一种加工件孔径及高度检测机的制作方法

本实用新型涉及孔径及高度检测设备技术领域，特别涉及一种加工件孔径及高度检测机。

背景技术：

随着精密设备的不断发展，对各类产品零部件的加工精度要求也越来越高，加工精度是加工后零件表面的实际尺寸、形状、位置三种几何参数与图纸要求的理想几何参数的符合程度；理想的几何参数，对尺寸而言，就是平均尺寸；对表面几何形状而言，就是绝对的圆、圆柱、平面、锥面和直线等；对表面之间的相互位置而言，就是绝对的平行、垂直、同轴、对称等，因此产品加工完成后，需检测才能判定其是否为合格品。

针对不同加工件的各个几何参数，其设计精度要求有所不同，一般包括外表面设计精度、内表面设计精度、圆孔弧度、高度等等；针对孔径及高度的检测，一般需将加工件放置在不同设备上进行依次检测，整体检测效率会降低，因此本实用新型研制了一种加工件孔径及高度检测机，以解决现有技术中存在的问题，经检索，未发现与本实用新型相同或相似的技术方案。

技术实现要素：

本实用新型目的是：提供一种加工件孔径及高度检测机，以解决现有技术中加工件孔径及高度检测效率低的问题。

本实用新型的技术方案是：一种加工件孔径及高度检测机，包括机架、安装在机架内的交替检测旋转机构、孔径检测机构及高度检测机构；所述机架内具有一沿水平方向设置的工作台；所述交替检测旋转机构上端两侧对称设置有对加工件进行定位的定位组件；所述孔径检测机构包括第一调节座、驱动第一调节座运动的第一机械手、安装在第一调节座上的一对孔径检测头、驱动孔径检测头转动的驱动传动组件；所述高度检测机构包括第二调节座、驱动第二调节座运动的第二机械手及安装在第二调节座上的若干高度检测头。

优选的，所述交替检测旋转机构包括固定在工作台下端面的旋转电机、通过旋转电机驱动的旋转台、安装在旋转台两侧的检测台及一对定位组件；一对所述定位组件设置在检测台侧边，并分别包括压紧气缸、定位座、与压紧气缸及定位座铰接的压杆；所述压紧气缸固定在旋转台下端面，上端具有一贯穿旋转台的第一活塞杆，所述定位座固定在旋转台上端面，所述压杆端部及中部分别与第一活塞杆上端及定位座上端铰接，远离第一活塞杆的一端向外延伸至检测台上方，所述检测台上端面固定若干限位柱。

优选的，所述旋转台下方两侧分别设置有防转组件，所述防转组件包括固定在旋转台下方的插杆及固定在工作台下方的防转气缸，所述防转气缸上端具有一贯穿工作台的第二活塞杆，所述第二活塞杆与插杆同轴设置，所述插杆下端呈内凹状，并供第二活塞杆插接配合。

优选的，所述孔径检测机构设置在工作台上，其中，所述第一调节座沿水平方向设置，所述第一机械手采用沿水平方向及竖直方向运动的双轴机械手；一对所述孔径检测头设置在第一调节座远离与第一机械手固定连接的一端，分别包括相连通的通气连接头、通气柱及通气嘴；所述通气柱贯穿第一调节座，并与第一调节座之间通过轴承连接，所述通气连接头与通气柱上端连接，所述通气嘴呈柱形结构，并与通气柱下端连接，侧壁上设置有吹气孔；所述驱动传动组件包括伺服电机、与伺服电机连接的主动轮、固定在通气柱上端侧壁的从动轮、环绕主动轮及从动轮设置的皮带。

优选的，一对所述孔径检测头的通气嘴的外径不相同，一对通气嘴的中轴线所在竖直平面与第一机械手沿水平面的运动方向平行。

优选的，所述机架内设置有电气箱、气动元件及气压值检测表，所述气动元件与电气箱电连接，且与通气连接头连接并通气，所述气压值检测表与气动元件电连接，并检测吹气孔处气压值。

