件的挡料光电，所述挡料光电位于一号隔离栏和二号隔离栏之间。挡料光电用于感应法兰零件，当感应到法兰零件时，一号挡料气缸和二号挡料气缸分别将一号隔离栏和二号隔离栏伸入或缩回输送带。
优选地，所述入料机构还包括送料板和推料气缸，送料板和推料气缸设于输送带的出料端，且分别位于输送带两侧，推料气缸将位于输送带出料端的法兰零件推到送料板上。
优选地，输送带的出料端还设有用于感应法兰零件的推料光电，当推料光电感应到法兰零件时，推料气缸将输送带出料端的法兰零件推入送料板。
输送带上两侧设有限制法兰零件输送方向的导向杆。
所述送料板和移料机构衔接。
所述移料机构包括夹爪底板、升降底板和移料底板，夹爪底板通过滑动导轨架设在升降底板上，夹爪底板在外力的作用下沿着滑轨移动；升降底板通过滑动导轨架设在移料底板上，升降底板在外力的作用下沿着滑轨移动，并带动位于其上的夹爪底板移动。
所述移料机构还包括移料夹爪，移料夹爪设于夹爪底板上，夹爪底板上设置多个夹爪控制气缸，每个夹爪控制气缸驱动连接一移料夹爪。夹爪控制气缸通过活塞杆的运动带动移料夹爪的两个抓杆相对或相反运动，以抓取或松开法兰零件。
升降底板上设有纵向移动气缸，纵向移动气缸驱动夹爪底板垂直于法兰零件输送方向往复运动。纵向移动气缸带动夹爪底板运动，从而带动夹爪底板上的夹爪控制气缸、与夹爪控制气缸连接的移料夹爪同向运动。
移料底板设有伺服电机，伺服电机驱动升降底板沿法兰零件输送方向往复运动。伺服电机带动升降底板运动，从而带动位于其上的夹爪底板、夹爪控制气缸和移料夹爪同向运动。
移料底板设有升降气缸，升降气缸驱动升降底板上下运动，从而带动升降底板、夹爪底板、夹爪控制气缸和移料夹爪上下运动。
所述一移料夹爪衔接对应入料机构的出料端，将位于入料机构的出料端的法兰零件输送到测量机构，其余移料夹爪衔接对应测量机构或出料机构。
更优选地，所述一移料夹爪衔接对应入料机构的送料板，将位于送料板上的法兰零件输送到测量机构。所述测量机构包括沿着法兰零件移动方向依次设置的外径测量机构、壁厚测量机构、内径测量机构和法兰厚度测量机构。
所述外径测量机构包括位于设备机架上的外径支架和设置在外径支架上的外径测量卡尺，以及卡尺推动气缸，卡尺推动气缸驱动外径测量卡尺靠近或者远离法兰零件。
优选地，所述外径测量机构还包括用于感应法兰零件的外径感应光电和带动外径测量卡尺垂直移动的夹爪升降气缸，均设置于外径支架上。
所述外径测量卡尺衔接对应一放置待检测法兰零件的工位，所述工位还对应移料机构。
优选地，所述外径测量卡尺衔接对应的工位还对应移料机构的一移料夹爪。
所述壁厚测量机构包括位于设备机架上的壁厚支架和设置在壁厚支架上壁厚测量夹爪。
优选地，所述壁厚测量夹爪的端头设有壁厚测量头。
所述壁厚测量头包括测量头弹簧、壁厚测量顶针和压紧套，压紧套抵接壁厚测量顶针，测量头弹簧与压紧套连接。压紧套抵接并压紧壁厚测量顶针，使壁厚测量顶针无缝隙地抵接法兰零件，弹簧给压紧套施力，使压紧套压紧壁厚测量顶针。
优选地，所述壁厚测量机构还包括用于感应法兰零件的壁厚感应光电、夹爪升降滑块和夹爪升降滑轨，均设置在壁厚支架上，所述夹爪升降滑块在夹爪升降滑轨上运动且带动壁厚测量夹爪移动。壁厚感应光电感应到法兰零件时，壁厚测量机构做出相应动作。
所述壁厚测量夹爪衔接对应一放置待检测法兰零件的工位，所述工位还对应移料机构。
优选地，所述壁厚测量夹爪衔接对应的工位还对应移料机构的一移料夹爪。
所述内径测量机构包括位于设备机架上的内径支架和设置在内径支架上的内径测量夹爪。
所述内径测量机构还包括用于感应法兰零件的内径感应光电和激光挡光板，均设置在内径支架上。
所述内径测量夹爪衔接对应一放置待检测法兰零件的工位，所述工位还对应移料机构。
优选地，所述内径测量夹爪衔接对应的工位还对应移料机构的一移料夹爪。
