CN111023964B - 一种用于表面轮廓和表面质量在线检测装置 - Google Patents

Abstract

一种用于表面轮廓和表面质量在线检测装置，包括壳体，所述壳体设有滑动槽和固定槽，所述滑动槽内装有连接组件，所述连接组件连接于夹紧伸缩件，所述夹紧伸缩件夹持有位移传感器或磁力器，所述固定槽固定有底板，所述底板上设有槽口，所述槽口内安装有轴承座，所述轴承座上安装有直轴，所述直轴上设有检测杆，所述检测杆的一端装有滚轮，另一端设有塔簧，所述塔簧的底部固定于所述底板，顶部固定于所述检测杆，通过所述滚轮滚动出检测品的轮廓，所述位移传感器检测所述滚轮的变化值，本发明将检测杆前端滚轮滚动所获取的表面轮廓信息，转变为位移传感器所获取的位移信息，既可以获取检测品的表面轮廓又可以获取其表面质量。

Description

一种用于表面轮廓和表面质量在线检测装置

技术领域

本发明涉及检测技术领域，特别是涉及一种用于表面轮廓和表面质量在线检测装置，适用于高温环境下对透明物品表面轮廓及其表面质量的测量。

背景技术

现有的技术中的轮廓检测有很多种形式，测量产品的表面轮廓和表面质量，已有一些比较成熟的方法，大致上将轮廓和表面质量检测方法分为接触式与非接触式两大类。非接触式轮廓测量一般多采用激光位移传感器，虽然激光位移传感器可以实现在线测量，但对于透明物体不适合用激光位移传感器测量。此外，目前也普遍采用光学设备结合成像系统对表面轮廓和表面质量进行测量，虽然可以达到很高的检测精度，但其本身造价昂贵，且检测速度较慢，无法实现流水线的快速响应，而且外界的环境干扰对其测量的精度影响也比较大。接触式测量虽然操作简单，易于控制，成本低廉，但是很难做到同时获取物体的表面轮廓和表面质量信息。当和物体表面接触式时，由于摩擦阻力大，所以无法在产品表面高速滑动，故不适合在高速流水线上使用。另一方面，由于摩擦阻力大会对测量值产生影响，所以检测精度不高。因此，有必要设计一种更好的检测装置，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种既可以获取检测品的表面轮廓又可以获取其表面质量，适应多种角度测量的用于表面轮廓和表面质量在线检测装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于表面轮廓和表面质量在线检测装置，包括壳体，所述壳体设有滑动槽和固定槽，所述滑动槽内装有连接组件，所述连接组件连接于夹紧伸缩件，所述夹紧伸缩件夹持有位移传感器或磁力器，所述固定槽固定有底板，所述底板上设有槽口，所述槽口内安装有轴承座，所述轴承座上安装有直轴，所述直轴上设有检测杆，所述检测杆的一端装有滚轮，另一端设有塔簧，所述塔簧的底部固定于所述底板，顶部固定于所述检测杆，通过所述滚轮滚动出检测品的轮廓，所述位移传感器检测所述滚轮的变化值，所述磁力器则控制所述检测杆。

进一步，所述壳体的顶部设有所述滑动槽，所述滑动槽内安装有两个固定板，每个所述固定板铰接于连接板的一端，所述连接板的另一端铰接于安装板，所述安装板安装于一横梁，通过调节所述安装板在所述横梁上的位置，以调节所述壳体的角度和位置。

进一步，所述横梁通过直角支架安装于两立柱，所述直角支架固定于所述立柱的滑动螺块上，所述滑动螺块在所述立柱的槽内竖向滑动，以调节所述横梁的高度。

进一步，两个所述立柱上分别设有红外传感器组件，两个所述红外传感器组件位于所述壳体的下方，且相对设置，通过所述红外传感器组件控制所述磁力器的工作时间。

进一步，所述连接组件包括固定座，铰接于所述固定座上的伸长板，以及安装于所述伸长板末端的转轴，所述夹紧伸缩件固定于所述转轴，通过调节所述连接组件，以调节所述位移传感器或磁力器的角度和位置。

