一种弹簧自动检测装置的制作方法

本发明涉及一种检测装置，特别是涉及一种弹簧自动检测装置。

背景技术：

弹簧是一种利用弹性工作的机械零件，它在不同的领城有着广泛的应用,对整个国家工业的发展，弹簧产品起到重要作用。目前，我国弹簧的产量已趋于饱和，随着新一轮科技革命和产业变革，对整个弹簧行业提出更高要求，其中至关重要的环就是弹簧的性能检测。

现阶段我国的弹簧检测主要应用于实验室、理化所等质检部门，采取人工抽样送检方式进行，而相关的质检部门也只是对小批量的弹簧进行独立的外观、尺寸、力学检测，人工单独的分项记录，相关检测设备检测精度差，操作繁琐，效率低下，无法实施更先进的生产质量管理方法。

本发明需解决的技术问题：（1）如何实现的外观、尺寸、力学性能一站式检测；（2）如何实现拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧一站式检测；（3）如何让夹具适配不同大小，不同长度、不同种类的弹簧；（4）如何实现自校准功能。

因此本领域技术人员致力于开发一种弹簧自动检测装置，已解决现有技术中不能一站式检测，适配度低和校准繁琐的问题。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种弹簧自动检测装置，已解决现有技术中针对弹簧的检测工作繁琐，不能一站式检测完成，并且适配度低和校准繁琐的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种弹簧自动检测装置，包括基座、机架、转运装置、弹簧夹具、检测机构、和转运料盘装置；所述基座包括置物的台面；所述机架固定设在台面上，所述机架上固定设有z轴导轨，所述z轴导轨竖直方向设置；所述转运装置与所述z轴导轨滑动连接，所述转运装置在z轴导轨上、下滑动；所述转运装置上有x轴丝杠，所述x轴丝杠水平设置，所述x轴丝杠连接有x轴丝杠驱动机构。所述弹簧夹具与x轴丝杠转动连接，所述弹簧夹具在x轴丝杠上水平方向左、右移动；所述检测机构设在机架下方的所述台面上；所述转运料盘装置滑动设在机架下方的所述台面上；所述转运料盘装置设在检测机构一侧；其中，转运料盘装置上设有弹簧芯轴定位装置，所述大定位芯轴和小定位芯轴，所述大定位芯轴一端与所述小定位芯轴一端过盈配合，靠近所述大定位芯轴另一端的轴杆上过盈套设有芯轴定位套，所述芯轴定位套外端设有法兰螺母，所述法兰螺母固定安装在大定位芯轴的端部，所述芯轴定位套上设有卡台。

进一步，所述机架还包括龙门框、横梁和z轴光栅尺，所述龙门框固定设在所述基座的台面上，所述横梁设在所述龙门框内的下部，所述z轴导轨和所述z轴光栅尺竖直方向设在龙门框上，所述z轴光栅尺靠近所述z轴导轨。

进一步，所述转运装置包括水平设置的中横梁，所述中横梁两端滑动连接所述龙门框内框的z轴导轨，所述中横梁一端连接所述x轴丝杠驱动机构，x轴丝杠驱动机构为x轴电机，所述x轴电机的输出轴连接x轴丝杠，所述x轴丝杠沿着中横梁的长度方向水平设置，所述x轴丝杠转动连接弹簧夹具的安装座，所述横梁侧面还设有x轴导轨，所述x轴导轨沿着x轴丝杠的方向设置，所述弹簧夹具与x轴导轨上滑动连接，在所述弹簧夹具的移动路径上设有x轴光栅尺；所述中横梁中部转动连接有竖直方向设置的z轴丝杆，所述z轴丝杆连接有z轴电机，所述z轴电机固定设在龙门框的顶部；

进一步，所述检测机构包括压力检测装置、拉力检测装置、扭力检测装置和视觉检测系统。

进一步，与所述小定位芯轴连接一端的大定位芯轴的端部对称设有平台面，所述两个平台面均与大定位芯轴的轴线平行。

进一步，所述大定位芯轴端部开设有连接孔，所述小定位芯轴一端通过热套的过盈配合方式与安装到连接孔内。

进一步，在所述两个平台面上均设有一消气孔，所述消气孔连通所述连接孔，热套完成后封填高强度密封胶固化，待冷却后内部形成负压。

进一步，所述弹簧夹具包括相对设置结构相同的一对夹爪、夹爪气缸和伸缩气缸，夹爪气缸和伸缩气缸安装在安装座，所述夹爪包括长条形的夹持板，在所述夹持板的夹持面上设有多个夹持部，所述多个夹持部在沿着夹持板长度方向均布设置，所述夹持部的夹持面为凹槽形，所述夹持部镶嵌有软条，所述夹爪通过连板与所述夹爪气缸固定连接；所述安装座上还设有压料杆，所述压料杆固定在安装座上，所述压料杆的工作部对准两个夹爪中间的夹持空间。