所述法兰厚度测量机构包括位于设备机架上的厚度支架和设置在厚度支架上的厚度测量头推动气缸。
优选地，所述法兰厚度测量机构还包括设置在厚度支架上的磁性开关。
所述厚度测量头推动气缸衔接对应一放置待检测法兰零件的工位，所述工位还对应移料机构。
优选地，所述厚度测量头推动气缸衔接对应的工位还对应移料机构的一移料夹爪。
所述移料机构重复将对应工位的法兰零件输送到下一工位。
优选地，外径测量卡尺、壁厚测量夹爪、内径测量夹爪和厚度测量头推动气缸分别衔接对应一放置待检测法兰零件的工位，所述各工位还分别对应一移料夹爪，各移料夹爪重复将对应工位的法兰零件夹取到下一工位。
所述出料机构包括出料输送带和除料气缸，除料气缸设于出料输送带侧面。
所述移料机构将测量机构检测完毕的法兰零件输送到出料输送带。
优选地，厚度测量头推动气缸对应的工位所对应的移料夹爪夹取位于厚度测量头推动气缸对应工位上的法兰零件送入输送带上。
优选地，送料板衔接对应的移料夹爪夹取位于送料板上的法兰零件送入外径测量卡尺对应的工位。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：检测实现全自动化，检测效率高；通过plc控制测量机的各个机构，测量结果精度高，产品筛查准确；基于人工测量方式，测量原理简单，对测量环境条件要求低。
附图说明
图1为本发明一个实施例的法兰零件尺寸自动检测机的轴等测图；
图2为本发明一个实施例的入料机构的结构示意图；
图3为本发明一个实施例的移料机构的结构示意图；
图4为本发明一个实施例的测量机构的结构示意图；
图5为本发明一个实施例的壁厚测量头的结构示意图；
图6为本发明一个实施例的出料机构的结构示意图。
附图标记
1、导向杆，2、法兰零件，3、输送带，4、一号挡料气缸，5、一号隔离栏，6、挡料光电，7、二号隔离栏，8、二号挡料气缸，9、推料气缸，10、推料光电，11、送料板，12、夹爪控制气缸，13、纵向移动气缸，14、移料夹爪，15、升降底板，16、移料底板，17、夹爪底板，18、伺服电机，19、外径测量卡尺，20、卡尺推动气缸，21、外径感应光电，22、夹爪升降气缸，23、壁厚测量头，24、壁厚测量夹爪，25、壁厚感应光电，26、夹爪升降滑块，27、夹爪升降滑轨，28、内径感应光电，29、激光挡光板，30、内径测量夹爪，31、磁性开关，32、厚度测量头推动气缸，33测量头弹簧，34壁厚测量顶针，35压紧套，36、除料气缸，37、出料输送带。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的法兰零件尺寸自动检测机作进一步详细、完整地说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
法兰零件尺寸自动检测机，如图1所示，包括设备机架以及设置在设备机架上的入料机构、移料机构、测量机构、出料机构以及与上述各机构电连接的控制系统，入料机构、测量机构和出料机构沿着法兰零件移动方向依次排列，移料机构和测量机构平行衔接。待检测法兰零件进入入料机构，到达入料机构末端的法兰零件被移料机构夹取送到测量机构处，在测量机构完成各尺寸测量后被送到出料机构。在上述过程中，测量机构获得的测量数据通过控制系统储存在实时报表中，同时控制系统判断法兰零件的各测量值是否合格，合格的产品从出料机构的输送带的末端收集，对于不合格的产品，控制系统控制出料机构将其顶出传送带。由此完成了从入料、测量、出料及不合格产品的筛出等多个工序。