进一步，所述位移传感器或磁力器的表面包裹有橡胶保护套，所述夹紧伸缩件夹持于所述橡胶保护套。

进一步，所述底板和所述检测杆上设有用于放置所述塔簧的塔簧孔，所述塔簧孔的一侧设有弹簧压板，通过所述弹簧压板将所述塔簧的两端分别固定于所述底板和所述检测杆。

进一步，所述底板U形设置，所述检测杆位于U形的中部。

进一步，所述壳体为内部掏空且无底的梯形体，其中梯形体的顶面设有一所述滑动槽，相对的两个侧面分别设有两个滑动槽，另两个相对的侧面分别设有两个固定槽。

进一步，同一侧面的两个所述滑动槽内分别装有所述连接组件，所述位移传感器或所述磁力器安装于两个所述连接组件之间。

本发明的有益效果：

本发明将检测杆前端滚轮滚动所获取的表面轮廓信息，转变为位移传感器所获取的位移信息，既可以获取检测品的表面轮廓又可以获取其表面质量，通过使用磁力器控制检测杆压紧力的大小，通过连接组件及夹紧伸缩件可以对检测位置多方位调节，以适应多种角度的测量检测。

附图说明

图1为本发明用于表面轮廓和表面质量在线检测装置的立体结构示意图；

图2为本发明用于表面轮廓和表面质量在线检测装置中壳体的结构示意图；

图3为本发明用于表面轮廓和表面质量在线检测装置中底板、检测杆及塔簧安装示意图；

图4为本发明用于表面轮廓和表面质量在线检测装置中底板的俯视图；

图5为本发明用于表面轮廓和表面质量在线检测装置中检测杆的示意图；

图6为本发明用于表面轮廓和表面质量在线检测装置中位移传感器安装结构示意图；

图7为本发明位移传感器、磁力器以及连接组件在壳体上的示意图；

图中，1—立柱、2—横梁、3—直角支架、4—底座、5—红外传感器组件、6—壳体、7—滑动槽、8—固定槽、9—固定板、10—连接板、11—安装板、12—连接组件、13—固定座、14—伸长板、15—转轴、16—夹紧伸缩件、17—位移传感器、18—磁力器、19—橡胶保护套、20—底板、21—槽口、22—轴承座、23—直轴、24—检测杆、25—滚轮、26—塔簧、27—塔簧孔、28—弹簧压板、29—螺纹孔、30—通孔、31—紧定螺钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

如图1，本发明提供一种用于表面轮廓和表面质量在线检测装置，安装于立柱1上，在本实施例中，两立柱1为铝型材，立柱1的侧面设有槽，用于放置滑动螺块，两立柱1之间连接有横梁2，横梁2通过直角支架3安装于两立柱1，直角支架3固定于滑动螺块上，滑动螺块在立柱1的槽内竖向滑动，以调节横梁2的高度。立柱1的底部设有底座4，底座4通过螺栓固定于立柱1的任意位置，因此可以调节测量高度。通过底座4可以将本发明检测装置固定在测量所需的位置上。

如图1，横梁2的底部安装有两个安装板11，每个安装板11连接有一连接板10，连接板10的一端铰接于安装板11，另一端铰接于固定板9，固定板9的底部则连接于壳体6，通过调节安装板11在横梁2上的位置，从而调节壳体6的位置，确定检测位置。

如图1、图2及图7，壳体6为金属制品，壳体6设有滑动槽7和固定槽8，滑动槽7内装有连接组件12，连接组件12连接于夹紧伸缩件16，夹紧伸缩件16夹持有位移传感器17或磁力器18。在本实施例中，壳体6为内部掏空且无底的梯形体，其中梯形体的顶面设有一滑动槽7，相对的两个侧面分别设有两个滑动槽7，两滑动槽7中间的区域U形掏空设置，另两个相对的侧面分别设有两个固定槽8。其中梯形体顶面的滑动槽7内安装有两个固定板9，通过调节两个固定板9的位置，从而调节壳体6的测量角度。

