專利名稱：軸瓦厚度自動檢測分選機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造屬于厚度測量技術(shù)，涉及軸瓦厚度自動測量和自動分選設(shè)備。
背景技術(shù)：
軸瓦又稱軸襯，是汽車及內(nèi)燃機(jī)行業(yè)中生產(chǎn)量與消耗量很大的配件。軸瓦呈半圓柱形狀，其厚度尺寸是由軸瓦中心對稱平面內(nèi)距上下底面5mm處軸瓦內(nèi)外圓柱面的半徑差來確定的，可稱測點(diǎn)1和測點(diǎn)2。軸瓦厚度尺寸精度要求很高，需要高精度生產(chǎn)設(shè)備才能達(dá)到要求，但生產(chǎn)成本太高。為此多采用分組互換裝配法，即將精度放寬到經(jīng)濟(jì)精度，用普通設(shè)備生產(chǎn)出軸瓦。再進(jìn)行精密測量與分選，根據(jù)測量結(jié)果，將軸瓦和軸按分選尺寸進(jìn)行分組裝配，使軸瓦既達(dá)到高精度使用要求，又降低成本。目前通常使用機(jī)械量具人工檢測軸瓦厚度，其測量精度低，難以對軸瓦進(jìn)行自動分級分檔，按分組互換裝配法進(jìn)行生產(chǎn)，故不能滿足中高檔市場要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明創(chuàng)造是要設(shè)計(jì)一種對軸瓦厚度能自動檢測、自動分選的系統(tǒng)設(shè)備，能夠?qū)S瓦高效、高精度的進(jìn)行自動檢測、自動分選，以便與軸分組裝配。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明創(chuàng)造的中心內(nèi)容是設(shè)計(jì)一套由PLC控制系統(tǒng)自動控制的機(jī)械系統(tǒng)裝置，即安裝在機(jī)體平臺上的分料機(jī)構(gòu)、進(jìn)料機(jī)構(gòu)、測量機(jī)構(gòu)及分選機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明創(chuàng)造的顯著優(yōu)點(diǎn)采用本系統(tǒng)裝置，可以對軸瓦按一定節(jié)拍；依次有序地進(jìn)行連續(xù)自動地分料、進(jìn)料、檢測軸瓦厚度和分選，按軸瓦測量結(jié)果自動分檔存儲使用。測量精度高，測量誤差為±1um，效率高，測量一個循環(huán)時間≤6秒。


圖1為軸瓦厚度自動檢測分選機(jī)的總體工作原理圖；圖2為本機(jī)械系統(tǒng)裝置俯視各部件的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖；圖3為分料機(jī)構(gòu)正視示意圖；圖4為圖3的左視示意圖；
圖5為進(jìn)料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為檢測機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為分選機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施方式
參照上述附圖，對本發(fā)明創(chuàng)造技術(shù)方案的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明創(chuàng)造所述軸瓦厚度自動檢測分選機(jī)的總體工作原理，如圖1所示。由PLC控制系統(tǒng)控制軸瓦依次有序地按一定節(jié)拍自動分料、進(jìn)料、檢測和分選，有計(jì)算機(jī)對軸瓦厚度檢測結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理，經(jīng)PLC控制系統(tǒng)，依據(jù)檢測結(jié)果對軸瓦厚度進(jìn)行自動分選、存儲，供給與軸分組互換裝配。PLC自動控制系統(tǒng)包括氣缸13個，其中分選氣缸5個、分料氣缸2個、測量垂直上下運(yùn)動氣缸2個、測量氣缸1個、光柵量規(guī)氣缸1個、撥叉(機(jī)械手)運(yùn)動氣缸2個；控制氣缸動作的電磁閥13個；光柵量規(guī)1個；生產(chǎn)線驅(qū)動電機(jī)2只，其中分選電機(jī)為制動電機(jī)；磁性開關(guān)26個；光電開關(guān)3個。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容是設(shè)計(jì)一套由PLC控制系統(tǒng)控制的機(jī)械系統(tǒng)裝置，即軸瓦的分料機(jī)構(gòu)A、進(jìn)料機(jī)構(gòu)B、測量機(jī)構(gòu)C及分選機(jī)構(gòu)D。四個機(jī)構(gòu)緊密相連安裝在工作臺面P上，如圖2所示。