如图2所示为入料机构结构示意图，设有输送带3，输送带3上沿着法兰零件2移动方向依次设有一号隔离栏5和二号隔离栏7，一号隔离栏5和二号隔离栏7之间的输送带3的外围侧边上设有挡料光电6，挡料光电6用于检测法兰零件2，一号隔离栏5和二号隔离栏7均与输送带3垂直设置，且一号隔离栏5和二号隔离栏7之间的距离略大于法兰零件2的外径，一号隔离栏5和二号隔离栏7分别与一号挡料气缸4和二号挡料气缸8连接，一号挡料气缸4和二号挡料气缸8位于输送带3的外围侧边，一号挡料气缸4和二号挡料气缸8通过它们的活塞杆分别将一号隔离栏5和二号隔离栏7垂直伸入或缩回输送带3。沿着法兰零件2移动方向的输送带3的末端设有送料板11、推料气缸9和推料光电10，送料板11和推料气缸9相对设置使推料气缸9的活塞杆将输送带3末端上的法兰零件2推入送料板11，推料光电10用于检测法兰零件2。输送带3上两侧还设有导向杆1，用于给法兰零件2导向，保证法兰零件2移动路径正确。
入料机构的工作过程为：测量机停止工作时，一号隔离栏5和二号隔离栏7未进入输送带3上，当启动输送带3进行传输时，控制系统控制二号挡料气缸8的活塞杆伸出，将二号隔离栏7垂直推入输送带3，法兰零件2随着输送带3移动，当挡料光电6检测到法兰零件2时，控制系统控制一号挡料气缸4的活塞杆伸出，将一号隔离栏5推入输送带3，此时，被检测到的法兰零件2位于一号隔离栏5和二号隔离栏7之间。延时一秒后，控制系统控制二号挡料气缸8的活塞杆缩回，将二号隔离栏7拉出输送带3，法兰零件2得以继续往前输送。当法兰零件2被输送至输送带3末端时，推料光电10检测到法兰零件2，控制系统控制推料气缸9的活塞杆伸出将法兰零件2推入送料板11上，等待移料机构将法兰零件2夹取到测量机构处。延时两秒后，位于送料板11上的法兰零件2被取走，此时控制系统控制二号挡料气缸8的活塞杆伸出，将二号隔离栏7推入输送带3，同时控制一号挡料气缸4的活塞杆缩回，将一号隔离栏5拉出输送带3，如此重复上述步骤。一号隔离栏5和二号隔离栏7之间的距离略大于法兰零件2的外径，即可容纳一个法兰零件2，可视作准备区，准备将法兰零件2送入送料板11。同时，多个法兰零件2在输送带3上输送时，导向杆1给法兰零件2导向，使法兰零件输送方向正确。一号隔离栏5和二号隔离栏7的设置可以使位于输送带3的法兰零件2依次有序地被送入送料板11，工作步骤严谨可控。
如图3所示为移料机构结构示意图，从上至下依次设有夹爪底板17、升降底板15和移料底板16。夹爪底板17通过滑轨架设在升降底板15上，夹爪底板17在外力的作用下沿着滑轨在升降底板15上移动；升降底板15通过滑轨架设在移料底板16上，升降底板15在外力的作用下沿着滑轨在移料底板16上移动，并带动位于升降底板15上的夹爪底板17移动。夹爪底板17上设置多个夹爪控制气缸12，夹爪控制气缸12与移料夹爪14连接，夹爪控制气缸12通过活塞杆的运动带动移料夹爪14的两个抓杆相对或相反运动，从而实现对法兰零件2的抓取或松开。升降底板15上设有纵向移动气缸13，纵向移动气缸13和夹爪底板17连接，纵向移动气缸13通过活塞杆的运动带动夹爪底板17纵向移动，从而带动夹爪底板17上的夹爪控制气缸12、与夹爪控制气缸12连接的移料夹爪14纵向移动，纵向移动方向如图中箭头所示。移料底板16设有伺服电机18，与升降底板15连接，伺服电机18带动升降底板15横向移动，从而带动升降底板15上的夹爪底板17、夹爪底板17上的夹爪控制气缸12、与夹爪控制气缸12连接的移料夹爪14横向移动。另外，升降底板15和移料底板16之间有一个升降气缸，升降气缸与升降底板15相连，用于控制升降底板15、夹爪底板17和移料夹爪14的垂直移动。上述气缸均通过控制系统控制活塞杆的运动。综上，移料夹爪14能够在三维空间内实现横向、纵向和垂直方向的运动，从而能够精准地抓取法兰零件2。
如图4所示，为测量机构结构示意图，包括沿着法兰零件2移动方向依次设置的外径测量机构、壁厚测量机构、内径测量机构和法兰厚度测量机构。
