一种活塞销尺寸检测装置的制作方法

本发明适用于汽车发动机活塞销的几何尺寸在线检测，其属于自动化检测技术领域，具体为一种活塞销尺寸检测装置。

背景技术：

目前，活塞销的制造已经实现了自动化生产，但与之与之配套的活塞销检测自动化水平较低。国内大多数生产厂家的检测环节仍然停留在手工抽样的检测方式，在一些生产装备水平较高的工厂内，先进的测量仪器，特别是高端产品设备几乎全部来自进口。人工抽样检测无法保障核心参数的精确测量和零件加工质量，同时会带来人工检测误差，无法满足高质量大规模的要求。而离线的非现场检测，虽然检测精度较高，但大大增加了输送、装夹等辅助时间，更无法实现加工质量的在线反馈与控制。

目前已有的专利中，专利申请号为CN201520851703.5，名称为活塞销总长检具，能够对活塞销长度进行检测，该检具为人工检测，只能判断活塞销长度是否合格，不能对活塞销长度精确检测，且检测内容单一。专利申请号为CN200420061039.6，名称为活塞销检测装置，能够对活塞销外圆直径进行检测，该检具只能对一种型号的活塞销进行检测，且检测内容单一。

因此，确有必要进行改进以解决现有的不足。

技术实现要素：

针对上述现有的不足和生产需要，提供一种活塞销尺寸检测装置，能够同时对五个活塞销的多项几何尺寸进行检测，检测精度高效率高，且能实时反馈检测数据，实现活塞销的在线检测。

本发明采用如下技术方案：一种活塞销尺寸检测装置，具有五个独立的检测模块，主要包括内孔直径测量通规、尺寸底板、外圆测量机构、直柄传感器、传感器固定座、长度测量气动滑台、工件判别结构螺钉、限位板、工件判别机构、固定板、直线导轨、横移气缸、走线槽；其特征在于：四个直线导轨放置于尺寸底板两侧，中间放置外圆测量机构；四个长度测量气动滑台安置于直线导轨上，外圆测量机构由横移气缸带动，横移气缸通过固定板安装在尺寸底板上；尺寸底板对角各安装一个工件判别结构，通过工件判别结构螺钉固定在尺寸底板上；所述长度测量气动滑台上通过传感器固定座安装有直柄传感器，长度测量气动滑台两内侧各布置一个内孔直径测量通规，所述限位板设置在尺寸底板左右二侧，所述走线槽安装在尺寸底板上，便于各种线缆的布置。

本发明所述在尺寸底板中间段上通过定位底座螺钉固定定位底座，定位底座上通过定位块螺钉固定定位块，所述定位块采用V型定位，检测工件活塞销放置在定位块上定位，定位块两侧各安置三个外圆检测测头，具有气动收张功能，上下料时，测头缩回，检测时测头伸出，在三个不同截面检测活塞销的外圆直径；根据活塞销的型号选择相配合的定位，方便活塞销快速更换，实现活塞销的柔性化检测。

本发明所述长度测量气动滑台向中间移动，两个定位面夹紧工件端面，通过直柄传感器检测两个长度测量气动滑台相对位置，从而得到活塞销的长度；长度测量气动滑台上的内孔直径测量通规同时随长度测量气动滑台的移动进入活塞销内孔，内孔直径测量通规能顺利进入工件内孔，表示内孔直径合格；三个尺寸的检测同时进行，有效的提高了活塞销检测的效率。

本发明所述压紧机构将检测工件活塞销压紧在定位块的V型结构上，所述压紧机构由气动推杆、固定支架和压紧杆组成，气动推杆和固定支架都是通过螺钉安装在尺寸底板一侧，固定支架与压紧杆相连，压紧杆位于定位块上方，由气动推杆带动将活塞销压紧在定位块上，防止活塞销在检测过程中发生位移，造成检测的误差。

本发明所述长度测量气动滑台底部安装有弹簧固定螺钉，两套长度测量气动滑台通过气动滑台借助拉簧相连；检测时，关闭气阀，长度测量气动滑台借助气动滑台借助拉簧的拉力向中间移动，两个定位面夹紧工件端面；长度测量气动滑台上所安装的内孔直径测量通规及直柄传感器对活塞销进行检测。检测完毕后，打开气阀，长度测量气动滑台向两侧移动。

本发明所述内孔直径测量通规安装在浮动机构上，具有浮动功能，可根据活塞销内孔的位置进行浮动调节，避免活塞销的同轴度误差造成内孔直径测量通规不能进入活塞销内孔，而误判定为不合格。

本发明所述工件判别结构采用二个光电传感器，一个为光电传感器发射端，一个为光电传感器接收端，工件判别结构用于检测活塞销是否位于定位块上。

本发明所述的活塞销尺寸检测方法，其特征在于方法具体步骤如下：

(1)活塞销由移料机械手抓取后，放置到检测装置定位块上；

(2)活塞销在检测装置上以V型定位，旋转压紧气缸压紧工件上部；

(3)活塞销外圆三个截面，每个截面两个电子气动测头，检测外圆直径；上下料时，测头缩回，检测时电子气动测头伸出，接触工件外圆；

(4)两侧的长度测量气动滑台向中间移动，长度测量气动滑台上两个定位面夹紧工件端面，通过电子测头，检测两个长度测量气动滑台相对位置，从而检测出活塞销的长度；

(5)长度测量气动滑台上的内孔直径测量通规随滑台的移动进入活塞销内孔，通规具有浮动功能，消除工件同轴度误差的影响；通规能顺利进入工件内孔，表示内孔直径合格；

(6)活塞销各尺寸检测完成后，将各项数据实时上传至上位机，可实现对整个制造过程的质量管理。

本发明具有如下有益效果：(1)原有的一些活塞销检测装置为人工抽样检测，无法保障核心参数的精确测量和零件加工质量，同时会带来人工检测误差，造成了批量生产的零件质量有着比较大的波动性，且检测速度慢无法满足大批量的快速检测。现采用自动化检测，五个独立检测模块同时对五个活塞销的外径尺寸、内径尺寸以及活塞销长度进行检测，大大提高活塞销的检测速度及精度；