分料機(jī)構(gòu)A的結(jié)構(gòu)如圖3、圖4所示。分料機(jī)構(gòu)由傳送帶，二分料氣缸與二分料擋板和軸瓦通道寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，由控制電機(jī)傳動滾筒1帶動傳送帶2和軸瓦3一起向右移動，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)手輪4經(jīng)兩測方管5內(nèi)調(diào)節(jié)塊6可使?jié)L筒1移動，調(diào)節(jié)傳送帶的張緊力，為防止傳送帶向下彎曲，在傳送帶下面設(shè)有托板21，托板裝在方管5上；在裝有手輪22的左右反向螺紋的絲桿15、16上安裝特制螺紋的左、右調(diào)節(jié)器17、18，左、右調(diào)節(jié)器與上、下壓板19、20用螺母25、26緊固，上、下壓板安裝在托板21上，上托板19上安裝軸瓦通道寬度擋板23，轉(zhuǎn)動手輪22經(jīng)左、右調(diào)節(jié)器17、18，使上壓板帶動擋板23反向同步移動；這樣就能達(dá)到某種軸瓦所需要的左右二擋板23的寬度(軸瓦通道的寬度)；傳送帶2右端為分料區(qū)，有后氣缸7和前氣缸8，二氣缸裝在平臺30上，平臺通過后立柱24和前立柱12與方管內(nèi)固定塊29安裝連接，后氣缸7、前氣缸8的活塞桿分別連接后擋板9和前擋板10，后氣缸7有防轉(zhuǎn)擋板11，防止后氣缸7工作時轉(zhuǎn)動，前立柱12下部有方形套筒，與前擋板10組合一起能防止前氣缸8轉(zhuǎn)動，后擋板9和前擋板10分別由后氣缸7和前氣缸8控制其有序地先后上、下移動，達(dá)到對軸瓦通道適時地開和關(guān)的作用，使軸瓦逐個分開，當(dāng)軸瓦進(jìn)入分料區(qū)后，后擋板9向下關(guān)閉延時，阻止后續(xù)軸瓦不能同時進(jìn)入分料區(qū)，接著前擋板10向上開啟延時后，傳送分料區(qū)內(nèi)的一塊軸瓦進(jìn)入進(jìn)料區(qū)，前擋板10再向下關(guān)閉延時，而后擋板9向上開啟延時，使下一塊軸瓦進(jìn)入分料區(qū)，這樣周而復(fù)始，保證生產(chǎn)流水線能按節(jié)拍有序地獲得需要自動檢測、分選的軸瓦。當(dāng)傳送帶上無軸瓦時，傳送帶上透射型防空光電探測器13立即報(bào)警，機(jī)器暫停，人工上軸瓦后，機(jī)器便自動運(yùn)轉(zhuǎn)。
進(jìn)料機(jī)構(gòu)B如圖5所示，有一塊連接板32，其上表面與傳送帶2的上表面以及檢測臺38的平面齊平；有一個撥叉機(jī)構(gòu)(機(jī)械手)，其中有兩個半V形組成的撥叉34，各個V字形間距均布，工作臺上裝有氣缸37，在氣缸37上安裝氣缸36，撥叉34經(jīng)接口板35與氣缸36安裝連接，氣缸36能帶動撥叉34前后移動，氣缸37能帶動氣缸36連同撥叉左右移動。用V型塊對圓柱狀軸瓦定位比較理想；如果用氣缸直接將軸瓦從分料機(jī)構(gòu)的傳送帶出口到檢測臺，又推到分選機(jī)構(gòu)的傳送帶，需要相當(dāng)長的距離，氣缸37行程要很大，為此撥叉做成三個均布的V字型機(jī)構(gòu)，又由于氣缸36能帶動撥叉前后移動，使得軸瓦3從分料機(jī)構(gòu)的傳送帶出口到檢測臺，再到分選機(jī)構(gòu)的傳送帶的整個工藝流程，利用三個V字型撥叉，氣缸37可以分段工作，使氣缸37實(shí)際長度大大縮短。