外径测量机构包括位于设备机架上的外径支架和均设置在外径支架上的外径测量卡尺19、卡尺推动气缸20、外径感应光电21和夹爪升降气缸22。外径测量卡尺19和卡尺推动气缸20连接，卡尺推动气缸20带动外径测量卡尺19运动，从而实现对法兰零件2卡紧和测量或松开，外径感应光电21用于检测法兰零件2，检测到法兰零件2后通过控制系统控制卡尺推动气缸20的运动。夹爪升降气缸22与外径测量卡尺19相连，用于控制外径测量卡尺19的垂直运动，以适应不同尺寸的法兰零件2。
壁厚测量机构包括位于设备机架上的壁厚支架和均设置在壁厚支架上的壁厚测量头23、壁厚测量夹爪24、壁厚感应光电25、夹爪升降滑块26和夹爪升降滑轨27。图5为壁厚测量头结构示意图，包括测量头弹簧33、壁厚测量顶针34和压紧套35，压紧套35抵接壁厚测量顶针34，测量头弹簧33与压紧套35连接。测量时，内侧测量头23和外侧测量头分别固定法兰的内径和外径，测量头23的壁厚测量顶针34顶住法兰零件2的内外壁面，由于测量头弹簧33和压紧套35对壁厚测量顶针34的压紧作用，可以较稳定地固定法兰零件2而无法偏离工位，即可以准确地测量法兰零件2的实际壁厚。其它顶针测量形式中，由于移料夹爪14把法兰零件2送到测量工位时可能会出现偏移，常出现法兰零件壁厚测量不准确的情况，本发明的上述壁厚测量机构很好地克服了上述问题。壁厚感应光电25用于检测法兰零件2，夹爪升降滑块26和夹爪升降滑轨27用于控制壁厚测量头23和壁厚测量夹爪24的垂直运动，以适应不同尺寸法兰零件2的壁厚测量。
内径测量机构包括位于设备机架上的内径支架和均设置在内径支架上的内径测量夹爪30、内径感应光电28和激光挡光板29，同外径测量机构的原理相同，内径感应光电28用于检测法兰零件2，通过内径测量夹爪30的顶接进行尺寸测量。
法兰厚度测量机构包括位于设备机架上的厚度支架和均设置在厚度支架上的磁性开关31和厚度测量头推动气缸32。磁性开关31用于控制厚度测量头推动气缸32的启动和停止，控制厚度测量头推动气缸32推动测量头的运动，对法兰零件2进行厚度测量。
上述各感应光电均用于感应法兰零件2，当感应到法兰零件2时，通过控制系统启动各个测量机构对法兰零件2进行测量。外径测量机构、内径测量机构和法兰厚度测量机构都是仿照人工测量方式，通过各个测量夹具测出法兰零件的内径、外径和法兰厚度。测量机构对法兰零件2测量后的各尺寸数据暂时保存在控制系统中。
如图6所示为出料机构结构示意图，包括出料输送带37和除料气缸36，除料气缸36设于出料输送带37侧面。控制系统对测量后的法兰零件2各尺寸数据进行判断，判断为合格的法兰零件通过出料输送带37运送到装载小车中，判断为不合格的法兰零件达到除料气缸36时，被除料气缸36推出出料输送带37。
所述外径测量卡尺19、壁厚测量夹爪24、内径测量夹爪30和厚度测量头推动气缸32分别衔接对应一工位，所述工位用于放置待检测法兰零件2，所述各工位还分别对应一移料夹爪14，送料板11也衔接对应一移料夹爪14。
启动纵向移动气缸13、伺服电机18和升降气缸，调整夹爪底板17、夹爪控制气缸12和移料夹爪14的位置，使送料板11对应的移料夹爪14对准位于送料板11上的法兰零件2。校准位置后，送料板11对应的移料夹爪14夹取位于送料板11上的法兰零件2送入外径测量卡尺19对应的工位上，然后所述移料夹爪14返回送料板11对应的工位上，法兰零件2在外径测量卡尺19对应的工位上接受外径检测完毕后，外径测量卡尺19对应工位上所对应的移料夹爪14夹取法兰零件2送至下一级，即壁厚测量夹爪(24)对应的工位上进行壁厚检测，与此同时，送料板11对应的移料夹爪14夹取位于送料板11上的另一法兰零件2送入外径测量卡尺19对应的工位上，如此，法兰零件2依次向后传递和被检测，直至完成对产品的检测和筛选。本发明测量机的各机构从入料到出料为控制系统控制，即实现了权自动化，检测准确、效率高。
最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。