全自动转子测量的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种全自动转子测量机，尤其涉及一种可实现对汽车转向叶片泵的转子生产过程中同工位，同规格，不同组别的工件的厚度和槽宽的测量和分组，具有自动实现工件的测量、分组的功能。其包括机架、上料步进机构、上料步进式旋转料盘、上料棒、上料机械手、移料机构、旋转定位机构、槽宽测量机构、厚度测量机构、光纤传感器、下料工位、报警灯、操作箱、伺服电机移动分组机构、下料机械手、重力料道、料满报警开关和电控柜，机架左部设有上料步进式旋转料盘，上料步进式旋转料盘上连接多个上料棒。本发明实现了工件的自动抓取、自动移料、自动识别、自动分组储存，自动实现工件的测量、分组。
【专利说明】全自动转子测量机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种全自动转子测量机，尤其涉及一种可实现对汽车转向叶片泵的转子生产过程中同工位，同规格，不同组别的工件的厚度和槽宽的测量和分组，具有自动实现工件的测量、分组的功能。
【背景技术】
[0002]随着汽车对操作性能的要求不断提高，而现有的加工设备精度难以满足产品的高精度(0.002mm)设计要求，因而采用分组装配技术是达到目的的最现实可行的办法；现采用的分组装配技术因测量手段及测量精度(千分表，即分辨率0.001mm，精度
0.002-0.005mm)、人员疲劳易引起测量值误读、被测工件人工误投组等因素制约了上述分组装配的有效实施，因此迫切需要解决该瓶颈问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种高测量精度并能自动识别转子方向、自动传送、自动测量厚度和槽宽、自动计算分组的全自动转子测量机；该全自动转子测量机结构紧凑，操作及换型方便、快捷，适合多品种轮番生产，整个测量分组过程无需人工参与，由设备自动完成。
[0004]按照本发明提供的技术方案，全自动转子测量机包括机架、上料步进机构、上料步进式旋转料盘、上料棒、上料机械手、移料机构、旋转定位机构、槽宽测量机构、厚度测量机构、光纤传感器、下料工位、报警灯、操作箱、伺服电机移动分组机构、下料机械手、重力料道、料满报警开关和电控柜，其特征是:机架左部设有上料步进式旋转料盘，上料步进式旋转料盘上连接多个上料棒，多个上料棒在上料步进式旋转料盘上沿圆周均匀分布。上料步进式旋转料盘上方设有移料机构，移料机构上安装移动工件的上料机械手。移料机构右端依次设有旋转定位机构、槽宽测量机构和厚度测量机构，旋转定位机构、槽宽测量机构和厚度测量机构下方设有上料步进机构。上料步进机构上设有光纤传感器，上料步进机构侧面设有下料工位。下料工位右侧从上到下依次设有伺服电机移动分组机构、下料机械手和重力料道，重力料道上设有料满报警开关。所述机架上端设有报警灯，报警灯内包括蜂鸣器。机架上部固定操作箱，机架侧面固定电控柜，电控柜与操作箱电连接。
[0005]进一步的，上料步进式旋转料盘包括旋转步进气缸、滚动轴承、转轴、支撑轮和转盘，在机架上通过滚动轴承安装转轴，转轴下端连接推动转轴转动的旋转步进气缸，转轴上端连接随转轴转动的转盘，转盘和机架之间设有支撑轮。
[0006]进一步的，上料机械手和下料机械手采用气爪。
[0007]进一步的，移料机构包括固定在机架上的移料支架，移料支架上横向设有直线导轨，直线导轨中滑动连接由磁偶式无杆气缸推动的滑块，滑块上连接带导杆气缸，带导杆气缸推动上料机械手上下运动。
[0008]进一步的，旋转定位机构包括步进电机驱动的旋转轴，在旋转轴上连接旋转机械手，旋转机械手侧面设有光纤传感器。
[0009]进一步的，槽宽测量机构包括安装座、直线导轨、压紧气缸、导向套、压紧杆、定位头、定位气缸、气缸安装座、测量气缸和气动测量头，安装座上竖向设有直线导轨，安装座上端固定压紧气缸，压紧气缸的气缸杆下端连接滑动安装在直线导轨中的导向套，导向套上连接压紧杆；压紧杆侧面设有气缸安装座，气缸安装座上安装定位气缸和测量气缸，定位气缸前端连接定位头；测量气缸前端连接气动测量头。