撥叉34推動軸瓦3沿準(zhǔn)確地導(dǎo)向條14移動，撥叉左面的V字接住分料機(jī)構(gòu)A的傳送帶出口處的軸瓦3，由氣缸37向右?guī)咏?jīng)連接平板32沿導(dǎo)向條14到檢測預(yù)備位33，然后氣缸36帶動撥叉34后移，氣缸37向左推動撥叉，使中間V形對準(zhǔn)軸瓦，而左面V形對準(zhǔn)下一個進(jìn)料的軸瓦，氣缸36向前推動撥叉接觸軸瓦3，氣缸37向右推動第一只軸瓦到檢測臺38，氣缸36又后移后，氣缸37再將撥叉向左推動一個節(jié)距，使右面V字形對準(zhǔn)第一只軸瓦，氣缸36向前，使右V字形接觸軸瓦，氣缸37向右拉動，可使經(jīng)檢測后的軸瓦推動到分選傳送帶61上，完成一個軸瓦3的工作流程。接著，第二只軸瓦依次進(jìn)行，一般撥叉上每個V字形都對應(yīng)有一塊軸瓦，構(gòu)成按節(jié)拍循環(huán)進(jìn)行的生產(chǎn)流水線。導(dǎo)向條14的內(nèi)側(cè)面與前擋板10的外表面齊平，將分料機(jī)構(gòu)A與進(jìn)料機(jī)構(gòu)B相連接。
測量機(jī)構(gòu)C如圖6所示，有立柱40，立柱上安裝連接軸瓦測點(diǎn)1(上測點(diǎn))氣缸41和軸瓦測點(diǎn)2(下測點(diǎn))氣缸42，氣缸42下部連接燕尾槽機(jī)構(gòu)43和測量氣缸49，測量氣缸49的運(yùn)動機(jī)構(gòu)與測量弓型架45連接，弓型架45右側(cè)裝有帶氣缸的光柵量規(guī)46、左側(cè)裝有零位測量頭52，測量氣缸49的固定機(jī)構(gòu)上裝有可調(diào)測量V型塊座50及可調(diào)測量V型塊48，零位測頭52與光柵量規(guī)46的光柵測頭51軸線和可調(diào)測量V型塊的角平分線在同一條直線上。整個測量過程分為零位校準(zhǔn)、軸瓦測點(diǎn)1測量與軸瓦測點(diǎn)2測量。零位校準(zhǔn)時測量氣缸49帶動測量弓型架45、零位測頭52與光柵量規(guī)46一起移動，而可調(diào)測量V型塊48不動，光柵量規(guī)46的內(nèi)部氣缸驅(qū)動的光柵測頭51向外運(yùn)動，使光柵測頭51向前穿過測量V形塊48的中孔與零測頭52接觸，計(jì)算機(jī)讀取光柵信號，測得零位值。軸瓦測點(diǎn)1(上測點(diǎn))的測量測點(diǎn)1氣缸41向下運(yùn)動，在測量位的軸瓦位于零位測頭和測量V型塊48之間，驅(qū)動測量氣缸49移動弓形架45，使零位測頭52與可調(diào)測量V形塊48夾緊軸瓦，并使軸瓦在可調(diào)測量V形塊48中正確定位，在軸瓦對稱中心平面內(nèi)，零位測頭接觸軸瓦內(nèi)圓柱面，光柵量規(guī)46的內(nèi)部氣缸驅(qū)動光柵測頭51向前穿過測量V形塊48的中孔與軸瓦外圓柱面接觸，計(jì)算機(jī)讀取光柵信號，完成測點(diǎn)1的測量，測點(diǎn)1的測量結(jié)果與零位值之差為軸瓦測點(diǎn)1的厚度值。測點(diǎn)2的測量有測點(diǎn)2氣缸42代替測點(diǎn)1氣缸41，其測量過程與測點(diǎn)1測量相同，測點(diǎn)2的測量結(jié)果與零位值之差為軸瓦測點(diǎn)2的厚度值。測量過程中由測量氣缸49帶動弓形架45與零位測頭52向前移動，將軸瓦推入測量V形塊48，夾緊軸瓦，實(shí)現(xiàn)軸瓦可靠的自動定位于測量V形塊48內(nèi)。軸瓦定位后，光柵量規(guī)46的內(nèi)部氣缸驅(qū)動光柵測頭51與軸瓦外圓柱面接觸而實(shí)現(xiàn)自動瞄準(zhǔn)。軸瓦完成自動定位和瞄準(zhǔn)后，由計(jì)算機(jī)自動讀取光柵量規(guī)46的數(shù)據(jù)，完成自動檢測讀數(shù)功能。其中燕尾槽機(jī)構(gòu)43的作用是前后調(diào)節(jié)測量氣缸49的位置，同步改變測量弓架45及其零位測頭52，可調(diào)測量V塊48的位置，使得測量時軸瓦位于零位測頭52與可調(diào)測量V塊48之間，以適應(yīng)不同大小軸瓦測量的需要。檢測臺上設(shè)有顯示有無軸瓦的反射型防空光電探測器53，有軸瓦時，進(jìn)行自動測量，無軸瓦時，不發(fā)生測量動作，并繼續(xù)進(jìn)軸瓦。撥叉34可將測量完的軸瓦送到分選傳送帶上；測量預(yù)備位33、導(dǎo)向條14使進(jìn)料機(jī)構(gòu)B與測量機(jī)構(gòu)C相連。
