一种盘类工件快速测量装置的制作方法

(一)技术领域

本发明涉及汽车零部件检具技术领域，具体为一种盘类工件快速测量装置。

(二)

背景技术：

制动盘作为汽车制动的关键部件，其端面尺寸直接影响到汽车制动效果。现有技术中通常是设计专门的测量工装，由人工放置工件，再由人工通过专用检具进行测量，对日益提高的汽车安全性问题，需要对制动盘100％全检，人工检测效率极低，不能满足汽车工业需求，且由于人为因素，测量结果不稳定。

(三)

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种盘类工件快速测量装置，能够实现汽车制动盘等类似的盘类零件端面尺寸的自动测量，测量效率高，且结果稳定，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种盘类工件快速测量装置，包括上料机构、送料机构、夹紧定位机构及测量机构，所述上料机构包括输送机，所述输送机上设有每次只允许一个工件通过的间歇挡停装置；所述送料机构包括y轴直线模组，所述y轴直线模组上连接有z轴直线模组，所述z轴直线模组上连接有气爪；所述y轴直线模组的左端下方为上料机构，y轴直线模组的右端下方为夹紧定位机构，所述夹紧定位机构包括用于放置工件的工件盘，所述工件盘中间开孔，孔内设有左定位爪和右定位爪，所述左定位爪和右定位爪之间设有中心弹簧，所述夹紧定位机构还包括弹簧压紧装置，夹紧定位机构通过中心弹簧压紧后的恢复力压紧工件盘上的工件；所述测量机构位于夹紧定位机构的上方，包括测量支架和连接在测量支架上的z向气动滑台，所述z向气动滑台连接有接触位移传感器。

优选的，还包括工位分度机构，所述工位分度机构包括转盘，所述转盘顶面上均匀的分布有若干套所述夹紧定位机构；所述转盘下方设有能够驱动转盘固定角度转动的分度驱动装置。

优选的，所述分度驱动装置包括连接在转盘底部中心位置的凸轮分割器，凸轮分割器通过电机驱动，所述电机与凸轮分割器之间通过减速器连接。

优选的，所述间歇挡停装置包括位于输送机一侧上方的主动挡板和从动挡板，所述主动挡板和从动挡板下端分别连接有主动齿轮轴和从动齿轮轴，所述主动齿轮轴和从动齿轮轴上分别安装有相互配合的主动齿轮和从动齿轮，所述从动齿轮轴下端可转动连接于输送机一侧的安装支架上，所述主动齿轮轴穿过安装支架，下端连接在驱动连杆的一端上，所述驱动连杆的另一端通过气缸连接杆可转动连接有挡板驱动气缸，所述挡板驱动气缸通过气缸固定杆水平固定在输送机底部。

优选的，所述驱动连杆远离主动齿轮轴一端的运动方向上前后各设有连杆限位板，所述连杆限位板内侧设有限位钉。

优选的，所述夹紧定位机构还包括安装在转盘顶面的定位连接板，所述工件盘通过工件盘支架连接在定位连接板上，所述左定位爪和右定位爪的底部分别连接有左定位滑块和右定位滑块，所述左定位滑块和右定位滑块下方分别配合连接有安装在连接板上的左定位导轨和右定位导轨。

优选的，所述弹簧压紧装置包括位于左定位爪和右定位爪之间的旋转连杆，所述旋转连杆中间可转动连接在定位连接板上，所述旋转连杆的两端开有滑槽，滑槽内分别滑动连接有凸轮导向器一和凸轮导向器二，所述凸轮导向器一和凸轮导向器二的轴端分别固定连接在右定位爪和左定位爪上；所述弹簧压紧装置还包括夹紧驱动气缸，所述夹紧驱动气缸通过连接块与左定位爪连接。

优选的，所述左定位爪和右定位爪之间还连接有滑动轴，所述滑动轴左端固定在左定位爪上，所述右定位爪上开设有与滑动轴同轴的滑动孔，所述滑动轴的右端滑动连接于滑动孔；所述中心弹簧套设于滑动轴上。

优选的，所述z向气动滑台上连接有水平的导轴上板，所述导轴上板下方设有导轴下板，所述导轴上板与导轴下板之间通过传感器导向轴连接；所述传感器导向轴上配合连接有传感器固定块，所述接触位移传感器固定在传感器固定块上。

优选的，所述传感器固定块下方设有触头导轴下板，所述传感器固定块和触头导轴下板之间通过触头导向轴连接；所述触头导向轴上套有触头导轴套，所述触头导轴套下端连接有轴套下板，所述触头导轴下板底部设有触头套，所述触头套内设有可换触头，所述可换触头穿过触头导轴下板连接在轴套下板上。

