[發明專利]一種車輪外徑在線自動測量裝置及其測量方法

有效

• 申請號: 201110006448.0
• 申請日: 2011-01-13
• 公開（公告）號: CN102147235A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 易峻堅;杜金虎;劉愛兵;王洋;余光祥;謝永祥
• 申請（專利權）人: 馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G01B11/08
• 分類號: G01B11/08
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 張小虹

技術領域

本發明涉及盤類零件的測量領域，尤其是涉及一種用于車輪外徑在線自動測量的裝置。

背景技術

車輪外徑測量是盤類零件測量的一部分，盡管目前盤類零件測量方式多種多樣，如滾輪法測量、外徑千分尺測量、氣動法、光柵測量、激光測量等方式，但由于車輪形狀及對測量部位的限制，目前，車輪外徑的測量都是通過專用車輪外徑尺進行離線測量，測量誤差在0.1mm以上；而且，人工使用車輪外徑尺對車輪外徑進行測量，既不能保證測量精度，更不能滿足連續生產的要求，工人的勞動強度也很高。而氣動法、激光測量法等雖然可以達到很高的準確度，但這些方法實施困難，維護工作量大，成本高，難以在生產實踐中推廣應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的問題提供一種車輪外徑在線自動測量裝置及其測量方法，其目的是在線自動完成車輪外徑的測量，滿足車輪外徑在線自動測量及時、準確、可靠的工藝設計要求，實現連續化生產作業。

本發明的技術方案是該種車輪外徑在線自動測量裝置安裝在車輪成品檢測線輸送輥道上，所述的車輪外徑在線自動測量裝置包括支架、升降機構和測量機構，所述的支架采用門式結構，且橫跨于輸送輥道上；所述的升降機構安裝在支架的中部，完成測量機構的升降運動；所述的測量機構安裝在升降機構的下方，所述的測量機構包括位于測量機構本體兩端的用于測量車輪外徑的測頭，測頭沿安裝在測量機構本體下方的直線導軌前進、后退運動，測頭的移動距離由安裝在測量機構本體上的光柵尺讀出，原點由標準規校定。

所述的升降機構由氣缸驅動，升降機構和測量機構采用關節軸承聯接，通過球鉸自由度并施以壓力使測量機構的基準面自適應被測車輪的測量基準面。

所述的測頭通過步進電動機和滾珠絲杠驅動前進、后退運動，測頭安裝在位于測量機構本體下方的測頭基體上，測頭基體上還設有行程開關、與被測車輪踏面圓相接觸的壓頂器以及起緩沖及復位作用的壓簧。

所述的測量機構本體的上方還設有給測頭施加測量力的滑塊，位于滑塊和步進電動機之間設有通過自由支撐支撐的聯軸器；所述的滑塊的內部設有具有過程保護功能的限位開關，所述的限位開關通過絲杠螺母觸發，絲杠螺母壓縮減速彈簧。

所述的升降機構和測量機構通過連接盤連接，且升降機構和測量機構之間設有用于導向的導向桿，所述的升降機構上還設有起平衡作用的配重塊。

所述的測量機構的基準面為位于測量機構本體下方的三個定位塊組成，所述的測量機構本體的中部還設有固定支撐、防塵罩和固定支撐盤。

利用上述所述的車輪外徑在線自動測量裝置進行測量的方法，具體為：

1)當車輪經輸送輥道運送并被定位在測量裝置下方后，控制該測量裝置升降運動的氣缸得到信號開始動作，帶動測量機構向下運動；

2)當定位塊完全接觸被測車輪的輪輞外側時停止，此時，氣缸通過關節軸承施以一定的壓力使測量機構的基準面與被測車輪的測量基準面重合；

3)當測量裝置的定位塊與被測車輪緊密接觸后，測頭部件的驅動裝置兩個步進電動機得到信號同時開始旋轉，帶動滾珠絲杠旋轉，驅動測頭向心運動，當測頭基體上的壓頂器接觸到被測車輪的踏面圓時，行程開關動作，步進電動機繼續旋轉，使滾珠絲杠沿直線導軌帶動絲杠螺母繼續前行，壓縮減速彈簧，通過滑塊給測頭施加一定測量力，確保兩個測頭與被測車輪的踏面圓完全接觸；

4)此時，測量裝置上的光柵尺開始取樣讀數，由于被測車輪幾何圓心無須與測量裝置幾何中心重合，兩光柵尺接觸被測車輪的踏面圓時，兩側數值分別讀入NC系統，與系統中存貯的標準規校定值比較，其差值與標準規數值代數和即為被測車輪實測值，為確保測量準確，兩測頭與被測車輪的踏面圓完全接觸時，NC系統讀取多次光柵尺數值，取其算術平均值，其數值經計算后以直徑形式在計算機屏幕上顯示；其數值經計算后以直徑形式在計算機屏幕上顯示；

5)測量結束，測頭在滾珠絲杠的驅動下先行復位，測量機構在氣缸的作用下復位，完成一次測量。

所述的測頭與被測車輪接觸后，當絲杠螺母前進距離超過5mm仍未停止時，絲杠螺母即觸發限位開關報警并使測頭退出測量。

具有上述結構的一種車輪外徑在線自動測量裝置及其測量方法具有以下優點：

1、該種車輪外徑在線自動測量裝置使盤類零件測量裝置更加完善，與以往車輪外徑測量數顯讀數方式和機械指示表讀數方式相比，測量精度提高到0.05mm，極大的提高了測量的精度，滿足生產工藝需求。