CN118129656A - 一种工件尺寸自动测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种工件尺寸自动测量装置及方法，装置包括工件旋转机构、内径检测机构和数据处理模块；工件旋转机构包括旋转件和用于驱动旋转件旋转的旋转驱动装置，旋转件具有用于插入待检工件的定位孔的伸缩杆；内径检测机构包括气动测量底座和气电转换模块，气动测量底座包括工件放置底座和设于工件放置底座上用于插入待检工件的待测孔的检测头，检测头上设有若干出气孔，气电转换模块具有气体接入端、气体输出端和压差电信号输出端，气体输出端与测定喷嘴连接，测定喷嘴所输出的气体经若干出气孔喷出，压差电信号输出端与数据处理模块连接。本发明能够实现工件尺寸测量的自动化，避免因人工计算而导致检测误差较大，且有助于提高测量效率。

Description

一种工件尺寸自动测量装置及方法

技术领域

本发明涉及工件检测技术领域，尤其是涉及一种工件尺寸自动测量装置及方法。

背景技术

在工件生产过程中，对于已加工完成的工件通常需要进行外观检测，工件的外观检测中其中一个重要指标即为尺寸值，为了检测工件的尺寸值，现有技术通常需要人工拿取工件至测量台进行目视测量，并对多个测量值数据进行人工计算而完成尺寸检测，然而该方式容易因人工计算而导致检测误差较大，且当待测工件的数量较多时，现有技术的测量效率较低，导致测量所需花费的时间较长。

发明内容

本发明提供一种工件尺寸自动测量装置及方法，以解决现有的工件尺寸测量方式容易因人工计算而导致检测误差较大，且测量效率较低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面提供一种工件尺寸自动测量装置，包括工件旋转机构、内径检测机构和数据处理模块；

所述工件旋转机构包括旋转件和用于驱动所述旋转件旋转的旋转驱动装置，所述旋转件具有用于插入待检工件的定位孔的伸缩杆；

所述内径检测机构包括气动测量底座和气电转换模块，所述气动测量底座包括工件放置底座和设于所述工件放置底座上用于插入所述待检工件的待测孔的检测头，所述检测头上设有若干出气孔，所述气电转换模块具有气体接入端、气体输出端和压差电信号输出端，所述气体输出端与测定喷嘴连接，所述测定喷嘴所输出的气体经若干所述出气孔喷出，所述压差电信号输出端与所述数据处理模块连接。

作为优选方案，所述旋转驱动装置包括伺服电机、第一同步轮、第二同步轮、同步带和带座轴承；所述旋转件还包括转盘；

所述伺服电机的输出端与所述第一同步轮连接，所述同步带套装在所述第一同步轮和所述第二同步轮上，所述第二同步轮的底部设有所述带座轴承，所述转盘的顶部与所述带座轴承连接，所述转盘的底部设有所述伸缩杆。

作为优选方案，所述装置还包括支架；所述工件旋转机构还包括滑动驱动装置和升降驱动装置；

所述支架包括支撑平台和设于所述支撑平台的底部的若干支撑部；所述工件旋转机构和所述内径检测机构均设于所述支撑平台上；

所述滑动驱动装置包括无杆气缸、第一滑块、第二滑块、第一滑轨、第二滑轨、连接块和缓冲件；所述无杆气缸、所述第一滑轨和所述第二滑轨均设于所述支撑台面上，所述第一滑块和所述第二滑块分别设于所述第一滑轨和所述第二滑轨上，所述连接块设于所述第一滑块和所述第二滑块的顶部，并与所述无杆气缸上的滑块连接，所述缓冲件设于所述第一滑轨和所述第二滑轨靠近所述内径检测机构的一侧；

所述升降驱动装置包括连接板、滑台气缸和支撑连接件；所述连接板设于所述连接块上，所述滑台气缸设于所述连接板上，所述支撑连接件与所述滑台气缸上的滑台连接，所述旋转件和所述旋转驱动装置均设于所述支撑连接件上。