优选的，所述高度检测机构设置在工作台上，其中，所述第二调节座呈l型，所述第二机械手采用沿水平方向及竖直方向运动的双轴机械手，若干所述高度检测头均安装在第二调节座下方，中轴线沿竖直方向设置，上端分别连接有测量高度检测头位移的位置传感器。

优选的，所述高度检测头选用乌针检测头，并设置3组。

优选的，所述机架内设置有传感器数字显示器，并与位置传感器电连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

本实用新型用于对加工件的孔径及高度进行检测，是一种孔径及高度检测一体机，换料直接转动旋转台即可，并通过定位组件进行定位，检测效率高；同时孔径检测机构及高度检测机构分别设置在旋转台的两端，用于分别对加工件的孔径及高度进行检测，测量精度高,其中孔径检测头的检测精度能够达到0.005mm，高度检测头的检测精度能够达到0.004mm。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型所述结构的示意图；

图2为本实用新型所述机架的结构示意图；

图3为本实用新型所述交替检测旋转机构、孔径检测机构及高度检测机构的设置结构示意图；

图4为本实用新型所述交替检测旋转机构的结构示意图；

图5为本实用新型所述交替检测旋转结构的局部结构放大图；

图6为本实用新型所述孔径检测机构的结构示意图；

图7为本实用新型所述孔径检测机构的第一机械手的结构示意图；

图8为本实用新型所述孔径检测机构的第一调节座、孔径检测头及驱动传动组件的结构示意图；

图9为本实用新型所述高度检测机构的结构示意图；

图10为本实用新型所述高度检测机构的第二机械手的结构示意图；

图11为本实用新型所述高度检测机构的第二调节座及高度检测头的结构示意图。

其中：1、机架；

11、工作台，12、框体，13、安全外罩，14、操作触摸屏，15、气压值检测表，16、传感器数字显示器，17、电气箱，18、气动元件；

2、交替检测旋转机构；

21、旋转电机，22、旋转台，23、检测台，24、定位组件，25、防转组件，26、压紧气缸，27、第一活塞杆，28、定位座，29、压杆，210、限位柱，211、防转气缸，212、第二活塞杆，213、插杆；

3、孔径检测机构；

31、第一调节座；

32、x轴移动组件；

321、第一电机，322、第一丝杠，323、第一滑座；

33、第一z轴移动组件；

331、第二电机，332、第二丝杠，333、第二滑座；

34、孔径检测头；

341、通气连接头，342、通气柱，343、通气嘴，344、吹气孔，345、减震弹簧；

35、驱动传动组件；

351、伺服电机，352、主动轮，353、从动轮，354、皮带；

4、高度检测机构；

41、第二调节座；

42、y轴移动组件；

421、第三电机，422、第三丝杠，423、第三滑座；

43、第二z轴移动组件；

431、第四电机，432、第四丝杠，433、第四滑座；

44、高度检测头；

441、乌针检测头，442、位置传感器；

5、光电开关。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本实用新型的内容做进一步的详细说明：

如图1所示，一种加工件孔径及高度检测机，是一种孔径及高度检测一体机，其结构包括机架1、安装在机架1内的交替检测旋转机构2、孔径检测机构3及高度检测机构4。

如图2所示，机架1包括工作台11、框体12及安全外罩13，该工作台11上端面沿水平方向设置，工作台11上方设置有操作触摸屏14、气压值检测表15及传感器数字显示器16，工作台11下方设置有电气箱17及气动元件18。

如图3所示，交替检测旋转机构2、孔径检测机构3及高度检测机构4均安装在工作台11上，交替检测旋转机构2设置在中部，孔径检测机构3及高度检测机构4分别设置在交替检测旋转机构2两侧，且整体结构的分布便于交替检测旋转机构2的转动。

