CN108917629A - 球墨铸铁球化度无损测量设备及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了球墨铸铁球化度无损测量设备及其测量方法。属于球体球化度测量技术领域。通过让球墨铸铁球在水平面上滚动，然后通过测量球墨铸铁球在滚动过程中未遮挡光的光强度大小或未遮挡光的光强度大小的变化率来判断球墨铸铁球的直径大小或球化度是否合格。包括控制器、数据处理模块和竖直管；在竖直管内设有水平板；在水平板上方的竖直管的左右管壁上分别设有左矩形孔和右矩形孔；在左右矩形孔处的竖直管的外管壁上分别设有左遮光罩和右遮光罩，在左右遮光罩内分别设有光发射机构和光接收机构；数据处理模块、光发射机构的控制端、光接收机构的控制端、换向电机的控制端和球万向滚动机构的控制端分别与控制器连接。

Description

球墨铸铁球化度无损测量设备及其测量方法

技术领域

本发明涉及球体球化度测量技术领域，具体涉及球墨铸铁球化度无损测量设备及其测量方法。

背景技术

目前，球化率是球墨铸铁球的重要质量指标之一，一般采用金相法进行测量。其过程包括：从球墨铸铁球本体切取试样、试样抛磨、腐蚀、显微镜观察等，工作量大，只能进行抽样测量，不适合大批量生产进行100％的测量。

发明内容

本发明是为了解决现在对球墨铸铁球球化度测量存在不易测量且工作量大的不足，提供一种通过让球墨铸铁球在水平面上滚动，然后通过测量球墨铸铁球在滚动过程中未遮挡光的光强度大小或未遮挡光的光强度大小的变化率来判断球墨铸铁球的直径大小或球化度是否合格，容易测量，测量工作量小，自动化程度高，能将次品与合格品分开存放的球墨铸铁球化度无损测量设备及其测量方法。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：

球墨铸铁球化度无损测量设备，包括控制器、数据处理模块、存储器、内管腔横截面呈矩形面的竖直管、上料机构、进球软管、出球软管、三通管、合格品存储箱和次品存储箱；在竖直管内设有水平板；在竖直管的上管口设有遮光盖；在水平板上方的竖直管的左管壁上设有左矩形孔，在水平板上方的竖直管的右管壁上设有与左矩形孔水平正对布置的右矩形孔，并且左矩形孔的水平孔心线离水平板上表面的高度与右矩形孔的水平孔心线离水平板上表面的高度相等，左矩形孔的下边沿到水平板的上表面之间的高度小于或等于被测量的球墨铸铁球的直径；在左矩形孔处的竖直管的外管壁上设有左遮光罩，在左遮光罩内设有光发射机构；在右矩形孔处的竖直管的外管壁上设有右遮光罩，在右遮光罩内设有光接收机构；并且光接收机构能接收到光发射机构发出的光；在竖直管上分别设有管进球孔和管出球孔，管进球孔的下边沿和管出球孔的下边沿均落在水平板的上表面所在的平面上；进球软管的两端分别对接连接在上料机构的出球孔上和竖直管的管进球孔上；在管进球孔内设有一号关门机构，在管出球孔内设有二号关门机构；出球软管的两端分别对接连接在竖直管的管出球孔上和三通管的输入管管口上，三通管的左输出管管口对接连接在合格品存储箱的进球孔上，三通管的右输出管管口对接连接在次品存储箱的进球孔上；在三通管内设有由一台换向电机驱动换向的换向板，换向板能控制从三通管的输入管进入的球墨铸铁球是选择进入到三通管的左输出管还是选择进入到三通管的右输出管；还包括能控制位于水平板上表面上被测量的球墨铸铁球滚动方向的球万向滚动机构；数据处理模块、存储器、上料机构的控制端、光发射机构的控制端、光接收机构的控制端、一号关门机构的控制端、二号关门机构的控制端、换向电机的控制端和球万向滚动机构的控制端分别与控制器连接。

球墨铸铁球化度无损测量设备的测量方法如下：

在控制器的控制下，打开一号关门机构的门，让上料机构中的一个将被测量的球墨铸铁球通过进球软管进入到竖直管内，使球墨铸铁球自由放置在水平板的上表面上，在球万向滚动机构的作用下，让球墨铸铁球在水平板的上表面上按照预先设定的滚动方向滚动，若球墨铸铁球的直径大小不相等或球化度不好，则球墨铸铁球未遮挡光的光强度大小或未遮挡光的光强度大小的变化率就会不一样；