作为优选方案，所述内径检测机构还包括夹持调节组件；

所述夹持调节组件包括第一夹持部、第二夹持部、第一定位底座和第二定位底座；所述第一夹持部和所述第二夹持部之间形成用于夹持所述气动测量底座的夹持空间，所述第一夹持部和所述第二夹持部上均设有限位孔，所述第一定位底座和所述第二定位底座上均设有螺孔，所述第一夹持部可拆卸地与所述第一定位底座连接，所述第二夹持部可拆卸地与所述第二定位底座连接。

作为优选方案，所述支撑平台上还设置有工件感应器；所述工件感应器用于检测所述待检工件的种类，并基于所述待检工件的种类确定所述伸缩杆的伸缩位置；所述伸缩杆用于根据所述伸缩位置进行伸缩调节。

作为优选方案，所述支架上两个所述支撑部之间设置有安装板；所述安装板上装配有气体处理组件和电磁阀组；

所述气体处理组件包括过滤器、湿气分离器和气压调节阀；所述过滤器的输入端用于接入压缩空气，所述过滤器的输出端与所述湿气分离器的输入端连接，所述湿气分离器的输出端与所述气压调节阀的输入端连接，所述气压调节阀的输出端与所述气电转换模块的气体接入端连接；

所述电磁阀组用于对所述无杆气缸和所述滑台气缸进行控制。

作为优选方案，所述检测头上靠近顶部的一侧表面设有相对的第一出气孔和第二出气孔，所述检测头上靠近底部的一侧表面设有相对的第三出气孔和第四出气孔，所述检测头上靠近顶部的一侧表面及靠近底部的一侧表面分别设有第五出气孔和第六出气孔；

所述第一出气孔和所述第二出气孔之间经过所述测定喷嘴形成连通的第一气体通道，所述第三出气孔和所述第四出气孔之间经过所述测定喷嘴形成连通的第二气体通道，所述第五出气孔和所述第六出气孔之间经过所述测定喷嘴形成连通的第三气体通道。