[0010]进一步的，厚度测量机构包括压紧气缸、安装座、导向套、厚度压紧杆、电感位移传感器和传感器固定板，安装座上端固定压紧气缸，压紧气缸的气缸杆前端连接导向套，导向套内连接厚度压紧杆；安装座下端固定传感器固定板，传感器固定板上安装电感位移传感器。
[0011]进一步的，上料步进机构包括步进气缸、直线导轨、直线轴承、升降气缸、气爪和承料台，步进气缸前端连接承料台，承料台下端滑动连接直线导轨；在承料台上连接直线轴承和升降气缸，升降气缸上端连接气爪。
[0012]进一步的，伺服电机移动分组机构包括从同步带轮、同步带、主同步带轮、连接座和伺服电机，连接座上固定伺服电机，伺服电机前端连接主同步带轮，主同步带轮通过同步带连接带动从同步带轮转动。
[0013]进一步的，料满报警开关采用对射式光电传感器。
[0014]本发明与已有技术相比具有以下优点:
本发明结构紧凑、合理；在机架上设置上料棒、移料机构、旋转定位机构、槽宽测量机构、厚度测量机构和下料机构，从而来实现工件的自动抓取、自动移料、自动识别、自动分组储存；由于采用了先进的自动化控制技术，无需人工，自动实现工件的测量、分组；比现有的人工测量、分组方式在效率上至少提高了 100%;同时避免了分组差错的出现；该测量分组量具精度高，操作及换型方便快捷，能提高测量的准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明主视图。
[0016]图2为本发明俯视图。
[0017]图3为旋转定位机构结构示意图。
[0018]图4为槽宽测量机构结构示意图。
[0019]图5为厚度测量机构结构示意图。
[0020]图6为本发明控制原理图。
[0021]附图标记说明:1_机架、2-上料步进机构、2.1-步进气缸、2.2-直线导轨、2.3_直线轴承、2.4-升降气缸、2.5-气爪、2.6-承料台、3-上料步进式旋转料盘、3.1-旋转步进气缸、3.2-滚动轴承、3.3-转轴、3.4-支撑轮、3.5-转盘、4-上料棒、5-上料机械手、6-移料机构、6.1-移料支架、6.2-直线导轨、6.3-磁偶式无杆气缸、6.4-带导杆气缸、7-旋转定位机构、7.1-步进电机、7.2-旋转轴、7.3-旋转机械手、7.4-光纤传感器、8-槽宽测量机构、8.1-安装座、8.2-直线导轨、8.3-压紧气缸、8.4-导向套、8.5-压紧杆、8.6-定位头、8.7-定位气缸、8.8-气缸安装座、8.9-测量气缸、8.10-气动测量头、9-厚度测量机构、
9.1-压紧气缸、9.2-安装座、9.3-导向套、9.4-厚度压紧杆、9.5-电感位移传感器、9.6-传感器固定板、10-光纤传感器、11-下料工位、12-报警灯、13-操作箱、14-伺服电机移动分组机构、14.1-从同步带轮、14.2-同步带、14.3-主同步带轮、14.4-连接座、14.5-伺服电机、15-下料机械手、16-重力料道、17-料满报警开关、18-电控柜。
【具体实施方式】
[0022]下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述:
如图广2所示，本发明主要包括机架1、上料步进机构2、上料步进式旋转料盘3、上料棒4、上料机械手5、移料机构6、旋转定位机构7、槽宽测量机构8、厚度测量机构9、光纤传感器10、下料工位11、报警灯12、操作箱13、伺服电机移动分组机构14、下料机械手15、重力料道16、料满报警开关17和电控柜18。
[0023]机架I左部设有上料步进式旋转料盘3，上料步进式旋转料盘3上连接多个上料棒4，多个上料棒4在上料步进式旋转料盘3上沿圆周均匀分布。