当球墨铸铁球在水平板的上表面上滚动时，如果出现光发射机构发出的光被球墨铸铁球挡住一部分后，光接收机构接收到的光的光强度就会变弱；由于在水平板的上表面上没有球墨铸铁球时光接收机构接收到的光的光强度是恒定的；

如果光接收机构接收到的光的光强度值或光强度大小的变化率小于设定值时就判断球墨铸铁球的球化度合格，此时让二号关门机构的门打开，并控制换向板让三通管的输入管与三通管的左输出管相连通，然后控制球万向滚动机构将球墨铸铁球从竖直管的管出球孔进入到三通管的输入管后再经三通管的左输出管后存储到合格品存储箱；

如果光接收机构接收到的光的光强度值或光强度大小的变化率在设定值以上时就判断球墨铸铁球的球化度不合格，此时让二号关门机构的门打开，并控制换向板让三通管的输入管与三通管的右输出管相连通，然后控制球万向滚动机构将球墨铸铁球从竖直管的管出球孔进入到三通管的输入管后再经三通管的右输出管后存储到次品存储箱；从而完成一个球墨铸铁球的球化度无损测量作用。

本方案通过让球墨铸铁球在水平面上滚动，然后通过测量球墨铸铁球在滚动过程中未遮挡光的光强度大小或未遮挡光的光强度大小的变化率来判断球墨铸铁球的直径大小或球化度是否合格，容易测量，测量工作量小，自动化程度高，能将次品与合格品分开存放。

作为优选，光接收机构包括右凸透镜和与控制器连接的光电传感器，右凸透镜正对着右矩形孔固定布置在右遮光罩内，光电传感器的光电测量面布置在右凸透镜右方的焦点处。右凸透将光集中一点后照射在光电传感器上，易于测量，可靠性高。

作为优选，光发射机构包括左凸透镜和控制端与控制器连接的LED灯珠，左凸透镜正对着左矩形孔固定布置在左遮光罩内，LED灯珠布置在左凸透镜左方的焦点处。左凸透将光变为平行光射出，易于测量，可靠性高。

作为优选，球万向滚动机构包括万向摇晃机构，竖直管的下管口固定连接在万向摇晃机构上，万向摇晃机构的控制端与控制器连接。万向摇晃机构能让位于水平板上表面上的球墨铸铁球朝各个方向滚动，从而提高了球墨铸铁球测量的可靠性。

作为优选，球万向滚动机构包括万向吹气机构；在水平板与左矩形孔之间的竖直管的管壁上环形布置有若干个管孔；万向吹气机构包括与管孔个数相等的吹气管，吹气管的出气端一对一对接连接在竖直管外表面上的管孔上，在每根吹气管上设有控制端分别与控制器连接的电磁阀。万向吹气机构能让位于水平板上表面上的球墨铸铁球朝各个方向滚动，从而提高了球墨铸铁球测量的可靠性。

作为优选，管孔的孔心线离水平板上表面的高度等于左矩形孔的水平孔心线离水平板上表面的高度的一半。这种结构对于吹动位于水平板上表面上的球墨铸铁球朝各个方向滚动的效果好，从而提高了球墨铸铁球测量的可靠性。

作为优选，在竖直管的内管壁上粘贴连接有黑布。黑布吸光效果好，降低光在竖直管内的反射，从而大大提高球墨铸铁球测量的可靠性和准确性。

作为优选，在三通管的左输出管内设有与控制器连接的合格品计数传感器，在三通管的右输出管内设有与控制器连接的次品计数传感器。

通过合格品计数传感器和次品计数传感器可分别计算出某测量批次球墨铸铁球的合格品个数、不合格品个数和合格品率，大大提高了球墨铸铁球的自动化程度。

作为优选，设备还包括品检监控中心、以及分别与控制器连接的显示器、通信模块和语音提示器，控制器通过通信模块与品检监控中心通信连接。

控制器通过通信模块及时将某测量批次球墨铸铁球的合格品个数、不合格品个数和合格品率上传给品检监控中心，便于品检监控中心对球墨铸铁球产品合格情况的了解，便于及时作出相应的应对处理，大大提高了品质管理的效率，降低品质管理的工作量。通过显示器便于现场查看某测量批次球墨铸铁球的合格品个数、不合格品个数和合格品率，使用方便简单。