分選機(jī)構(gòu)D如圖7所示，由控制電機(jī)傳動軸62帶動滾筒60，步進(jìn)傳動分選傳送帶61，在傳送帶61下面有托板放在前、后方管59、63上，傳送帶61上均布有相應(yīng)編碼的分選氣缸54、55、56、57、58，對應(yīng)每個分選氣缸有相應(yīng)編碼的軸瓦存儲槽，5個分選存儲槽由存儲臺65內(nèi)的隔板64構(gòu)成，傳送帶托板與存儲臺制成一體，托板為存儲臺的底板。測量機(jī)構(gòu)C經(jīng)分選預(yù)備位39與分選機(jī)構(gòu)D相連。軸瓦的分選過程由撥叉34送下一個軸瓦到測量工位的同時，把已測量完的前一只軸瓦經(jīng)分選預(yù)備位39到分選傳送帶61上，啟動分選電機(jī)，分選電機(jī)前進(jìn)一步，步長等于二分選氣缸的中心距，將軸瓦向前傳送到前一個分選工位上；由PLC控制系統(tǒng)判斷數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)(軸瓦分擋編碼)與分選傳送帶上相應(yīng)工位編碼號是否一致，如果是，則啟動相應(yīng)工位上的分選氣缸，推送軸瓦到相應(yīng)存儲槽內(nèi)；如果不是，則傳遞軸瓦分擋編碼數(shù)據(jù)到下一工號位對應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，等待下一次分選。關(guān)鍵是5個分選存儲槽與5個分選氣缸均與分選傳送帶上軸瓦的5個分選工位彼此相互對應(yīng)。存儲臺65上裝有檢測軸瓦滿槽的反射型光電探測器67與全反鏡66，當(dāng)五個分選槽的一個分選存儲槽充滿軸瓦時光電探測器67無法接收來自全反鏡66的紅外反射光，機(jī)器自動報(bào)警，御下軸瓦后，機(jī)器恢復(fù)正常。
權(quán)利要求1.軸瓦厚度自動檢測分選機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)裝置，其特征是主要由安裝在機(jī)體平臺上的分料機(jī)構(gòu)(A)、進(jìn)料機(jī)構(gòu)(B)、測量機(jī)構(gòu)(C)及分選機(jī)構(gòu)(D)組成。
2.按權(quán)利要求1所述軸瓦厚度自動檢測分選機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)裝置，其特征是分料機(jī)構(gòu)(A)，由控制電機(jī)傳動滾筒(1)帶動傳送帶(2)及其上的軸瓦(3)向右移動，傳送帶有托板(21)支撐，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)手輪(4)經(jīng)方管(5)內(nèi)調(diào)節(jié)塊(6)可使?jié)L筒(1)移動；在裝有手輪(22)的左右反向螺紋的絲桿(15)、(16)上安裝特制螺紋的左、右調(diào)節(jié)器(17)、(18)，并與上、下壓板(19)、(20)用螺母(25)、(26)緊固，上、下壓板安裝在托板(21)上，上托板(19)與擋板(23)連接，轉(zhuǎn)動手輪(22)經(jīng)左、右調(diào)節(jié)器(17)、(18)，使與軸瓦(3)兩側(cè)的二擋板(23)反向同步移動；傳送帶(2)右端為分料區(qū)，有后氣缸(7)、前氣缸(8)，二氣缸活塞桿分別連接后擋板(9)、前擋板(10)，二擋板由氣缸控制有序先后上、下移動；后氣缸(7)有防轉(zhuǎn)擋板(11)，下部有方形套筒的前立柱(12)與前擋板(10)一起組合防前氣缸轉(zhuǎn)動；傳送帶上裝有透射型防空光電探測器(13)。
3.按權(quán)利要求1所述軸瓦厚度自動檢測分選機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)裝置，其特征是進(jìn)料機(jī)構(gòu)(B)的連接板(32)上表面與傳送帶(2)上表面以及檢測臺(38)平面為同一平面；有兩個半V形組成的撥叉(34)，各個V字形間距均布，氣缸(37)安裝在工作臺上，在氣缸(37)上安裝氣缸(36)，撥叉(34)經(jīng)接口板(35)安裝在氣缸(36)上，氣缸(36)帶動撥叉(34)能前后移動，而氣缸(37)帶動氣缸(36)連同撥叉(34)能左右移動；導(dǎo)向條(14)的內(nèi)側(cè)面與前擋板(10)的外表面齊平，將分料機(jī)構(gòu)與進(jìn)料機(jī)構(gòu)相連接。