[0024]所述上料步进式旋转料盘3包括旋转步进气缸3.1、滚动轴承3.2、转轴3.3、支撑轮3.4和转盘3.5，在机架I上通过滚动轴承3.2安装转轴3.3，转轴3.3下端连接推动转轴3.3转动的旋转步进气缸3.1，转轴3.3上端连接随转轴3.3转动的转盘3.5，转盘3.5和机架I之间设有支撑轮3.4。通过上料步进式旋转料盘3实现工件自动供给。
[0025]上料步进式旋转料盘3上方设有移料机构6，移料机构6上安装移动工件的上料机械手5。所述上料机械手5采用气爪。
[0026]所述移料机构6包括固定在机架I上的移料支架6.1，移料支架6.1上横向设有直线导轨6.2，直线导轨6.2中滑动连接由磁偶式无杆气缸6.3推动的滑块，滑块上连接带导杆气缸6.4，带导杆气缸6.4推动上料机械手5上下运动。移料机构6实现了工件的左右、上下运动。
[0027]移料机构6右端依次设有旋转定位机构7、槽宽测量机构8和厚度测量机构9，旋转定位机构7、槽宽测量机构8和厚度测量机构9下方设有上料步进机构2。
[0028]如图3所示，所述旋转定位机构7包括步进电机7.1驱动的旋转轴7.2，在旋转轴
7.2上连接旋转机械手7.3，旋转机械手7.3侧面设有光纤传感器7.4。
[0029]如图4所示，所述槽宽测量机构8包括安装座8.1、直线导轨8.2、压紧气缸8.3、导向套8.4、压紧杆8.5、定位头8.6、定位气缸8.7、气缸安装座8.8、测量气缸8.9和气动测量头8.10，安装座8.1上竖向设有直线导轨8.2，安装座8.1上端固定压紧气缸8.3，压紧气缸
8.3的气缸杆下端连接滑动安装在直线导轨8.2中的导向套8.4，导向套8.4上连接压紧杆
8.5。压紧杆8.5侧面设有气缸安装座8.8，气缸安装座8.8上安装定位气缸8.7和测量气缸8.9，定位气缸8.7前端连接定位头8.6。测量气缸8.9前端连接气动测量头8.10。
[0030]如图5所示，所述厚度测量机构9包括压紧气缸9.1、安装座9.2、导向套9.3、厚度压紧杆9.4、电感位移传感器9.5和传感器固定板9.6，安装座9.2上端固定压紧气缸9.1，压紧气缸9.1的气缸杆前端连接导向套9.3，导向套9.3内连接厚度压紧杆9.4。安装座
9.2下端固定传感器固定板9.6,传感器固定板9.6上安装电感位移传感器9.5。
[0031]所述上料步进机构2包括步进气缸2.1、直线导轨2.2、直线轴承2.3、升降气缸
2.4、气爪2.5和承料台2.6，步进气缸2.1前端连接承料台2.6，承料台2.6下端滑动连接直线导轨2.2。在承料台2.6上连接直线轴承2.3和升降气缸2.4，升降气缸2.4上端连接气爪2.5。上料步进机构2实现工件自动移料，准确到达每个工位。
[0032]上料步进机构2上设有光纤传感器10，上料步进机构2侧面设有下料工位11。下料工位11右侧从上到下依次设有伺服电机移动分组机构14、下料机械手15和重力料道16，重力料道16上设有料满报警开关17。
[0033]所述机架I上端设有报警灯12，报警灯12内包括蜂鸣器。机架I上部固定操作箱13，机架I侧面固定电控柜18，电控柜18与操作箱13电连接。
[0034]所述下料机械手15采用气爪。
[0035]如图2所示，所述伺服电机移动分组机构14包括从同步带轮14.1、同步带14.2、主同步带轮14.3、连接座14.4和伺服电机14.5，连接座14.4上固定伺服电机14.5，伺服电机14.5前端连接主同步带轮14.3,主同步带轮14.3通过同步带14.2连接带动从同步带轮14.1转动。
[0036]所述有料满报警开关17采用对射式光电传感器。
[0037]如图6所示的控制原理图中，EOl是触摸屏式工控机，通过触摸屏式工控机和一体式键盘/鼠标可将工件分组参数进行设置，并对工件测量结果进行保存(Excel文件格式)，以便进行追溯及统计分析测量数据。测量软件全中文显示。同时触摸屏式工控机也用于故障自诊断，进一步提高人机操作性。