如图4、图5所示，交替检测旋转机构2包括固定在工作台11下端面的旋转电机21、通过旋转电机21驱动的旋转台22、安装在旋转台22两侧的检测台23及一对定位组件24；一对定位组件24设置在检测台23侧边，并分别包括压紧气缸26、定位座28、与压紧气缸26及定位座28铰接的压杆29；压紧气缸26固定在旋转台22下端面，上端具有一贯穿旋转台22的第一活塞杆27，定位座28固定在旋转台22上端面，压杆29端部及中部分别与第一活塞杆27上端及定位座28上端铰接，远离第一活塞杆27的一端向外延伸至检测台23上方，检测台23上端面固定若干了；工作时加工件即放置在检测台23上，通过限位柱210限位，并通过压杆29端部压紧。

旋转台22下方两侧分别设置有防转组件25，防转组件25包括固定在旋转台22下方的插杆213及固定在工作台11下方的防转气缸211，防转气缸211上端具有一贯穿工作台11的第二活塞杆212，第二活塞杆212与插杆213同轴设置，插杆213下端呈内凹状，并供第二活塞杆212插接配合；当第二活塞杆212上端插入插杆213下端时，即可对旋转台22进行定位，防止其发生转动。

如图6所示，孔径检测机构3包括第一调节座31、驱动第一调节座31运动的第一机械手、安装在第一调节座31上的一对孔径检测头34、驱动孔径检测头34转动的驱动传动组件35；其中第一机械手采用双轴机械手，并安装在工作台11上，如图7所示，其结构包括x轴移动组件32及第一z轴移动组件33，x轴移动组件32包括第一电机321、第一丝杠322及沿第一丝杠322中轴线方向移动的第一滑座323，第一丝杠322中轴线方向与旋转台22固定时长轴方向平行；第一z轴移动组件33包括第二电机331、第二丝杠332及沿第二丝杠332中轴线方向移动的第二滑座333，第二丝杠332中轴线沿竖直方向设置；x轴移动组件32安装在第二滑座333上，第一调节座31沿水平方向设置，并安装在第一滑座323上。

如图8所示，一对孔径检测头34设置在第一调节座31远离与第一机械手固定连接的一端，分别包括相连通的通气连接头341、通气柱342及通气嘴343；通气柱342贯穿第一调节座31，并与第一调节座31之间通过轴承连接，通气连接头341与通气柱342上端连接，通气嘴343呈柱形结构，并与通气柱342下端连接，侧壁上设置有吹气孔344；一对孔径检测头34的通气嘴343的外径不相同，一对通气嘴343的中轴线所在竖直平面与第一机械手沿水平面的运动方向平行；驱动传动组件35包括伺服电机351、与伺服电机351连接的主动轮352、固定在通气柱342上端侧壁的从动轮353、环绕主动轮352及从动轮353设置的皮带354；工作过程中，通气嘴343用于插入加工件的内孔中，设计时保证通气嘴343的外径与加工件的内径之差为5μm，即两者的理论值之差为5μm；驱动传动组件35用于驱动孔径检测头34转动360°，从而使得吹气孔344对准加工件内壁旋转360°，用于检测加工件孔径的圆度。

作为进一步的优化，通气柱342外部还设置有减震弹簧345，若孔径检测头34下降插入加工件内孔时，碰到孔的内壁无法插入时，减震弹簧345可以起到缓冲作用，避免孔径检测头34出现损坏。

如图9所示，高度检测机构4包括第二调节座41、驱动第二调节座41运动的第二机械手及安装在第二调节座41上的若干高度检测头44；其中第二机械手安装在工作台11上，并采用双轴机械手，如图10所示，其结构包括y轴移动组件42及第二z轴移动组件43，y轴移动组件42包括第三电机421、第三丝杠422及沿第三丝杠422中轴线方向移动的第三滑座423，第三丝杠422的中轴线方向与旋转台22固定时长轴方向垂直；第二z轴移动组件43包括第四电机431、第四丝杠432及沿第四丝杠432中轴线方向移动的第四滑座433；y轴移动组件42安装在第四滑座433上，第二调节座41呈l型结构，并安装在第三滑座423上。

