一种高精度行星轮轴的自动化检测装置和检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高精度行星轮轴的自动化检测装置，包括上料单元、综合检测单元、下料单元和桁架机械手，所述上料单元和下料单元分别位于综合检测单元两侧，综合检测单元上方设有桁架机械手，桁架机械手对上料单元实现自动上料、对下料单元实现自动下料。本发明专利技术可实现行星轮轴的高精度检测，测量精度高，检测时无测量力，工件无磨损，无人工测量误差，质量安全风险大幅降低；行星轮轴的检测效率显著提高，并且可实现降本节耗，在降低人工成本的同时减少检测成本。少检测成本。少检测成本。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度行星轮轴的自动化检测装置和检测方法


[0001]本专利技术涉及一种高精度行星轮轴的自动化检测装置和检测方法。

技术介绍

[0002]在装备产品变速箱输出功率越来越高的工况下，传动变速机构要求精度越来越高，行星齿轮轴作为行星传动机构的核心零件，其设计制造也不断呈现高精度发展态势。为满足装备产品高质量装配的需求，行星轮轴的直径尺寸及圆柱度要求常被定为关键要素，需进行100%检测。通常由人工采用外径千分尺、游标卡尺、圆柱度检测仪等进行检测操作，检测数据通过手工进行记录。人工检测常存在检测需时长、检测数据不稳定的现象，形成了生产瓶颈，严重影响装备产品的产出效率。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种结构简单、工作可靠的高精度行星轮轴的自动化检测装置，并提供其检测方法。
[0004]本专利技术解决上述技术问题的技术方案是：一种高精度行星轮轴的自动化检测装置，包括上料单元、综合检测单元、下料单元和桁架机械手，所述上料单元和下料单元分别位于综合检测单元两侧，综合检测单元上方设有桁架机械手，桁架机械手对上料单元实现自动上料、对下料单元实现自动下料。
[0005]上述高精度行星轮轴的自动化检测装置，所述综合检测单元包括电气柜，电气柜上设有支撑架，支撑架中间设有V型气测台，工件放置在V型气测台上，V型气测台两侧对称设有左运动模组和右运动模组，左运动模组上设有左顶尖，左顶尖通过步进电机带动旋转；右运动模组上设有右顶尖，左运动模组和右运动模组上分别装有伺服电机，用以驱动左顶尖、右顶尖做轴向运动；V型气测台正上方设有3D轮廓仪，3D轮廓仪安装在轮廓仪运动模组上，轮廓仪运动模组固定安装在支撑架上，轮廓仪运动模组上装有驱动电机，用于驱动3D轮廓仪前后运动；支撑架上设有实时采集工件各角度直径的气动量仪。
[0006]上述高精度行星轮轴的自动化检测装置，所述左运动模组和右运动模组上设置有限位块，用以限定左顶尖、右顶尖的运动行程。
[0007]一种高精度行星轮轴的自动化检测方法，包括以下步骤：1）将工件放置在上料单元上，桁架机械手依次抓取工件并运送至V型气测台上，完成工件定位，桁架机械手上升一定位置；2）由伺服电机带动左运动模组和右运动模组来实现两侧左顶尖和右顶尖的轴向运动，左顶尖为主回转顶尖，左顶尖和右顶尖同时往工件方向运动，继而顶紧工件；由步进电机带动回转轴实现左顶尖回转，同时带动工件旋转；多通道气动量仪实时采集工件各角度的直径；3）轮廓仪运动模组带动3D轮廓仪运动至工件上方，对工件全长进行扫描并实时采集轮廓数据，同时完成长度尺寸检测；
4）扫描完成后轮廓仪运动模组带动3D轮廓仪回退；5）分析计算，给出检测结果并进行数据存储，并以不同颜色和数字输出超差信息，提示超差位置；6）桁架机械手抓取工件上升，移出综合检测单元，根据检测结果，对合格品与不合格品进行分流；7）桁架机械手退回，等待下一次上料。
[0008]上述高精度行星轮轴的自动化检测方法，所述步骤2）中，步进电机带动工件低速旋转，让工件检测时模拟加工状态，以两端中心孔定位，实现测量基准与加工基准统一，气动量仪的多气路同时对多截面的测量数据进行采集，然后传输给数据处理器，进行分析并计算，从而实现直径和圆柱度的检测。
[0009]上述高精度行星轮轴的自动化检测方法，所述步骤3）中，3D轮廓仪至工件上方，让激光光纤传感器对被测工件行星轮轴表面进行三维轮廓扫描，并实时采集轮廓数据，激光束被一组透镜放大，用以形成一条静态激光线，投射到被测行星轮轴表面上，光学系统将该激光线的漫反射光投射到传感器感光矩阵上，传感器到被测行星轮轴的距离信息，结合控制器通过图像计算沿激光线上的位置；传感器最终输出一组二维坐标值，坐标系的原点与传感器本身相对固定，通过转动被测行星轮轴，然后得出三维测量结果；测量数据通过现场总线输出进行进一步处理，从而实现行星轮轴轴向尺寸的无接触式检测。
[0010]本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术采用“3D轮廓仪+运动模组+双顶尖夹紧机构”联动方式实现行星轮轴轴向尺寸的无接触式检测。
