CN103673958B - 一种钢管测长装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢管测长装置，包括长臂支架（1）、导轨（20）、支架底座、推板（4）、连接盒（3）、第一杆（11）、第二杆（12）、感应块（10）、粗弹簧（14）、细弹簧（15）、以及三个接近开关（21，22，23）。所述的支架可依靠安装在支架底座上的电机为动力沿导轨方向来回移动，所述的接近开关均安装在连接盒上，所述感应块安装在第二杆上，当感应块运动至第一、二接近开关的位置时，支架底座上的电机停转，由电机编码器计算出连接盒所移动的距离从而计算出钢管长度。本发明采用齿轮齿条驱动测长，适合长管测量，并且设置了辅助齿轮，增强了动力系统的稳定性和耐久性，具有结构简单实用、操作方便、测量准确的优点。

Description

一种钢管测长装置

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其是一种钢管测长装置，适用于机械手臂抓取钢管前的钢管测长。

背景技术

目前针对钢管的测长装置也有很多，大部分结构都比较复杂，操作繁琐，有的不适合用于方管切割机上。现有的测长装置中利用的弹簧每次压缩时间都不短，如果只用一根细弹簧，使用时间久了会增加系统误差。

此外，现有的测长装置很多采用贵重的测量仪器，部件价格昂贵，从而提高了生产成本，不利于大规模的使用。

为了反馈电机的总旋转角度进而得出测长装置的移动距离，在电机上装上电机编码器。伺服电机编码器是安装在伺服电机上用来测量磁极位置和伺服电机转角及转速的一种传感器，使用方便，运行稳定，精度基本达到要求，在现代工业中被广泛使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简便的适合用于工程实际的钢管测长装置，并可将长度数据传入控制系统，从而控制机械手臂对钢管的抓取位置。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现的：

一种钢管测长装置，所述测长装置包括长臂支架、导轨、支架底座、推板、连接盒、第一杆、第二杆、感应块、粗弹簧、细弹簧、以及三个接近开关，所述支架与连接板固定连接，所述支架设置在支架底座上，所述导轨置于底座上，底座位于机架上，随导轨一起运动，底座上装有电机，其用于驱动主动齿轮，所述机架上配有齿条与上述齿轮相啮合，使得电机转动时测长装置可沿着整个机架纵向移动，在所述长臂支架的底座上沿着平行于导轨方向设置一个辅助从动齿轮，所述从动齿轮也与机架上设置的齿条相啮合；

所述连接板上连接有推板、连接盒，所述推板用于推动钢管前进，第一杆和第二杆设置在所述连接盒中，在所述第一杆上装有粗弹簧、细弹簧，所述粗弹簧、细弹簧中间由钢块连接，弹簧两端分别用挡块、内套筒挡住，所述感应块设置在第二杆上，所述的三个接近开关依次并列固定在所述连接盒上。

其中第三接近开关碰到感应块时信号会传到控制系统，从而反馈回电机使得电机减速，缓慢前进，直到第二接近开关碰到感应块，电机停转。

本发明中的支架沿着导轨方向的移动是依靠齿轮齿条驱动，单个齿轮的啮合驱动容易造成支架运动不稳定。以前都只采用单个齿轮与直线齿条啮合驱动，这样对于导轨要求很高，导轨精度不高容易造成支架移动时在导轨上卡住，对导轨的磨损很大，影响使用寿命。本发明由电机带动主齿轮与齿条啮合驱动，此外沿着导轨方向安装一个辅助齿轮，同时与齿条啮合，从而使得测长装置运行稳定，能有效的提高精度。

发明采用的测长装置结构简单，成本低廉，采用电机的编码器就可以计算出钢管长度。三个接近开关使得减速--测量--保护一体化，整个测长装置的各个部件价格都很低廉，非常适合用于工程实际，用于大批量生产中实用。电机带动齿轮，再由齿轮齿条传递动力，使得测长装置适用于长管测量。这种钢管测长装置，在测量头接触管端时对预紧弹簧的压缩量根据管长不同也不尽相同。在钢管测长后将数据传递给机械手臂，以针对不同的钢管长度确定机械手臂的抓取位置，从而保证激光切割机对钢管切割的稳定性和精度。采用以上技术方案的钢管测长装置，结构简单，使用方便，价钱低廉，使用周期长。使用三个接近开关，不仅可以测量钢管长度，而且可以起到缓冲保护作用。

附图说明

图1是本发明的方管激光切割机管长测长装置的整体结构立体示意图；

图2是本发明的方管激光切割机管长测长装置的整体结构示意图；

图3是测长装置沿着连接板方向的横截面示意图。

在所有的附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中，1-长臂支架2-连接板3-连接盒4-推板5-挡板6-外套桶7-内套筒8-刚块9-挡块10-感应块11-第一杆12-第二杆13-盖板14-粗弹簧15-细弹簧16-螺母17-电机18-主动齿轮19-从动齿轮20-导轨21-第一接近开关22-第二接近开关23-第三接近开关