进一步，所述夹持部为包括一中心块和分别设在中心块两侧的边块，所述边块的表面为一斜面，所述两个边块的斜面均朝向中间的中心块，所述边块和中心块之间设有间隙，所述间隙内镶嵌有所述软条。

进一步，所述间隙内侧边块的侧端面上设有卡槽，所述软条卡在所述卡槽内。

进一步，所述间隙内侧边块的侧端面上设有卡槽，所述软条卡在所述卡槽内。

本发明的有益效果是：待检测的弹簧工件放置在转运料盘装置的弹簧芯轴定位装置上，弹簧芯轴定位装置的结构设计可以使弹簧自动定心，并且能够稳定的提供弹簧检测时的支撑作用；转运料盘装置上的弹簧通过安装在转运装置上的弹簧夹具夹持，并运送至检测机构处进行检测，检测完成的弹簧再由转运装置输送至转运料盘装置，同时也可夹取相关的标准弹簧、量具、工装，完成设备的自校准功能。本发明适用性强、结构稳定、能够一站式对弹簧的检测完成并且对弹簧自动定心，提高了工作效率和检测的准确性。

附图说明

图1是本发明一种弹簧自动检测装置的结构示意图。

图2是本发明中机架的结构示意图。

图3是本发明中转运装置的结构示意图

图4是本发明中转运装置的主视图；

图5是本发明中弹簧夹爪的结构示意图；

图6是本发明中夹爪的结构示意图；

图7是本发明中夹爪的上视示意图；

图8是图7中a处的放大图；

图9是本发明中转运料盘装置的结构示意图；

图10是本发明中弹簧芯轴定位装置的结构示意图；

图11是图10的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，需注意的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至11所示，本发明提供了一种弹簧自动检测装置，包括基座100、机架200、转运装置300、弹簧夹具400、检测机构500、和转运料盘装置600。

基座100包括底座、支撑脚和置物的台面1-1；机架200包括龙门框2-1、横梁2-2、z轴导轨2-3和z轴光栅尺2-4，龙门框2-1固定设在基座1的台面上，横梁2-2设在龙门框2-1内的下部，z轴导轨2-3和z轴光栅尺2-4竖直方向设在龙门框2-1上，z轴光栅尺2-4靠近z轴导轨2-3。

转运装置300包括水平设置的中横梁3-7，中横梁3-7两端滑动连接龙门框2-1内框的z轴导轨2-3，x轴丝杠3-3一端连接x轴丝杠驱动机构，x轴丝杠驱动机构为x轴电机3-5，x轴电机3-5固定安装在中横梁3-7的一端，x轴电机3-5的输出轴连接x轴丝杠3-3，x轴丝杠3-3沿着中横梁3-7的长度方向水平设置，x轴丝杠3-3转动连接弹簧夹具400的安装座4-10，横梁3-7侧面还设有x轴导轨3-4，x轴导轨3-4沿着x轴丝杠3-3的方向设置。

弹簧夹具400与x轴导轨3-4上滑动连接，在弹簧夹具400的移动路径上设有x轴光栅尺3-6；中横梁3-7中部转动连接有竖直方向设置的z轴丝杆3-1，z轴丝杆3-1连接有z轴电机3-2，z轴电机3-2固定设在龙门框2-1的顶部。z轴光栅尺2-4竖直设在龙门框2-1的立柱上，z轴光栅尺2-4沿着中横梁3-7移动轨迹设置。弹簧夹具400在x轴丝杠3-3和x轴导轨3-4轨道的作用下实现左、右方向的移动，中横梁3-7在z轴丝杆3-1的作用下在龙门框2-1内上、下方向运动，这样便能实现弹簧夹具400全方位的移动并夹取工件。

弹簧夹具400包括相对设置结构相同的一对夹爪4-1、夹爪气缸4-13和伸缩气缸4-8，夹爪气缸4-13和伸缩气缸4-8安装在安装座4-10，夹爪4-1包括长条形的夹持板4-2，在夹持板4-2的夹持面上设有多个夹持部4-3，多个夹持部4-3在沿着夹持板4-1长度方向均布设置，夹持部4-3的夹持面为凹槽形，凹槽形优选为v型槽，夹持部4-3镶嵌有软条4-7，夹爪4-1通过连板4-9与夹爪气缸4-13固定连接；安装座4-10上还设有压料杆4-11，压料杆4-11一端固定安装在安装座4-10上，压料杆4-11固定压料气缸4-12的输出端，压料杆4-11的工作部对准两个夹爪4-1中间的夹持空间。夹持部4-3的夹持面为凹槽形并且镶嵌有软条4-7，这样既可以在夹持弹簧式进行自动位置补偿，达到自动定心的作用，并且可以保护弹簧表面，避免被夹爪夹伤。