如图11所示，若干高度检测头44均安装在第二调节座41下方，中轴线沿竖直方向设置，上端分别连接有测量高度检测头44位移的位置传感器442，本实施例中高度检测头44选用乌针检测头441，且高度检测头44与位置传感器442均设置三组。

本实施例中，x轴移动组件32侧边设置有光电开关5，用于检测第一调节座31沿第一丝杠322中轴线方向的移动位置；第一z轴移动组件33下方设置有光电开关5，用于检测第一调节座31沿第二丝杠332中轴线方向的移动位置，即沿竖直方向的移动位置；y轴移动组件42侧边设置有光电开关5，用于检测第二调节座41沿第三丝杠422中轴线方向的移动位置；第二z轴移动组件43下方设置有光电开关5，用于检测第二调节座41沿第四丝杠432中轴线方向的移动位置，即沿竖直方向的移动位置；该光电开关5的设置，可以用于精准控制第一调节座31及第二调节座41的位置，保证孔径检测头34及高度检测头44能够与产品精准对齐，提高检测精度，工作过程中，孔径检测头34的检测精度能够达到0.005mm，高度检测头44的检测精度能够达到0.004mm。

关于结构中的控制系统，气动元件18与电气箱17电连接，且与通气连接头341连接并通气，气压值检测表15与气动元件18电连接，并检测吹气孔344处气压值，从而判定孔的加工精度；机架1内设置有传感器数字显示器16，并与位置传感器442电连接，用于检测并显示加工件的高度；由于本实用新型中选用的控制设备均为现有技术，且对本领域的技术人员是十分清楚的，而本实用新型用于保护整体设备结构，因此将不对具体控制系统做详细赘述。

本实用新型的具体工作方法如下：

(1)加工件的定位：

a、压紧气缸26工作，第一活塞杆27收缩，压杆29端部向上抬起，将工件放置在检测台23上，通过限位柱210限位，然后第一活塞杆27伸出，压杆29下压，将工件压紧；

b、防转气缸211工作，第二活塞杆212上端插入插杆213下端时，对旋转台22进行定位，防止其发生转动；

(2)加工件孔径检测：

a、第一机械手工作，并带动对应的孔径检测头34移动至加工件上方，使得孔径检测头34中轴线与加工件内孔中轴线同轴设置；

b、孔径检测头34继续整体下降，并使通气嘴343插入加工件的内孔中；

c、气动元件18开始工作，向孔径检测头34中通气，并使气体流向吹气孔344处，此时由于吹气孔344对准加工件的内孔内壁，会形成一气压值，该气压值通过气压值检测表15可现实；

d、气动元件18工作的过程中，伺服电机351工作，并通过主动轮352、皮带354及从动轮353带动孔径检测头34转动，从而使吹气孔344对准加工件的内孔内壁旋转360°，若气压值检测表15的显示数值恒定，则内孔的圆度合格，若不恒定，则圆度不合格；

(3)加工件高度检测：

a、第二机械手工作，并带动高度检测头44移动至检测台23上端面，第二调节座41运动至下限位置，此时高度检测头44与检测台23接触，实现归零；

b、第二机械手继续工作，带动高度检测头44移动至加工件上方，然后继续带动第二调节座41运动至下限位置，此时高度检测头44与加工件上端面接触，并将位移数值传递给位移传感器，最终通过传感器数字显示器16显示出加工件高度；

(4)加工件的交替旋转：

a、防转气缸211工作，第二活塞杆212收缩至插杆213下方；

b、旋转电机21工作，驱动旋转台22转动180°，并停止；

c、防转气缸211继续工作，第二活塞杆212伸出，使上端插入插杆213下端，对旋转台22进行定位，防止其发生转动；

d、加工件交替完成后，继续进行孔径检测及高度检测。

工作过程中，加工件孔径的检测及高度的检测可以同时进行，检测完成后进行交替旋转，继续进行孔径及高度的检测。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型，因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。