(2)原有的一些活塞销检测装置为离线检测，增加了输送、装夹等辅助时间，更无法实现加工质量的在线反馈与控制。现采用在线检测方式，具有自主感知、质量统计、故障诊断等功能，及时反馈产品及其制造过程的质量信息，按照这些信息对产品的制造过程实施控制，进行修正和补偿活动，使次废品与返修品率降到最低程度，保证产品质量形成过程的稳定性及其产出产品的一致性，以实现精益生产、智能制造；

(3)通过人工换型方式可对所有主流的四缸发动机的活塞销进行检测，实现一机多用的柔性化测量。

附图说明

图1是活塞销检测模块结构图；

图2是活塞销检测模块主视图；

图3是活塞销检测模块俯视图；

图4是活塞销检测模块A-A剖视图；

图5是活塞销检测模块B-B剖视图。

在图中，气动推杆(1)、固定支架(2)、压紧杆(3)、螺钉(4)、内孔直径测量通规(5)、尺寸底板(6)、外圆测量机构(7)、定位底座螺钉(8)、定位底座(9)、直柄传感器(10)、传感器固定座(11)、长度测量气动滑台(12)、工件判别结构螺钉(13)、限位板(14)、压紧机构(15)、工件判别机构(16)、固定板(17)、直线导轨(18)、横移气缸(19)、外圆检测测头(20)、定位块螺钉(21)、定位块(22)、走线槽(23)、弹簧固定螺钉(24)、气动滑台借助拉簧(25)、浮动机构(26)。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过人工换型方式可对所有主流的四缸发动机的活塞销进行检测，实现一机多用的柔性化检测。换型具体步骤如下：

1.根据活塞销的型号更换五个定位V型块；

2.如活塞销长度变化过大，需要调整外圆测头的位置，以适应对应的检测截面；

3.如活塞销外圆直径相差较大，需要调整外圆直径传感器的预压量；

4.根据活塞销的型号更换内孔直径通规及端面测量块；

5.根据活塞销的型号更换对应的尺寸校准件。

本发明具有五个独立的尺寸检测模块，其独立模块整体结构如图1所示，结构设计紧凑，可同时对活塞销外圆直径、内圆直径以及活塞销长度进行检测。

如图2所示，直线导轨(18)放置于尺寸底板(6)两侧，中间放置外圆测量机构(7)。长度测量气动滑台(12)安置于直线导轨(18)上，由横移气缸(19)带动，横移气缸(19)通过固定板(17)安装在尺寸底板(6)上。活塞销通过定位块(22)定位，压紧机构(15)将活塞销压紧。定位块(22)两侧各安置三个外圆检测测头(20)，具有气动收张功能，上下料时，测头缩回，检测时测头伸出，在三个不同截面检测活塞销的外圆直径。直柄传感器(10)通过传感器固定座(11)安装在长度测量气动滑台(12)上，长度测量气动滑台(12)两侧各布置一个内孔直径测量通规(5)，长度测量气动滑台(12)向中间移动，两个定位面夹紧工件端面，通过直柄传感器(10)检测两个长度测量气动滑台(12)相对位置，从而得到活塞销的长度。长度测量气动滑台(12)上的内孔直径测量通规(5)同时随长度测量气动滑台(12)的移动进入活塞销内孔，内孔直径测量通规(5)能顺利进入工件内孔，表示内孔直径合格。三个尺寸的检测同时进行，有效的提高了活塞销检测的效率。走线槽(23)安装在尺寸底板上，便于各种线缆的布置。

如图3所示，尺寸底板(6)对角各安装一个工件判别结构(16)，通过工件判别结构螺钉(13)固定。采用两个光电传感器，一个为发射端，一个为接收端，用于检测活塞销是否位于定位块(22)上。压紧机构由压紧杆(3)、固定支架(2)和气动推杆(1)组成，压紧杆(3)与固定支架(2)相连，固定支架通过螺钉(4)安装在尺寸底板(6)上，压紧杆(3)位于定位块上方，由气动推杆(1)带动将活塞销压紧在定位块(22)上，防止活塞销在检测过程中发生位移，造成检测的误差。

模块A-A剖视图如图4所示，定位块采用V型定位，定位底座(9)通过定位底座螺钉(8)固定在尺寸底板(6)上。根据活塞销的型号选择相配合的定位块(22)，通过定位块螺钉(21)固定在定位底座(9)上，方便快速更换，实现活塞销的柔性化检测。

模块B-B剖视图如图5所示，长度测量气动滑台(12)底部安装有弹簧固定螺钉(24)，两套长度测量气动滑台(12)通过气动滑台借助拉簧(25)相连。检测时，关闭气阀，气动滑台借助气动滑台借助拉簧(25)的拉力向中间移动，两个定位面夹紧工件端面。长度测量气动滑台(12)上所安装的内孔直径测量通规(5)及直柄传感器(10)对活塞销进行检测。检测完毕后，打开气阀，长度测量气动滑台(12)向两侧移动。内孔直径测量通规(5)安装在浮动机构(26)上，具有浮动功能，可根据活塞销内孔的位置进行浮动调节，避免活塞销的同轴度误差造成内孔直径测量通规(5)不能进入活塞销内孔，而误判定为不合格。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明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发明。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，本发明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发明内。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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。