如图6，连接组件12包括安装于滑动槽7的固定座13，铰接于固定座13上的伸长板14，以及安装于伸长板14末端的转轴15，夹紧伸缩件16固定于转轴15，通过调节连接组件12，以调节位移传感器17或磁力器18的角度和位置。优选的，同一侧面的两个滑动槽7内分别装有连接组件12，转轴15固定于两个连接组件12的伸长板14末端，通过紧定螺钉31固定于伸长板14，因此将位移传感器17或磁力器18安装于两个连接组件12之间。固定座13安装于滑动槽7内，可以在滑动槽7内调节安装位置，伸长板14铰接于固定座13，可以相对固定座13转动，从而调节夹紧伸缩件16的角度，通过位置和角度的调节，使得位移传感器17或磁力器18可进行360°角度调节，适应多种角度的测量。

位移传感器17或磁力器18的表面包裹有橡胶保护套19，夹紧伸缩件16夹持于橡胶保护套19，可以对位移传感器17和磁力器18的表面进行保护。

如图3至图5，固定槽8固定有底板20，在本实施例中，固定槽8设置于壳体6两侧面底部四个角落处，底板20的侧面设有与固定槽8对应的螺纹孔29，通过螺栓将底板20固定于壳体6。底板20呈U形设置，U形的两侧部位设有槽口21，槽口21内安装有轴承座22，通过调节轴承座22在槽口21内的位置，从而确定检测位置。在本实施例中，轴承座22为带轴承立式座标准件。轴承座22上安装有直轴23，直轴23上固定有检测杆24，检测杆24的中部设有通孔30，直轴23穿过通孔30安装于轴承座22，直轴23与通孔30间隙配合，可以调节检测杆24在直轴23上的位置，当位置确定后，通过螺钉将检测杆24锁定在直轴23上。检测杆24位于底板20的U形部的中部，通过U形部位提供让位空间，使检测杆24可在该空间内进行检测。检测杆24的一端装有滚轮25，另一端设有塔簧26，塔簧26为标准件，塔簧26的底部固定于底板20，顶部固定于检测杆24，通过滚轮25滚动出检测品的轮廓，位移传感器17检测滚轮25的变化值，磁力器18则控制检测杆24。在本实施例中，滚轮25为特制高精度低摩擦橡胶滚轮，表面耐磨且摩擦系数小，通过安装不同尺寸的滚轮25来改变不同产品的检测范围。底板20和检测杆24上设有用于放置塔簧26的塔簧孔27，塔簧孔27的一侧设有弹簧压板28，通过弹簧压板28将塔簧26的两端分别固定于底板20和检测杆24。弹簧压板28为槽形，两端设有孔，当塔簧26放置于塔簧孔27后，将塔簧压板28的两端通过螺栓固定于孔内，即可实现固定。检测杆24的表面设有多个铣空的槽面，可以减轻检测杆24的重量。

如图1，两个立柱1上分别设有红外传感器组件5，两个红外传感器组件5位于壳体6的下方，且相对设置，通过红外传感器组件5控制磁力器18的工作时间。红外传感器组件5为对射式光电开关，一端用来发射，一端用来接收，用于检测传送品并控制磁力器18的吸力时间。磁力器18为一种可控磁力的探头，通过控制内部流过线圈电流的大小来控制吸力大小，位移传感器17为一种高精度电涡流位置传感器，用来检测滚轮25滚动的位移变化，并将检测杆24前端滚轮25滚动所获取的表面轮廓信息，转变为位移传感器17所获取的位移信息，既可以获取检测品的表面轮廓又可以获取其表面质量。

使用时，先将检测杆24、位移传感器17及磁力器18安装于壳体6上，然后将壳体6安装于横梁2上，通过调节固定板9或/和安装板11的位置确定检测位置，当检测位置确定后，调节连接组件12和夹持伸缩件16从而确定位移传感器17和磁力器18的位置，通过检测杆24上的滚轮25，滚动出流水线上检测品的轮廓，并通过塔簧26对其初始位置复位，位移传感器17主要用来检测滚轮25的位移变化值，磁力器18对检测杆24进行智能控制，红外传感器组件5用来控制磁力器18的工作时间，最后通过数据采集卡，将上述所产生的数据传送到计算机中的程序中对其位移值进行采集与处理，最终得出滚轮25所经过的轮廓信息，因此既可以获取检测品的表面轮廓又可以获取其表面质量。