本发明实施例第二方面提供一种工件尺寸自动测量方法，应用如第一方面任一项所述的工件尺寸自动测量装置，包括：

基于预设的工件放置位置，将待检工件放置于工件放置底座上，以使检测头插入所述待检工件的待测孔，并将气体源接入气电转换模块；

控制旋转件上的伸缩杆插入所述待检工件的定位孔，并利用旋转驱动装置驱动所述旋转件旋转至少一周，获得若干压差检测数据；

基于预设的不同压差数据与不同尺寸值之间的对应关系，确定各压差检测数据所对应的尺寸检测值；

根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果。

作为优选方案，还包括：

将所述尺寸检测结果与预设的尺寸公差值进行比较；

当所述尺寸检测结果满足所述尺寸公差值时，判定所述待检工件为合格工件；

当所述尺寸检测结果不满足所述尺寸公差值时，判定所述待检工件为不合格工件。

作为优选方案，所述根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果，具体包括：

基于经第一气体通道喷出的气体的若干第一压差检测数据所对应的第一尺寸检测值，选取若干所述第一尺寸检测值中的最大值作为所述待检工件的上圆尺寸检测值；

其中，所述第一气体通道是所述检测头上靠近顶部的一侧表面设有的相对的第一出气孔和第二出气孔之间经过测定喷嘴所形成的连通气体通道。

作为优选方案，所述根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果，具体还包括：

基于经第二气体通道喷出的气体的若干第二压差检测数据所对应的第二尺寸检测值，选取若干所述第二尺寸检测值中的最大值作为所述待检工件的下圆尺寸检测值；

其中，所述第二气体通道是所述检测头上靠近底部的一侧表面设有的相对的第三出气孔和第四出气孔之间经过测定喷嘴所形成的连通气体通道。

作为优选方案，所述根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果，具体还包括：

根据若干所述第一尺寸检测值中的最大值与最小值之差，确定上圆尺寸偏差值；

根据若干所述第二尺寸检测值中的最大值与最小值之差，确定下圆尺寸偏差值；

当所述上圆尺寸偏差值与所述下圆尺寸偏差值之差大于0时，判定所述待检工件的圆度为所述上圆尺寸偏差值；

当所述下圆尺寸偏差值与所述上圆尺寸偏差值之差大于0时，判定所述待检工件的圆度为所述下圆尺寸偏差值；

当所述上圆尺寸偏差值与所述下圆尺寸偏差值之差等于0时，判定所述待检工件的圆度为所述上圆尺寸偏差值或所述下圆尺寸偏差值。

作为优选方案，所述根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果，具体还包括：

当所述上圆尺寸检测值大于所述下圆尺寸检测值时，根据若干所述第一尺寸检测值中的最大值与若干所述第二尺寸检测值中的最小值之差，确定所述待检工件的圆筒度；

当所述下圆尺寸检测值大于所述上圆尺寸检测值时，根据若干所述第二尺寸检测值中的最大值与若干所述第一尺寸检测值中的最小值之差，确定所述待检工件的圆筒度。

作为优选方案，所述根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果，具体还包括：

基于经第三气体通道喷出的气体的若干第三压差检测数据所对应的第三尺寸检测值，计算若干所述第三尺寸检测值中的最大值与最小值之间的差值并作为所述待检工件的垂直度；

其中，所述检测头上靠近顶部的一侧表面及靠近底部的一侧表面分别设有的第五出气孔和第六出气孔之间经过测定喷嘴所形成的连通气体通道。

相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于，通过工件旋转机构驱动放置于内径检测机构上的待检工件旋转，以利用待检工件旋转过程中气体的压差对待检工件的待测孔尺寸进行检测，实现工件尺寸测量的自动化，避免因人工计算而导致检测误差较大，且有助于提高测量效率，缩短测量所需花费的时间。

附图说明

图1是本发明实施例中工件尺寸自动测量装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中气体处理组件与气电转换模块的连接示意图；

图3是本发明实施例中检测头的出气孔设置示意图；

图4是本发明实施例中工件尺寸自动测量方法的流程示意图；

其中，1、伸缩杆；2、工件放置底座；3、检测头；4、气电转换模块；5、伺服电机；6、第一同步轮；7、第二同步轮；8、同步带；9、转盘；10、支撑平台；11、支撑部；12、无杆气缸；13、第一滑块；14、第二滑块；15、第一滑轨；16、第二滑轨；17、连接块；18、缓冲件；19、连接板；20、滑台气缸；21、支撑连接件；22、第一夹持部；23、第二夹持部；24、第一定位底座；25、第二定位底座；26、限位孔；27、工件感应器；28、安装板；29、气体处理组件；30、电磁阀组；31、第一出气孔；32、第二出气孔；33、第三出气孔；34、第四出气孔；35、第五出气孔；36、第六出气孔。

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。

参见图1，本发明实施例第一方面提供一种工件尺寸自动测量装置，包括工件旋转机构、内径检测机构和数据处理模块；

所述工件旋转机构包括旋转件和用于驱动所述旋转件旋转的旋转驱动装置，所述旋转件具有用于插入待检工件的定位孔的伸缩杆1；

所述内径检测机构包括气动测量底座和气电转换模块4，所述气动测量底座包括工件放置底座2和设于所述工件放置底座2上用于插入所述待检工件的待测孔的检测头3，所述检测头3上设有若干出气孔，所述气电转换模块4具有气体接入端、气体输出端和压差电信号输出端，所述气体输出端与测定喷嘴连接，所述测定喷嘴所输出的气体经若干所述出气孔喷出，所述压差电信号输出端与所述数据处理模块连接。

值得说明的是，待检工件在生产过程中通常会在工件上设置一个、两个或两个以上的定位孔，从而在实际测量过程中，能够基于设置的定位孔确定待检工件放置于工件放置底座2上所需的旋转角度，确保旋转件上的伸缩杆1能够精准地插入定位孔中。在本实施例中，旋转件上的伸缩杆1插入定位孔后，旋转驱动装置驱动旋转件旋转，从而能够通过旋转件上的伸缩杆1带动待检工件在工件放置底座2上旋转，以确保对待检工件的待测孔尺寸的精准测量。