[0038]E02是PLC单元，包括CPU、数字量扩展模块(I/O)、模拟量模块(A/D)。PLC结合测量电感传感器与信号处理单元及气测头与气电转换器，经过A/D模块进行量化处理和判另O，将测量结果发送给触摸屏式工控机EOl进行数据保存；本发明中的步进机构2、步进式旋转料盘3、上料机械手4、移料机构6、旋转定位机构7、槽宽测量机构8、厚度测量机构9、光纤传感器10、伺服电机移动分组机构14、下料机械手15、料满报警光电开关17等均由PLC单元来控制。
[0039]E03是伺服控制器。接收PLC发送的脉冲指令，控制伺服电机E04拖动伺服电机移动分组机构14。根据测量值将被测工件送入相应的重力料道16中。
[0040]E04是伺服电机。
[0041]E05是步进控制器。接收PLC发送的脉冲指令，控制步进电机E06拖动旋转定位机构7。通过光纤传感器7-4定位工件槽的角相位置。
[0042]E06是步进电机。
[0043]E07是开关电源。为PLC单元提供DC24V电源。
[0044]E08是槽宽测量气电转换器。把槽宽尺寸测量结果转换成电信号传输给PLC进行处理。
[0045]E09是气电转换器电源。为槽宽测量气电转换器E08提供AC220V工作电源。
[0046]ElO是厚度测量放大器。把厚度尺寸测量结果转换成电信号传输给PLC进行处理。
[0047]Ell是放大器电源。为厚度测量放大器ElO提供AC220V工作电源。
[0048]本发明的工作原理是:在机架I上设置上料步进式旋转料盘3、上料棒4，上料步进式旋转料盘3上可设置多个上料棒4。将多个工件穿在上料棒4上，上料机械手5从上料棒4从上至下一一抓取工件，直至该上料棒上的工件被取光，并通过上料步进式旋转料盘3的步进实现对下一上料棒上工件的抓取，从而实现工件的持续供给。移料机构6把工件移到预定位工位，旋转机械手7.3夹紧工件，步进电机7.1带动旋转轴7.2、旋转机械手7.3转动，光纤传感器7.4测量到工件被测槽后，发出信号，E06步进电机转动到测量位置，停止转动，上料步进机构2把定向好的工件移向槽宽测量机构8及厚度测量机构9，同时把测量好的工件移到下料工位11。槽宽测量机构8和厚度测量机构9将工件定位并对其进行测量和计算。下料机械手15在下料工位11将工件抓起，伺服电机移动分组机构14根据分组条件带动下料机械手15把工件放到重力料道16相应的重力料道上，料满后，料满报警光电开关17启动，机架上设有报警灯12 (含蜂鸣器)，提示操作者及时取料。
[0049]该全自动转子测量机可对多品种的转子进行测量；通过PC选型画面选择所需测量品种的型号并更换相应的机械换型件。
【权利要求】
1.一种全自动转子测量机，包括机架(I)、上料步进机构(2)、上料步进式旋转料盘(3)、上料棒(4)、上料机械手(5)、移料机构(6)、旋转定位机构(7)、槽宽测量机构(8)、厚度测量机构(9)、光纤传感器(10)、下料工位(11)、报警灯(12)、操作箱(13)、伺服电机移动分组机构(14)、下料机械手(15 )、重力料道(16 )、料满报警开关(17 )和电控柜(18 )，其特征是:机架(I)左部设有上料步进式旋转料盘(3 )，上料步进式旋转料盘(3 )上连接多个上料棒(4)，多个上料棒(4)在上料步进式旋转料盘(3)上沿圆周均匀分布；上料步进式旋转料盘(3)上方设有移料机构(6)，移料机构(6)上安装移动工件的上料机械手(5);移料机构(6)右端依次设有旋转定位机构(7)、槽宽测量机构(8)和厚度测量机构(9)，旋转定位机构(7)、槽宽测量机构(8)和厚度测量机构(9)下方设有上料步进机构(2);上料步进机构(2)上设有光纤传感器(10)，上料步进机构(2)侧面设有下料工位(11);下料工位(11)右侧从上到下依次设有伺服电机移动分组机构(14)、下料机械手(15)和重力料道(16)，重力料道(16)上设有料满报警开关(17);所述机架(I)上端设有报警灯(12)，报警灯(12)内包括蜂鸣器；机架(I) 上部固定操作箱(13 )，机架(I)侧面固定电控柜(18 )，电控柜(18 )与操作箱(13)连接。