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-3所示，本发明的测长装置主要包括导轨20、底座、长臂支架1、推板4、连接盒3、第一杆11、第二杆12、感应块10、粗弹簧14、细弹簧15、三个接近开关21-23。长臂支架1上固定连接有连接板2，所述导轨20置于底座上，长臂支架1设置在底座上，底座位于机架上，随底座导轨20一起运动，底座上装有电机17，其用于驱动齿轮18，所述机架上配有齿条与上述齿轮相啮合，使得电机18转动时测长装置可沿着整个机架纵向（长臂支架底座导轨20方向）移动。在长臂支架1的底座上沿着平行于导轨20方向设置一个辅助从动齿轮19，这样保证运行的稳定性。

连接板2上连接有推板4，连接盒3，第一杆11和第二杆12装在连接盒3中，在第一杆11上装有粗细两个预紧弹簧，中间由钢块8连接，弹簧两端分别用挡块9、内套筒7挡住，使用内套筒7可以有效的固定住弹簧。感应块10设置在第二杆12上，所述的三个接近开关依次并列固定在连接盒3上。

本发明的工作过程为：长臂支架1在电机17的驱动下带动着整个测长装置向着钢管的方向移动，直到推板4靠上钢管并推动着钢管向着方管切割机远离测长装置一端的箱体外板移动。当钢管另一端靠上箱体外板后，第一杆11、第二杆12以及固定在第二杆12上的感应块10随着钢管停止向前运动，此时在电机17的驱动下，连接盒3和固定在其上的接近开关还继续向着钢管移动，此时开始压缩预紧弹簧14、15，接近开关向着感应块10移动，当第三接近开关23碰到感应块10时信号会传到控制系统，从而反馈回电机使得电机17减速，缓慢前进。直到第二接近开关22碰到感应块10，电机17停转。此时由电机的编码器可以得到长臂支架1向前移动的距离，由于长臂支架1的原点位置时确定的，原点位置距离钢管顶住的箱体外板的距离是确定的，从而系统可以计算出钢管的长度，并将钢管的长度数据传回控制部分，控制三个机械手臂对钢管的抓取位置。通过第三接近开关23的减速作用，第二接近开关22的测量作用，第一接近开关21的保护作用，从而实现减－测量－保护一体化。

综上所述，按照本发明的钢管测长装置结构简单、造价低廉、适用范围广、稳定性好。该测长结构适合长时间反复不断地使用，并由电机编码器就可以计算出钢管长度，可以用于很多管件加工设备中。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种钢管测长装置的测长方法，其特征在于，所述测长装置包括长臂支架(1)、导轨(20)、支架底座、推板(4)、连接盒(3)、第一杆(11)、第二杆(12)、感应块(10)、粗弹簧(14)、细弹簧(15)、以及接近开关(21，22，23)，其中，

所述支架(1)设置在支架底座上并与连接板(2)固定连接，所述导轨(20)置于底座上，底座位于机架上，随导轨(20)一起运动，底座上装有电机(17)，其用于驱动主动齿轮(18)，所述机架上配有齿条与上述齿轮相啮合，使得电机(17)转动时测长装置可沿着整个机架纵向移动，在所述长臂支架(1)的底座上沿着平行于导轨(20)方向设置一个辅助从动齿轮(19)，所述从动齿轮也与机架上设置的齿条相啮合；

所述连接板(2)上连接有推板(4)和连接盒(3)，所述推板(4)用于推动钢管前进，所述第一杆(11)和第二杆(12)设置在所述连接盒(3)中，在所述第一杆(11)上装有粗弹簧(14)、细弹簧(15)，所述粗弹簧(14)、细弹簧(15)中间由钢块(8)连接，弹簧两端分别用挡块(9)、内套筒(7)挡住，所述感应块(10)设置在第二杆(12)上，所述接近开关(21，22，23)固定在所述连接盒(3)上；其中接近开关(21，22，23)为多个，其中第三接近开关(23)碰到感应块(10)时信号会传到控制系统，从而反馈回电机使得电机(17)减速，缓慢前进，直到第二接近开关(22)碰到感应块(10)，电机(17)停转；

所述测长方法具体过程为：所述长臂支架(1)在所述电机(17)的驱动下带动着整个测长装置向着钢管的方向移动，直到所述推板(4)靠上钢管并推动着钢管向着钢管切割机远离测长装置一端的箱体外板移动；当钢管另一端靠上箱体外板后，所述第一杆(11)、第二杆(12)以及固定在第二杆(12)上的感应块(10)随着钢管停止向前运动，此时在电机(17)的驱动下，连接盒(3)和固定在其上的接近开关还继续向着钢管移动，此时开始压缩所述粗弹簧(14)、细弹簧(15)，接近开关向着感应块(10)移动，当其中第三接近开关(23)碰到感应块(10)时信号会传到控制系统，从而反馈回电机使得电机减速，缓慢前进；直到第二接近开关(22)碰到感应块(10)，电机(17)停转；此时由电机的编码器可以得到长臂支架(1)向前移动的距离，由于长臂支架(1)的原点位置时确定的，原点位置距离钢管顶住的箱体外板的距离是确定的，从而系统可以计算出钢管的长度，并将钢管的长度数据传回控制部分，控制三个机械手臂对钢管的抓取位置，通过第三接近开关(23)的减速作用，第二接近开关(22)的测量作用，第一接近开关(21)的保护作用，从而实现减速-测量-保护一体化。