进一步地，由于检测头3插入待检工件的待测孔后，检测头3外壁与待测孔内壁之间形成一定的间隙，导致从检测头3喷出的气体具有一定的压差，而由于待测孔在加工过程中可能会出现尺寸偏差的情况，即待测孔中不同位置的内壁与检测头3外壁之间所形成的间隙不相同，因此从检测头3喷出的气体所产生的压差也不相同，从而能够基于气体压差值反映出待测孔的尺寸。值得说明的是，气电转换模块4的气体接入端用于接入气体，如空气，然后从气体输出端传递至测定喷嘴而将气体从检测头3上的出气孔喷出，气电转换模块4内部还设有压差传感器，用于检测待检工件旋转过程中气体所产生的压差，并通过压差电信号输出端将压差数值以电信号的形式发送至数据处理模块。数据处理模块用于基于预设的不同压差数据与不同尺寸值之间的对应关系，确定各压差检测数据所对应的尺寸检测值，并进一步计算获得待检工件的尺寸检测结果。

作为优选方案，所述旋转驱动装置包括伺服电机5、第一同步轮6、第二同步轮7、同步带8和带座轴承；所述旋转件还包括转盘9；

所述伺服电机5的输出端与所述第一同步轮6连接，所述同步带8套装在所述第一同步轮6和所述第二同步轮7上，所述第二同步轮7的底部设有所述带座轴承，所述转盘9的顶部与所述带座轴承连接，所述转盘9的底部设有所述伸缩杆1。

值得说明的是，在驱动旋转件旋转过程中，伺服电机5用于驱动第一同步轮6转动，由于同步带8套装在第一同步轮6和第二同步轮7上，因此此时第一同步轮6带动第二同步轮7转动，进一步地，旋转件上的转盘9的顶部与设于第二同步轮7底部的带座轴承连接，因此第二同步轮7此时带动转盘9进行转动，进而带动转盘9底部所设有的伸缩杆1一同转动。

在一种实施例中，所述伺服电机5的原点开关采用接近开关，在装置初次启动或者出现异常时，伺服电机5需要进行一次原点复归，确保机械位置没有发现变化。

作为优选方案，所述装置还包括支架；所述工件旋转机构还包括滑动驱动装置和升降驱动装置；

所述支架包括支撑平台10和设于所述支撑平台10的底部的若干支撑部11；所述工件旋转机构和所述内径检测机构均设于所述支撑平台10上；

所述滑动驱动装置包括无杆气缸12、第一滑块13、第二滑块14、第一滑轨15、第二滑轨16、连接块17和缓冲件18；所述无杆气缸12、所述第一滑轨15和所述第二滑轨16均设于所述支撑台面上，所述第一滑块13和所述第二滑块14分别设于所述第一滑轨15和所述第二滑轨16上，所述连接块17设于所述第一滑块13和所述第二滑块14的顶部，并与所述无杆气缸12上的滑块连接，所述缓冲件18设于所述第一滑轨15和所述第二滑轨16靠近所述内径检测机构的一侧；

所述升降驱动装置包括连接板19、滑台气缸20和支撑连接件21；所述连接板19设于所述连接块17上，所述滑台气缸20设于所述连接板19上，所述支撑连接件21与所述滑台气缸20上的滑台连接，所述旋转件和所述旋转驱动装置均设于所述支撑连接件21上。

值得说明的是，本实施例通过设置支架以确保工件测量过程中装置的结构稳定性，支撑平台10的底部设有若干支撑部11，从而能够为支撑平台10提供足够的支撑力。在一种实施例中，支撑平台10的底部设有四个支撑部11，且四个支撑部11的底部还设有一支撑架体，支撑架体的底部设有四个地脚，从而能够为支撑平台10提供良好的支撑作用。