2.如权利要求1所述的全自动转子测量机，其特征是:所述上料步进式旋转料盘(3)包括旋转步进气缸(3.1)、滚动轴承(3.2)、转轴(3.3)、支撑轮(3.4)和转盘(3.5)，在机架(I)上通过滚动轴承(3.2)安装转轴(3.3)，转轴(3.3)下端连接推动转轴(3.3)转动的旋转步进气缸(3.1)，转轴(3.3)上端连接随转轴(3.3)转动的转盘(3.5)，转盘(3.5)和机架(I)之间设有支撑轮(3.4)。
3.如权利要求1所述的全自动转子测量机，其特征是:所述上料机械手(5)和下料机械手(15)米用气爪。
4.如权利要求1所述的全自动转子测量机，其特征是:所述移料机构(6)包括固定在机架(I)上的移料支架(6.1 )，移料支架(6.1)上横向设有直线导轨(6.2)，直线导轨(6.2)中滑动连接由磁偶式无杆气缸(6.3)推动的滑块，滑块上连接带导杆气缸(6.4)，带导杆气缸(6.4)推动上料机械手(5)上下运动。
5.如权利要求1所述的全自动转子测量机，其特征是:所述旋转定位机构(7)包括步进电机(7.1)驱动的旋转轴(7.2)，在旋转轴(7.2)上连接旋转机械手(7.3)，旋转机械手(7.3)侧面设有光纤传感器(7.4)。
6.如权利要求1所述的全自动转子测量机，其特征是:所述槽宽测量机构(8)包括安装座(8.1)、直线导轨(8.2)、压紧气缸(8.3)、导向套(8.4)、压紧杆(8.5)、定位头(8.6)、定位气缸(8.7)、气缸安装座(8.8)、测量气缸(8.9)和气动测量头(8.10)，安装座(8.1)上竖向设有直线导轨(8.2)，安装座(8.1)上端固定压紧气缸(8.3)，压紧气缸(8.3)的气缸杆下端连接滑动安装在直线导轨(8.2)中的导向套(8.4)，导向套(8.4)上连接压紧杆(8.5)；压紧杆(8.5)侧面设有气缸安装座(8.8)，气缸安装座(8.8)上安装定位气缸(8.7)和测量气缸(8.9)，定位气缸(8.7)前端连接定位头(8.6);测量气缸(8.9)前端连接气动测量头(8.10)。
7.如权利要求1所述的全自动转子测量机，其特征是:所述厚度测量机构(9)包括压紧气缸(9.1)、安装座(9.2)、导向套(9.3)、厚度压紧杆(9.4)、电感位移传感器(9.5)和传感器固定板(9.6)，安装座(9.2)上端固定压紧气缸(9.1)，压紧气缸(9.1)的气缸杆前端连接导向套(9.3)，导向套(9.3)内连接厚度压紧杆(9.4);安装座(9.2)下端固定传感器固定板(9.6)，传感器固定板(9.6)上安装电感位移传感器(9.5)。
8.如权利要求1所述的全自动转子测量机，其特征是:所述上料步进机构(2)包括步进气缸(2.1)、直线导轨(2.2)、直线轴承(2.3)、升降气缸(2.4)、气爪(2.5)和承料台(2.6)，步进气缸(2.1)前端连接承料台(2.6)，承料台(2.6)下端滑动连接直线导轨(2.2);在承料台(2.6)上连接直线轴承(2.3)和升降气缸(2.4)，升降气缸(2.4)上端连接气爪(2.5)。
9.如权利要求1所述的全自动转子测量机，其特征是:所述伺服电机移动分组机构(14)包括从同步带轮(14.1)、同步带(14.2)、主同步带轮(14.3)、连接座(14.4)和伺服电机(14.5)，连接座(14.4)上固定伺服电机(14.5)，伺服电机(14.5)前端连接主同步带轮(14.3),主同步带轮(14.3)通过同步带(14.2)连接带动从同步带轮(14.1)转动。
10.如权利要求1所述的全自动转子测量机，其特征是:所述料满报警开关(17)采用对射式光电传感器。
【文档编号】G01B21/02GK103471542SQ201310417992
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】蒋文郁, 贺黎明 申请人:无锡市迈日机器制造有限公司