本发明能够达到如下效果：

本发明通过让球墨铸铁球在水平面上滚动，然后通过测量球墨铸铁球在滚动过程中未遮挡光的光强度大小或未遮挡光的光强度大小的变化率来判断球墨铸铁球的直径大小或球化度是否合格，容易测量，测量工作量小，自动化程度高，能将次品与合格品分开存放。

附图说明

图1为本发明实施例的一种连接结构示意图。

图2为本发明实施例竖直管内没放置球墨铸铁球时的一种连接结构示意图。

图3为本发明实施例竖直管内放置有球墨铸铁球时的一种连接结构示意图。

图4为本发明实施例万向吹气机构处的一种连接结构示意图。

图5为本发明实施例的一种电路原理连接结构示意框图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

实施例，球墨铸铁球化度无损测量设备，参见图1-图5所示，包括控制器、数据处理模块、存储器、内管腔横截面呈矩形面的竖直管2、上料机构、进球软管23、出球软管8、三通管7、合格品存储箱15和次品存储箱14；在竖直管内设有水平板19；在竖直管的上管口设有遮光盖6；在水平板上方的竖直管的左管壁上设有左矩形孔27，在水平板上方的竖直管的右管壁上设有与左矩形孔水平正对布置的右矩形孔4，并且左矩形孔的水平孔心线离水平板上表面的高度与右矩形孔的水平孔心线离水平板上表面的高度相等，左矩形孔的下边沿到水平板的上表面之间的高度小于或等于被测量的球墨铸铁球5的直径；在左矩形孔处的竖直管的外管壁上设有左遮光罩24，在左遮光罩内设有光发射机构；在右矩形孔处的竖直管的外管壁上设有右遮光罩32，在右遮光罩内设有光接收机构；并且光接收机构能接收到光发射机构发出的光28；在竖直管上分别设有管进球孔21和管出球孔17，管进球孔的下边沿和管出球孔的下边沿均落在水平板的上表面所在的平面上；进球软管的两端分别对接连接在上料机构的出球孔上和竖直管的管进球孔上；在管进球孔内设有一号关门机构，在管出球孔内设有二号关门机构；出球软管的两端分别对接连接在竖直管的管出球孔上和三通管的输入管9管口上，三通管的左输出管11管口对接连接在合格品存储箱的进球孔上，三通管的右输出管12管口对接连接在次品存储箱的进球孔上；在三通管内设有由一台换向电机驱动换向的换向板10，换向板能控制从三通管的输入管进入的球墨铸铁球是选择进入到三通管的左输出管还是选择进入到三通管的右输出管；还包括能控制位于水平板上表面上被测量的球墨铸铁球滚动方向的球万向滚动机构；数据处理模块38、存储器39、上料机构1的控制端、光发射机构33的控制端、光接收机构29的控制端、一号关门机构20的控制端、二号关门机构18的控制端、换向电机40的控制端和球万向滚动机构22的控制端分别与控制器41连接。

光接收机构包括右凸透镜30和与控制器连接的光电传感器31，右凸透镜正对着右矩形孔固定布置在右遮光罩内，光电传感器的光电测量面布置在右凸透镜右方的焦点处。

光发射机构包括左凸透镜26和控制端与控制器连接的LED灯珠25，左凸透镜正对着左矩形孔固定布置在左遮光罩内，LED灯珠布置在左凸透镜左方的焦点处。

球万向滚动机构包括万向摇晃机构22，竖直管的下管口固定连接在万向摇晃机构上，万向摇晃机构的控制端与控制器连接。

球万向滚动机构包括万向吹气机构36；在水平板与左矩形孔之间的竖直管的管壁上环形布置有若干个管孔3；万向吹气机构包括与管孔个数相等的吹气管34，吹气管的出气端一对一对接连接在竖直管外表面上的管孔上，在每根吹气管上设有控制端分别与控制器连接的电磁阀35。