本发明的有益效果是：

1、通过上料机构、送料机构、夹紧定位机构、工位分度机构及测量机构在plc控制系统控制下协调动作，实现盘类零件端面的多尺寸自动测量，效率高且结果稳定。

2、工位分度机构上均匀设置有多个夹紧定位机构，能够通过一次送料，检测多个端面尺寸，效率更高。

3、工位分度机构通过凸轮分割器控制旋转角度，分度精度高，更加能够保证夹紧定位机构与测量机构的对中，进而保证测量精度。

4、上料机构中通过设置间歇挡停装置，实现有序上料，保证整个系统在合理的检测节奏下运转。

5、驱动连杆一端前后方向上设有连杆限位板和限位钉，通过调节限位板的前后位置可以控制主动挡板和从动挡板的摆幅大小，调试更加方便。

6、夹紧定位机构通过夹紧驱动气缸带动旋转连杆旋转，然后旋转连杆带动左、右定位爪对向运动距离变小且压紧中心弹簧，方便盘类工件内孔的插入；驱动气缸泄气后，中心弹簧的恢复力带动左、右定位爪同时向外运动夹紧工件，使用方便且定位对中性好，避免造成测量位置的误差。

7、左、右定位爪下方通过底部的定位滑块与定位连接板上的导轨配合连接，配合精度高，左右运动的直线度更好。

8、左、右定位爪之间还连接有滑动轴，中心弹簧套在滑动轴上，滑动轴不仅起到导向作用，同时能够保证中心弹簧不会压偏折弯。

9、接触位移传感器下端设有可换触头，可换触头与工件直接接触，可有效地保护接触位移传感器，且更换方便。

10、接触位移传感器通过传感器固定块可滑动连接在传感器导向轴上，当测量的工件超出量程时，接触位移传感器可以通过沿着导向轴向上运动避免压坏下端的触头。

(四)附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的俯视结构示意图。

图3为本发明中上料机构的立体结构示意图。

图4为本发明中上料机构的左视结构示意图。

图5为本发明中送料机构的立体结构示意图。

图6为本发明中夹紧定位机构的主视结构示意图。

图7为本发明中夹紧定位机构的俯视结构示意图。

图8为本发明中夹紧定位机构的立体结构示意图。

图9为本发明中右定位爪的立体结构示意图。

图10为本发明中测量机构的主视结构示意图。

图11为本发明中测量机构的左视结构示意图。

图12为本发明中测量机构的立体结构示意图一。

图13为本发明中测量机构的立体结构示意图二。

图14为本发明中工位分度机构的立体结构示意图。

图中，1-上料机构、11-输送机、12-挡板驱动气缸、121-气缸固定杆、122-气缸连接杆、13-驱动连杆、14-连杆限位板、141-限位钉、15-安装支架、16-主动挡板、17-从动挡板、18-主动齿轮、181-主动齿轮轴、19-从动齿轮、191-从动齿轮轴、2-送料机构、21-y轴直线模组、211-y轴滑块、22-z轴直线模组、221-z轴滑块、23-气爪、3-夹紧定位机构、30-定位连接板、31-工件盘、311-工件盘支架、32-夹紧驱动气缸、33-左定位爪、331-左定位滑块、332-左定位导轨、34-右定位爪、341-右定位滑块、342-右定位导轨、343-压紧块、35-旋转连杆、351-连杆滑槽、36-凸轮导向器一、361-凸轮导向器二、37-滑动轴、38-中心弹簧、4-工位分度机构、41-转盘、42-电机、43-减速器、44-凸轮分割器、5-测量机构、51-测量支架、52-z向气动滑台、53-接触位移传感器、531-传感器固定块、54-传感器导向轴、541-导轴上板、542-滑动轴套、543-导轴下板、55-触头导向轴、551-触头导轴套、552-轴套下板、56-可换触头、561-触头导轴下板、562-触头套、6-工件。

(五)具体实施方式

为使本领域技术人员能够更好的理解本发明，下面将结合附图对本发明技术方案做进一步的说明。

本发明为一种盘类工件快速测量装置，如图1-2所示，包括上料机构1、送料机构2、夹紧定位机构3及测量机构5，为提高检测效率，还设有工位分度机构4，通过工位检测工件9的多个端面尺寸值。