进一步地，滑动驱动装置包括无杆气缸12、第一滑块13、第二滑块14、第一滑轨15、第二滑轨16、连接块17和缓冲件18，从而能够驱动旋转件和旋转驱动装置往靠近内径检测机构或远离内径检测机构的方向滑动。在滑动驱动过程中，无杆气缸12上的滑块作往复运动，由于第一滑块13和第二滑块14顶部所设置的连接块17与无杆气缸12上的滑块连接，因此第一滑块13和第二滑块14随无杆气缸12上的滑块而分别在第一滑轨15和第二滑轨16上滑动，此外，通过在第一滑轨15和第二滑轨16靠近内径检测机构的一侧设置缓冲件18，能够在第一滑块13和第二滑块14滑动至第一滑轨15和第二滑轨16端部时，对工件旋转机构整体起到缓冲作用，避免因惯性而产生较大的碰撞力，从而导致工件旋转机构整体的机械寿命缩短。

进一步地，升降驱动装置包括连接板19、滑台气缸20和支撑连接件21，从而能够驱动旋转件和旋转驱动装置进行升降运动，确保旋转件上的伸缩杆1能够插入待检工件的定位孔中。在升降驱动过程中，滑台气缸20上的滑台作往复运动，由于支撑连接件21与滑台气缸20上的滑台连接，且旋转件和旋转驱动装置均设于支撑连接件21上，因此旋转件和旋转驱动装置能够随滑台气缸20上的滑台而进行升起或降下。此外，由于升降驱动装置通过连接板19与滑动驱动装置的连接块17连接，因此能够实现旋转件和旋转驱动装置同时滑动及升降。

在一种实施例中，升降驱动装置的连接板19与滑动驱动装置的连接块17之间呈90度，且连接板19与连接块17之间设置有筋板，从而进一步提高了升降驱动装置与滑动驱动装置之间的连接稳定性。

在一种实施例中，支撑连接件21由支撑件和连接件组成，连接件与滑台气缸20上的滑台连接，支撑件与连接件连接，且支撑件与连接件之间呈90度，旋转件和旋转驱动装置均设于支撑件上，此外，支撑件与连接件之间还设有两个连接加强件，从而进一步提高了支撑连接件21的结构稳定性。

作为优选方案，所述内径检测机构还包括夹持调节组件；

所述夹持调节组件包括第一夹持部22、第二夹持部23、第一定位底座24和第二定位底座25；所述第一夹持部22和所述第二夹持部23之间形成用于夹持所述气动测量底座的夹持空间，所述第一夹持部22和所述第二夹持部23上均设有限位孔26，所述第一定位底座24和所述第二定位底座25上均设有螺孔，所述第一夹持部22可拆卸地与所述第一定位底座24连接，所述第二夹持部23可拆卸地与所述第二定位底座25连接。

具体地，本实施例通过设置夹持调节组件以提高气动测量底座在工件尺寸测量过程中的稳定性。第一夹持部22和第二夹持部23上均设有限位孔26，值得说明的是，该限位孔26为长条孔，从而在将固定第一夹持部22和第二夹持部23时，能够基于长条孔而调整固定位置，进而能够调整第一夹持部22和第二夹持部23之间所形成的夹持空间的大小，在针对不同类型的待检工件而需要更换不同的气动测量底座时，通过调整第一夹持部22和第二夹持部23的固定位置能够实现对不同气动测量底座的固定。

在一种实施例中，装置还包括由四个防水板围成的防水框，且内径检测机构设于该防水框内。

作为优选方案，所述支撑平台10上还设置有工件感应器27；所述工件感应器27用于检测所述待检工件的种类，并基于所述待检工件的种类确定所述伸缩杆1的伸缩位置；所述伸缩杆1用于根据所述伸缩位置进行伸缩调节。