管孔的孔心线离水平板上表面的高度h2等于左矩形孔的水平孔心线离水平板上表面的高度h1的一半。

在竖直管的内管壁上粘贴连接有黑布37。

在三通管的左输出管内设有与控制器连接的合格品计数传感器16，在三通管的右输出管内设有与控制器连接的次品计数传感器13。

设备还包括品检监控中心42、以及分别与控制器连接的显示器43、通信模块44和语音提示器45，控制器通过通信模块与品检监控中心通信连接。

万向摇晃机构能让位于水平板上表面上的球墨铸铁球朝各个方向滚动，从而提高了球墨铸铁球测量的可靠性。

万向吹气机构能让位于水平板上表面上的球墨铸铁球朝各个方向滚动，从而提高了球墨铸铁球测量的可靠性。

万向摇晃机构和万向吹气机构的配合，更加增强了球墨铸铁球朝各个方向滚动的可靠性，从而让对球墨铸铁球测量的可靠性更好。

黑布吸光效果好，降低光在竖直管内的反射，从而大大提高球墨铸铁球测量的可靠性和准确性。

通过合格品计数传感器和次品计数传感器可分别计算出某测量批次球墨铸铁球的合格品个数、不合格品个数和合格品率，大大提高了球墨铸铁球的自动化程度。

控制器通过通信模块及时将某测量批次球墨铸铁球的合格品个数、不合格品个数和合格品率上传给品检监控中心，便于品检监控中心对球墨铸铁球产品合格情况的了解，便于及时作出相应的应对处理，大大提高了品质管理的效率，降低品质管理的工作量。通过显示器便于现场查看某测量批次球墨铸铁球的合格品个数、不合格品个数和合格品率，使用方便简单。

球墨铸铁球化度无损测量设备的测量方法如下：

在控制器的控制下，打开一号关门机构的门，让上料机构中的一个将被测量的球墨铸铁球通过进球软管进入到竖直管内，使球墨铸铁球自由放置在水平板的上表面上，在球万向滚动机构的作用下，让球墨铸铁球在水平板的上表面上按照预先设定的滚动方向滚动，若球墨铸铁球的直径大小不相等或球化度不好，则球墨铸铁球未遮挡光的光强度大小或未遮挡光的光强度大小的变化率就会不一样；

当球墨铸铁球在水平板的上表面上滚动时，如果出现光发射机构发出的光28被球墨铸铁球挡住一部分后，光接收机构接收到的光的光强度就会变弱；由于在水平板的上表面上没有球墨铸铁球时光接收机构接收到的光的光强度是恒定的；

如果光接收机构接收到的光的光强度值或光强度大小的变化率小于设定值时就判断球墨铸铁球的球化度合格，此时让二号关门机构的门打开，并控制换向板让三通管的输入管与三通管的左输出管相连通，然后控制球万向滚动机构将球墨铸铁球从竖直管的管出球孔进入到三通管的输入管后再经三通管的左输出管后存储到合格品存储箱；

如果光接收机构接收到的光的光强度值或光强度大小的变化率在设定值以上时就判断球墨铸铁球的球化度不合格，此时让二号关门机构的门打开，并控制换向板让三通管的输入管与三通管的右输出管相连通，然后控制球万向滚动机构将球墨铸铁球从竖直管的管出球孔进入到三通管的输入管后再经三通管的右输出管后存储到次品存储箱；从而完成一个球墨铸铁球的球化度无损测量作用。

本实施例通过让球墨铸铁球在水平面上滚动，然后通过测量球墨铸铁球在滚动过程中未遮挡光的光强度大小或未遮挡光的光强度大小的变化率来判断球墨铸铁球的直径大小或球化度是否合格，容易测量，测量工作量小，自动化程度高，能将次品与合格品分开存放。

上面结合附图描述了本发明的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。

Claims (10)

1.球墨铸铁球化度无损测量设备，其特征在于，包括控制器、数据处理模块、存储器、内管腔横截面呈矩形面的竖直管、上料机构、进球软管、出球软管、三通管、合格品存储箱和次品存储箱；在竖直管内设有水平板；在竖直管的上管口设有遮光盖；

在水平板上方的竖直管的左管壁上设有左矩形孔，在水平板上方的竖直管的右管壁上设有与左矩形孔水平正对布置的右矩形孔，并且左矩形孔的水平孔心线离水平板上表面的高度与右矩形孔的水平孔心线离水平板上表面的高度相等，左矩形孔的下边沿到水平板的上表面之间的高度小于或等于被测量的球墨铸铁球的直径；

在左矩形孔处的竖直管的外管壁上设有左遮光罩，在左遮光罩内设有光发射机构；在右矩形孔处的竖直管的外管壁上设有右遮光罩，在右遮光罩内设有光接收机构；并且光接收机构能接收到光发射机构发出的光；

在竖直管上分别设有管进球孔和管出球孔，管进球孔的下边沿和管出球孔的下边沿均落在水平板的上表面所在的平面上；进球软管的两端分别对接连接在上料机构的出球孔上和竖直管的管进球孔上；在管进球孔内设有一号关门机构，在管出球孔内设有二号关门机构；