上料机构1包括输送机11，输送机11用于工件9物料流转，输送机11上设有每次只允许一个工件9通过的间歇挡停装置，间歇挡停装置包括位于输送机11一侧上方的主动挡板16和从动挡板17，主动挡板16和从动挡板17的截面形状为l形，主动挡板16和从动挡板17下端分别固定连接有主动齿轮轴181和从动齿轮轴191，固定方式为螺钉紧固连接，主动齿轮轴181和从动齿轮轴191上分别安装有按照一定的传动比相互啮合的主动齿轮18和从动齿轮19，传动比要保证当主动挡板16向内侧转动挡在第二个工件前面的时候，从动挡板17能够向外转动打开，不会挡住第一个工件的向下流转。从动齿轮轴191下端可转动连接于输送机11一侧的安装支架15上，主动齿轮轴181穿过安装支架15，下端连接在驱动连杆13的一端上，安装支架15与主动齿轮轴181和从动齿轮轴191均通过安装在安装支架15上的轴承连接，保证转动顺畅。驱动连杆13的远离主动齿轮轴181的一端通过气缸连接杆122可转动连接有挡板驱动气缸12，挡板驱动气缸12通过气缸固定杆121水平固定在输送机11底部。当后面一个工件9检测完成后，挡板驱动气缸12得气伸出，如图3所示，挡板驱动气缸12推动带动驱动连杆13逆时针转动，主动齿轮轴181及主动挡板16也跟着逆时针转动，主动挡板插入第一个工件和第二个工件之间，挡住第二个工件，从动齿轮19、从动齿轮轴191及从动挡板17则顺时针转动，从动挡板17打开，此时第一个工件通过输送机11被传送到下一个工序，第一个工件离开后，接着挡板驱动气缸12收缩，原理与上述相同，此时主动挡板16顺时针运动，从动挡板17逆时针转动，上一步的第二个工件向前移动一个工件的距离被从动挡板挡住，变成新的第一个工件，依此往复，完成单个工件的间歇送料。

驱动连杆13远离主动齿轮轴181一端的运动方向上前后还各设有连杆限位板14，连杆限位板14内侧设有限位钉141，通过限位钉141限制挡板驱动气缸12的行程，从而控制主动挡板和从动挡板的摆幅大小，调试更加方便，只需要移动连杆限位板14的前后位置即可。

送料机构2包括y轴直线模组21，y轴直线模组包括能够左右滑动的y轴滑块211，y轴滑块211上连接有z轴直线模组22，z轴直线模组22包括能够上下运动的z轴滑块221，z轴滑块221连接有气爪23，气爪23的夹指为平型夹指，通过内撑或外夹方式抓取工件9，本实施例中为通过内撑的方式撑住工件9的内孔来实现抓取。y轴直线模组21的左端下方为上料机构1，y轴直线模组21的右端下方为夹紧定位机构3，如图5所示，工作时y轴滑块211带动z轴直线模组22运动到最左端，z轴滑块221带动气爪23向下运动，气爪23撑开抓起工件9，然后z轴滑块221带动气爪23向上运动，y轴滑块211带动z轴直线模组22运动到最右端，z轴滑块221带动气爪23在向下运动，将工件放到夹紧定位机构3上，气爪23收缩，如此往复，完成送料。

夹紧定位机构3包括用于放置工件9的工件盘31和定位连接板30，工件盘31通过工件盘支架311固定连接在定位连接板30上，工件盘31中间开孔，孔内设有左定位爪33和右定位爪34，左定位爪33和右定位爪34的底部分别连接有左定位滑块331和右定位滑块341，左定位滑块331和右定位滑块341下方分别配合连接有安装在连接板30上的左定位导轨332和右定位导轨342，这样左定位爪33和右定位爪34能够在工件盘31的中心孔内左右滑动，左定位爪33和右定位爪34之间连接有中心弹簧38，为防止中心弹簧38受压后被压偏折弯，左定位爪33和右定位爪34之间还连接有滑动轴37，所述滑动轴37左端通过螺钉固定在左定位爪33上，右定位爪34上开设有与滑动轴37同轴的滑动孔，滑动轴37的右端滑动连接于滑动孔，中心弹簧38套设于滑动轴37上，滑动轴37不仅起到导向作用，同时能够保证中心弹簧38不会压偏折弯。

滑动轴夹紧定位机构3还包括弹簧压紧装置，弹簧压紧装置包括位于左定位爪33和右定位爪34之间的旋转连杆35，如图7所示，旋转连杆35中间可转动连接在定位连接板30上，旋转连杆35可以绕其中心自由转动，旋转连杆35的两端开有滑槽，滑槽内分别滑动连接有凸轮导向器一36和凸轮导向器二361，凸轮导向器一36和凸轮导向器二361的轴端分别通过螺纹连接在右定位爪34和左定位爪33上。这样在旋转连杆35转动时会带动左定位爪33和右定位爪34向同时向内侧或者向外侧运动。弹簧压紧装置还包括夹紧驱动气缸32，夹紧驱动气缸32通过连接块与左定位爪33连接。工作时，如图7，夹紧驱动气缸32推动左定位爪33向右，带动旋转连杆35顺时针转动，从而带动左定位爪33和右定位爪34同时向中间运动，间距变小，方便插入带有工件9的内孔内，然后夹紧驱动气缸32泄气，此时被压缩的中心弹簧38带动左定位爪33和右定位爪34向外运动，夹紧工件9。左定位爪33和右定位爪34上与工件9接触位置装有压紧块343，压紧块343一般为橡胶等软质材料，避免破坏工件9表面。