本发明主要用在流水线上对检测品重要部位的表面轮廓和表面质量进行在线检测，解决了背景技术中，在非接触式测量中，激光位移传感器在对透明检测品所产生的问题，以及光学设备测量中，其检测速度慢和造价高等问题。也解决了在接触式测量中，检测装置与检测瓶之间的摩擦阻力大的问题，以及接触式测量精度不高，不易实现表面轮廓及其表面质量同时测量的问题。相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

(1)在检测杆24的前端安装滚轮25，将滚轮25滚动所获取的表面轮廓信息，转变为位移传感器17所获取的位移信息，这样既可以获取检测品的表面轮廓又可以获取其表面质量；

(2)通过控制磁力器18内部流过线圈电流的大小，控制检测杆24压紧力的大小；

(3)连接组件12、夹紧伸缩件16、轴承座22等结构均可调节位置，因此可以对检测位置多方位调节，以适应多种角度的测量检测。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种用于表面轮廓和表面质量在线检测装置，其特征在于，包括：壳体，所述壳体设有滑动槽和固定槽，所述滑动槽内装有连接组件，所述连接组件连接于夹紧伸缩件，所述夹紧伸缩件夹持有位移传感器和磁力器，所述固定槽固定有底板，所述底板上设有槽口，所述槽口内安装有轴承座，所述轴承座上安装有直轴，所述直轴上设有检测杆，所述检测杆的一端装有滚轮，另一端设有塔簧，所述塔簧的底部固定于所述底板，顶部固定于所述检测杆，通过所述滚轮滚动出检测品的轮廓，所述位移传感器检测所述滚轮的变化值，所述磁力器则控制所述检测杆压紧力的大小。

2.根据权利要求1所述的用于表面轮廓和表面质量在线检测装置，其特征在于：所述壳体的顶部设有所述滑动槽，所述滑动槽内安装有两个固定板，每个所述固定板铰接于连接板的一端，所述连接板的另一端铰接于安装板，所述安装板安装于一横梁，通过调节所述安装板在所述横梁上的位置，以调节所述壳体的角度和位置。

3.根据权利要求2所述的用于表面轮廓和表面质量在线检测装置，其特征在于：所述横梁通过直角支架安装于两立柱，所述直角支架固定于所述立柱的滑动螺块上，所述滑动螺块在所述立柱的槽内竖向滑动，以调节所述横梁的高度。

4.根据权利要求3所述的用于表面轮廓和表面质量在线检测装置，其特征在于：两个所述立柱上分别设有红外传感器组件，两个所述红外传感器组件位于所述壳体的下方，且相对设置，通过所述红外传感器组件控制所述磁力器的工作时间。

5.根据权利要求1所述的用于表面轮廓和表面质量在线检测装置，其特征在于：所述连接组件包括固定座，铰接于所述固定座上的伸长板，以及安装于所述伸长板末端的转轴，所述夹紧伸缩件固定于所述转轴，通过调节所述连接组件，以调节所述位移传感器或磁力器的角度和位置。

6.根据权利要求1所述的用于表面轮廓和表面质量在线检测装置，其特征在于：所述位移传感器或磁力器的表面包裹有橡胶保护套，所述夹紧伸缩件夹持于所述橡胶保护套。

7.根据权利要求1所述的用于表面轮廓和表面质量在线检测装置，其特征在于：所述底板和所述检测杆上设有用于放置所述塔簧的塔簧孔，所述塔簧孔的一侧设有弹簧压板，通过所述弹簧压板将所述塔簧的两端分别固定于所述底板和所述检测杆。

8.根据权利要求1所述的用于表面轮廓和表面质量在线检测装置，其特征在于：所述底板U形设置，所述检测杆位于U形的中部。

9.根据权利要求1所述的用于表面轮廓和表面质量在线检测装置，其特征在于：所述壳体为内部掏空且无底的梯形体，其中梯形体的顶面设有一所述滑动槽，相对的两个侧面分别设有两个滑动槽，另两个相对的侧面分别设有两个固定槽。

10.根据权利要求9所述的用于表面轮廓和表面质量在线检测装置，其特征在于：同一侧面的两个所述滑动槽内分别装有所述连接组件，所述位移传感器或所述磁力器安装于两个所述连接组件之间。

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