4.按權(quán)利要求1所述軸瓦厚度自動檢測分選機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)裝置，其特征是測量機(jī)構(gòu)(C)有立柱(40)安裝連接軸瓦測點(diǎn)1氣缸(41)和測點(diǎn)2氣缸(42)，測點(diǎn)2氣缸(42)連接燕尾槽機(jī)構(gòu)(43)、測量氣缸(49)，測量氣缸連接測量弓型架(45)、可調(diào)測量V型塊(48)和測量V型塊座(50)，弓型架裝有帶氣缸的光柵量規(guī)(46)和零位測頭(52)；零位校準(zhǔn)時、帶氣缸的光柵量規(guī)(46)與零位測頭(52)接觸；測量軸瓦測點(diǎn)1、2時，軸瓦(3)置于零位測頭和測量V型塊(48)之間，零位測頭與軸瓦(3)內(nèi)圓柱面接觸，隨氣缸移動的光柵量規(guī)的光柵測頭(51)穿過可調(diào)測量V型塊(48)中孔與軸瓦(3)外圓柱面接觸；零位測頭(52)與光柵測頭(51)軸線與測量V型塊(48)的角平分線在同一條直線上；檢測臺(38)的導(dǎo)向條(14)上裝有反射型防空光電探測器(53)；測量預(yù)備位(33)、導(dǎo)向條(14)使進(jìn)料機(jī)構(gòu)與測量機(jī)構(gòu)相連。
5.按權(quán)利要求1所述軸瓦厚度自動檢測分選機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)裝置，其特征是分選機(jī)構(gòu)(D)有控制電機(jī)傳動軸(62)帶動滾筒(60)步進(jìn)傳動分選傳送帶(61)上軸瓦(3)，傳送帶(61)下面有托板放在前、后方管(59)、(63)上，存儲臺(65)與托板一體，存儲臺內(nèi)設(shè)有存儲槽隔板(64)，形成5個分選存儲槽，5個分選存儲槽與5個分選氣缸(54)、(55)、(56)、(57)、(58)均與分選傳送帶(61)上軸瓦的5個分選工位彼此對應(yīng)；存儲臺(65)上裝有檢測軸瓦滿槽的反射型光電探測器(67)和全反鏡(66)；測量機(jī)構(gòu)(C)經(jīng)分選預(yù)備位(39)與分選機(jī)構(gòu)(D)相連。
專利摘要軸瓦厚度自動檢測分選機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)裝置。它主要由分料機(jī)構(gòu)、進(jìn)料機(jī)構(gòu)、測量機(jī)構(gòu)及分選機(jī)構(gòu)組成。分料機(jī)構(gòu)由傳送帶，二分料氣缸與二分料擋板和軸瓦通道寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成；進(jìn)料機(jī)構(gòu)由二進(jìn)料氣缸、導(dǎo)向條和一塊等距三V撥叉組成；測量機(jī)構(gòu)有控制測點(diǎn)1、2位置的二氣缸、連接燕尾槽機(jī)構(gòu)、測量氣缸、測量弓形架、可調(diào)V型塊、光柵量規(guī)和零位測頭；分選機(jī)構(gòu)有步進(jìn)傳動的分選傳送帶、5個分選氣缸和具有5個分選存儲槽的分選臺組成，分選傳送帶上設(shè)有5個分選工位，分別對應(yīng)5個分選存儲槽和5個分選氣缸，根據(jù)測量結(jié)果對軸瓦進(jìn)行自動分選。本系統(tǒng)裝置用于軸瓦厚度自動檢測與自動分選。
文檔編號G01B11/06GK2656940SQ0320974
公開日2004年11月17日 申請日期2003年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月11日
發(fā)明者單越康, 張樹生, 周銘, 徐根生, 錢曉耀, 徐向紘, 郭世行, 馮愛明, 金尚忠 申請人:中國計(jì)量學(xué)院