出球软管的两端分别对接连接在竖直管的管出球孔上和三通管的输入管管口上，三通管的左输出管管口对接连接在合格品存储箱的进球孔上，三通管的右输出管管口对接连接在次品存储箱的进球孔上；

在三通管内设有由一台换向电机驱动换向的换向板，换向板能控制从三通管的输入管进入的球墨铸铁球是选择进入到三通管的左输出管还是选择进入到三通管的右输出管；

还包括能控制位于水平板上表面上被测量的球墨铸铁球滚动方向的球万向滚动机构；

数据处理模块、存储器、上料机构的控制端、光发射机构的控制端、光接收机构的控制端、一号关门机构的控制端、二号关门机构的控制端、换向电机的控制端和球万向滚动机构的控制端分别与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的球墨铸铁球化度无损测量设备，其特征在于，光接收机构包括右凸透镜和与控制器连接的光电传感器，右凸透镜正对着右矩形孔固定布置在右遮光罩内，光电传感器的光电测量面布置在右凸透镜右方的焦点处。

3.根据权利要求2所述的球墨铸铁球化度无损测量设备，其特征在于，光发射机构包括左凸透镜和控制端与控制器连接的LED灯珠，左凸透镜正对着左矩形孔固定布置在左遮光罩内，LED灯珠布置在左凸透镜左方的焦点处。

4.根据权利要求1所述的球墨铸铁球化度无损测量设备，其特征在于，球万向滚动机构包括万向摇晃机构，竖直管的下管口固定连接在万向摇晃机构上，万向摇晃机构的控制端与控制器连接。

5.根据权利要求1所述的球墨铸铁球化度无损测量设备，其特征在于，球万向滚动机构包括万向吹气机构；在水平板与左矩形孔之间的竖直管的管壁上环形布置有若干个管孔；万向吹气机构包括与管孔个数相等的吹气管，吹气管的出气端一对一对接连接在竖直管外表面上的管孔上，在每根吹气管上设有控制端分别与控制器连接的电磁阀。

6.根据权利要求1所述的球墨铸铁球化度无损测量设备，其特征在于，管孔的孔心线离水平板上表面的高度等于左矩形孔的水平孔心线离水平板上表面的高度的一半。

7.根据权利要求1所述的球墨铸铁球化度无损测量设备，其特征在于，在竖直管的内管壁上粘贴连接有黑布。

8.根据权利要求1所述的球墨铸铁球化度无损测量设备，其特征在于，在三通管的左输出管内设有与控制器连接的合格品计数传感器，在三通管的右输出管内设有与控制器连接的次品计数传感器。

9.根据权利要求1或8所述的球墨铸铁球化度无损测量设备，其特征在于，设备还包括品检监控中心、以及分别与控制器连接的显示器、通信模块和语音提示器，控制器通过通信模块与品检监控中心通信连接。

10.一种适用于权利要求1所述的球墨铸铁球化度无损测量设备的测量方法，其特征在于，测量方法如下：

在控制器的控制下，打开一号关门机构的门，让上料机构中的一个将被测量的球墨铸铁球通过进球软管进入到竖直管内，使球墨铸铁球自由放置在水平板的上表面上，在球万向滚动机构的作用下，让球墨铸铁球在水平板的上表面上按照预先设定的滚动方向滚动，若球墨铸铁球的直径大小不相等或球化度不好，则球墨铸铁球未遮挡光的光强度大小或未遮挡光的光强度大小的变化率就会不一样；

当球墨铸铁球在水平板的上表面上滚动时，如果出现光发射机构发出的光被球墨铸铁球挡住一部分后，光接收机构接收到的光的光强度就会变弱；由于在水平板的上表面上没有球墨铸铁球时光接收机构接收到的光的光强度是恒定的；

如果光接收机构接收到的光的光强度值或光强度大小的变化率小于设定值时就判断球墨铸铁球的球化度合格，此时让二号关门机构的门打开，并控制换向板让三通管的输入管与三通管的左输出管相连通，然后控制球万向滚动机构将球墨铸铁球从竖直管的管出球孔进入到三通管的输入管后再经三通管的左输出管后存储到合格品存储箱；

如果光接收机构接收到的光的光强度值或光强度大小的变化率在设定值以上时就判断球墨铸铁球的球化度不合格，此时让二号关门机构的门打开，并控制换向板让三通管的输入管与三通管的右输出管相连通，然后控制球万向滚动机构将球墨铸铁球从竖直管的管出球孔进入到三通管的输入管后再经三通管的右输出管后存储到次品存储箱；从而完成一个球墨铸铁球的球化度无损测量作用。