夹持部4-3为包括一中心块4-4和分别设在中心块4-4两侧的边块4-5，边块4-5的表面为一斜面，两个边块4-5的斜面均朝向中间的中心块4-4，边块4-5和中心块4-4之间设有间隙4-6，间隙4-6内镶嵌有软条4-7。间隙4-6内侧边块4-5的侧端面上设有卡槽，软条4-7卡在卡槽内。这种设计的夹持部4-3夹持稳定，位置补偿和定心的效果更好；并且夹爪的通用性强，减少夹具的更换频率，同时夹爪上的夹持部呈交替梳齿状排布，可加拓展可夹持弹簧的截面大小，满足不同大小的弹簧的夹持需要，适用于不同尺寸的弹簧，提高了设备的运行效率和稳定性。

检测机构500设在机架200下方的台面1-1上；检测机构500包括压力检测装置5-1、拉力检测装置5-2、扭力检测装置5-3和视觉检测系统5-4。压力检测装置5-1、拉力检测装置5-2、扭力检测装置5-3和视觉检测系统5-4均安装在台面1-1上。

转运料盘装置600设在机架200下方的台面1-1上，转运料盘装置600设在检测机构500一侧。转运料盘装置600包括弹簧芯轴定位装置6-1、送料轨道6-2、料盘6-3和送料驱动电机6-4，送料轨道6-2安装在台面1-1，料盘6-3设在送料轨道6-2上，送料驱动电机6-4的输出轴连接料盘6-3，料盘6-3设有多个卡孔，弹簧芯轴定位装置6-1卡在卡孔内。料盘上的物料分为装载运送需检测弹簧的上下料区域和标准库区域，上下料区域为包含功能弹簧芯轴，标准库区域包含标准砝码组件、标准弹簧组件、标准量块组件、标准碰针组成。其中上下料区域用于正常的弹簧检测，标准库区域用于设备己校准。可以一站式的对弹簧进行外观、尺寸、力学检测和设备自校准，操作便捷，减轻相关操作者的工作强度，

弹簧芯轴定位装置6-1包括大定位芯轴6-12和小定位芯轴6-13，大定位芯轴6-12一端与小定位芯轴6-13一端通过热套的过盈配合固定连接，具体的大定位芯轴6-12端部开设有连接孔6-17，小定位芯轴6-13一端通过热套的过盈配合方式与安装到连接孔6-17内。大定位芯轴6-12的自由端为一尖头。小定位芯轴采用φ3.2mm高速工具钢棒料，经校直，热处理。大定位芯轴用φ10mm的cr12mov棒料，经热处理。

靠近大定位芯轴6-12另一端的轴杆上通过热套的过盈配合套芯轴定位套6-11，芯轴定位套6-11的周向上设有卡台6-19，卡台6-19用于卡住待测弹簧的底端，芯轴定位套6-11底端的下方套有弹簧垫圈6-14，芯轴定位套6-11外端头安装法兰螺母6-15。芯轴定位套6-11底端、弹簧垫圈6-14和法兰螺母6-15相抵紧。

与小定位芯轴6-13连接一端的大定位芯轴6-12的端部对称设有平台面6-16，两个平台面6-16均与大定位芯轴6-12的轴线平行。平台面6-16用于安装小定位芯轴6-13时与配套的工装使用，用于工装夹紧大定位芯轴6-12。在两个平台面上均设有一消气孔6-18，消气孔6-18连通连接孔6-17。消气孔6-18的作用是当小定位芯轴6-13热套到连接孔6-17内时，会将连接孔6-17的空气从消气孔6-18压迫排出，热套完成后封填高强度密封胶固化，待冷却后内部形成负压，保证小定位芯轴6-13安装的稳定性。

z轴电机3-2、z轴光栅尺2-4、x轴电机3-5、夹爪气缸4-8、压料气缸4-12、压料气缸4-12、压力检测装置5-1、拉力检测装置5-2、扭力检测装置5-3、视觉检测系统5-4、送料驱动电机6-4等部件均接入西门子运动控制系统进行自动化控制。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。