夹紧定位机构3的定位连接板30固定在工位分度机构4的转盘41上，在本实施中，转盘41上均匀的固定有4套夹紧定位机构3，一套用来上下料，3套用来检测尺寸。转盘41下方设有能够驱动转盘41固定角度转动的分度驱动装置，本实施例中每次转动角度为90度，分度驱动装置包括连接在转盘41底部中心位置的凸轮分割器44，凸轮分割器44通过电机42驱动，电机42与凸轮分割器44之间通过减速器43连接，电机42提供转动动力，减速器43提高转动转矩，凸轮分割器44输出高精度的间隔等转角。

测量机构5位于夹紧定位机构3的上方，包括测量支架51和连接在测量支架51上的z向气动滑台52，z向气动滑台52的滑块下端连接有导轴上板541，导轴上板541下方设有导轴下板543，导轴上板541与导轴下板543之间通过传感器导向轴54连接，传感器导向轴54为左右共两根，传感器导向轴54上设有能够上下滑动的滑动轴套542，滑动轴套542下端连接传感器固定块531，传感器固定块531能够在传感器导向轴54上自由的上下滑动，接触位移传感器53通过螺钉固定在传感器固定块531上，导轴上板541上还开设有便于接触位移传感器53通过的透孔，这样在接触位移传感器53的触头受到较大的向上的作用力时，接触位移传感器53会沿着传感器导向轴54向上运动，防止精密的触头被压坏。

传感器固定块531下方设有触头导轴下板561，传感器固定块531和触头导轴下板561之间通过触头导向轴55连接，触头导向轴55上套有触头导轴套551，触头导轴套551下端连接有轴套下板552，触头导轴下板561底部设有触头套562，触头套562及触头导轴下板561上开有相同的通孔，通孔内设有可换触头56，可换触头56穿过触头导轴下板561的通孔连接在轴套下板552上，并通过连接螺钉固定，可换触头与工件直接接触，可有效地保护接触位移传感器，更换方便。如图10-13所示，在检测时，可换触头56底部受到压力，推动轴套下板552沿着触头导向轴55向上运动，轴套下板552上的连接螺钉与接触位移传感器53的触头直接接触，触头在其可测量范围内被压缩，当压缩到极限不能够再被压缩时，触头受到较大的向上的作用力，接触位移传感器53会沿着传感器导向轴54向上运动，防止精密的触头被压坏。

本装置通过plc控制系统协调各个单元部件之间的工作顺序。

工作过程：自动测量装置开始运行时，由人工或机器人排放待测的盘类工件于输送机11上，上料机构1中的驱动气缸伸出，主动挡板16伸出，从动挡板17缩回，挡住输送机11上的第一个盘类工件后面的所有工件，让第一个盘类工件通过输送机进行入下一步工序；送料机构2中的y轴直线模组21的y轴滑块211移动到左止点位输送机上方的工件抓取位置，z轴直线模组22的z轴滑块221向下移动带动气爪23抓取盘类工件，抓取完毕后，z轴滑块221向上移动，y向直线模组的y轴滑块211移动到右止点位，右止点位与工位分度机构4上的夹紧定位机构3相对应，z轴直线模组22的z轴滑块221向下移动，气爪23松开，放置盘类工件到夹紧定位机构3上夹紧；当检测到盘类工件已放置到夹紧定位机构3上时，夹紧定位机构3中的夹紧驱动气缸32伸出，带动旋转连杆35旋转，通过凸轮导向器一36和凸轮导向器二361，使左定位爪33和右定位爪34沿直线导轨轴向方向相向运动挤压中心弹簧38，然后夹紧驱动气缸32泄气，中心弹簧38的恢复力带动左定位爪33和右定位爪34定位并夹紧盘类工件；完成夹紧定位后，测量机构5中的z向气动滑台52向下移动，可换触头56压在盘类工件上待测点，获得测量值后，气动滑台52向上移动，工位分度机构4带动盘类工件旋转到下一工位测量下一参数；全部测量完毕后，由送料机构2抓起已测量完成的工件转移到到输送机11上下线。

本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中的“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接连接，也可以是通过中间部件间接连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。

以上所述为本发明的优选实施方式，具体实施例的说明仅用于更好的理解本发明的思想。对于本技术领域的普通技术人员来说，依照本发明原理还可以做出若干改进或者同等替换，这些改进或同等替换也视为落在本发明的保护范围。