[0011]本专利技术利用激光具备的亮度高、方向性好、单色性好等特点，应用激光三角测量原理, 采用“3D轮廓仪测量模组+双顶尖夹紧机构”联动方式实现行星轮轴的轴向尺寸进行非接触式检测。检测时将行星轮轴置于V型气测台上，然后由伺服电机驱动双顶尖顶紧工件，步进电机带动回转轴实现顶尖回转带动工件低速旋转。此时，轮廓仪运动模组带动3D轮廓仪至适当位置，让激光光纤传感器对被测行星轮轴表面进行三维轮廓扫描，并实时采集轮廓数据，激光束被一组特定透镜放大，用以形成一条静态激光线，投射到被测行星轮轴表面上，高品质的光学系统将该激光线的漫反射光，投射到高度敏感的传感器感光矩阵上，除了传感器到被测行星轮轴的距离信息（Z轴），控制器还可以通过这组图像来计算沿激光线（x轴）上的位置。传感器最终输出一组二维坐标值，坐标系的原点与传感器本身相对固定，通过转动被测行星轮轴，然后可得出三维测量结果。测量数据可通过现场总线输出进行进一步处理，从而轻松快速实现行星轮轴轴向尺寸的无接触式检测。
[0012]2、本专利技术采用“气动量仪+V型气测台+双顶尖夹紧机构
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联动方式实现直径及圆柱度的无接触式检测：本专利技术根据流体力学原理，应用气动测量技术，利用压缩空气作介质，将测量信号转化为气流信号，再通过气电转换器将气流信号转换为电信号进行示值。检测时将行星轮轴置于带有气动气路的V型气测台上，V型气测台的长度尺寸大于行星轮轴的长度尺寸，然后由电伺服电机带动两侧顶尖的进行轴向运动，驱动双顶尖夹紧机构顶紧工件，步进电机带动工件低速旋转，让工件检测时模拟加工状态，以两端中心孔定位，实现测量基准与加工基准统一，减少测量误差。气动量仪的多气路同时对多截面的测量数据进行采集，然后传输给数据处理器，进行分析并计算，从而实现直径和圆柱度等要素微米级的高
精度、高效率检测。
[0013]3、本专利技术可实现行星轮轴的高精度检测，测量精度高，重复测量精度可达0.2μm,检测时无测量力，工件无磨损，无人工测量误差，质量安全风险大幅降低；行星轮轴的检测效率显著提高，每件产品的检测时长≤120S；并且可实现降本节耗，在降低人工成本的同时减少检测成本。
附图说明
[0014]图1为工件行星轮轴的示意图。
[0015]图2为本专利技术综合检测单元的结构示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0017]本专利技术以某装备产品的行星轮轴为例，该零件为台阶轴，总长尺寸为60
±
0.1，直径尺寸分别为φ30g6（
‑
0.007
‑
0.02）及φ25P6(+0.035+0.022)，其中φ30g6（
‑
0.007
‑
0.02）的圆柱度要求为0.003mm,长度尺寸为300
‑
0.1，具体如图1所示。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度行星轮轴的自动化检测装置，其特征在于：包括上料单元、综合检测单元、下料单元和桁架机械手，所述上料单元和下料单元分别位于综合检测单元两侧，综合检测单元上方设有桁架机械手，桁架机械手对上料单元实现自动上料、对下料单元实现自动下料。2.根据权利要求1所述的高精度行星轮轴的自动化检测装置，其特征在于：所述综合检测单元包括电气柜，电气柜上设有支撑架，支撑架中间设有V型气测台，工件放置在V型气测台上，V型气测台两侧对称设有左运动模组和右运动模组，左运动模组上设有左顶尖，左顶尖通过步进电机带动旋转；右运动模组上设有右顶尖，左运动模组和右运动模组上分别装有伺服电机，用以驱动左顶尖、右顶尖做轴向运动；V型气测台正上方设有3D轮廓仪，3D轮廓仪安装在轮廓仪运动模组上，轮廓仪运动模组固定安装在支撑架上，轮廓仪运动模组上装有驱动电机，用于驱动3D轮廓仪前后运动；支撑架上设有实时采集工件各角度直径的气动量仪。3.根据权利要求2所述的高精度行星轮轴的自动化检测装置，其特征在于：所述左运动模组和右运动模组上设置有限位块，用以限定左顶尖、右顶尖的运动行程。4.一种基于权利要求3所述的自动化检测装置的高精度行星轮轴的自动化检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将工件放置在上料单元上，桁架机械手依次抓取工件并运送至V型气测台上，完成工件定位，桁架机械手上升一定位置；2）由伺服电机带动左运动模组和右运动模组来实现两侧左顶尖和右顶尖的轴向运动，左顶尖为主回转顶尖，左顶尖和右顶尖同时往工件方向运动，继而顶紧工件；由步进电机带动回转轴实...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄丽琴，吴昌硕，李素亮，杨帆，刘子聪，楚浩，袁剑平，田海平，谷雨龙，危鑫，肖玉斌，钟玉那，
申请(专利权)人：江麓机电集团有限公司，
类型：发明
国别省市：