在一种实施例中，伸缩杆1具体为弹簧伸缩杆，由于不同类型的待检工件，工件厚度有所区别，定位孔的高度与深度也有所区别，因此为了确保能够有效驱动待检工件进行旋转，弹簧伸缩杆的伸缩长度需要针对不同类型的待检工件而进行调整，因此本实施例通过设置工件感应器27，以检测待检工件的种类，并确定伸缩杆1的伸缩位置，以使伸缩杆1根据该伸缩位置进行伸缩调节。

作为优选方案，所述支架上两个所述支撑部11之间设置有安装板28；所述安装板28上装配有气体处理组件29和电磁阀组30；

所述气体处理组件29包括过滤器、湿气分离器和气压调节阀；所述过滤器的输入端用于接入压缩空气，所述过滤器的输出端与所述湿气分离器的输入端连接，所述湿气分离器的输出端与所述气压调节阀的输入端连接，所述气压调节阀的输出端与所述气电转换模块4的气体接入端连接；

所述电磁阀组30用于对所述无杆气缸12和所述滑台气缸20进行控制。

具体地，气体处理组件29与气电转换模块4的连接示意图如图2所示，气体处理组件29包括过滤器、湿气分离器和气压调节阀，过滤器用于对接入的压缩空气进行杂质过滤，湿气分离器用于分离压缩空气中的水分，气压调节阀用于将压缩空气的压力调整至气电转换模块4的工作气压，例如AE2100型气电转换模块4的工作气压在0.196～0.2MPA。

电磁阀组30用于对无杆气缸12进行滑动控制，以及对滑台气缸20进行升降控制。

作为优选方案，所述检测头3上靠近顶部的一侧表面设有相对的第一出气孔31和第二出气孔32，所述检测头3上靠近底部的一侧表面设有相对的第三出气孔33和第四出气孔34，所述检测头3上靠近顶部的一侧表面及靠近底部的一侧表面分别设有第五出气孔35和第六出气孔36；

所述第一出气孔31和所述第二出气孔32之间经过所述测定喷嘴形成连通的第一气体通道，所述第三出气孔33和所述第四出气孔34之间经过所述测定喷嘴形成连通的第二气体通道，所述第五出气孔35和所述第六出气孔36之间经过所述测定喷嘴形成连通的第三气体通道。

值得说明的是，如图3所示，通过在检测头3上分别设置有第一出气孔31、第二出气孔32、第三出气孔33、第四出气孔34、第五出气孔35和第六出气孔36，从而能够实现工件上圆尺寸、下圆尺寸、圆度、圆筒度和垂直度的测量，其中，上圆尺寸即为待测孔顶部圆形的尺寸，下圆尺寸即为待测孔底部圆形的尺寸。具体而言，通过第一出气孔31和第二出气孔32所形成的第一气体通道，由于这两个出气孔靠近检测头3的顶部设置，因此能够实现上圆尺寸的测量；通过第三出气孔33和第四出气孔34所形成的第二气体通道，由于这两个出气孔靠近检测头3的底部设置，因此能够实现下圆尺寸的测量；通过第五出气孔35和第六出气孔36所形成的第三气体通道，能够实现垂直度的测量；而基于上圆尺寸的测量数据以及下圆尺寸的测量数据，能够实现圆度、圆筒度的测量。

在一种实施例中，装置还包括不良品放置部，用于放置尺寸检测不合格的工件，该不良品放置部设于支撑平台10的侧面，其放置面由若干滚筒装配而成，以提高与放置于上面的不合格工件之间的摩擦力。

本发明实施例提供的工件尺寸自动测量装置，通过工件旋转机构驱动放置于内径检测机构上的待检工件旋转，以利用待检工件旋转过程中气体的压差对待检工件的待测孔尺寸进行检测，实现工件尺寸测量的自动化，避免因人工计算而导致检测误差较大，且有助于提高测量效率，缩短测量所需花费的时间。

参见图4，本发明实施例第二方面提供一种工件尺寸自动测量方法，应用如第一方面任一实施例所述的工件尺寸自动测量装置，包括如下步骤S1至步骤S4：

步骤S1，基于预设的工件放置位置，将待检工件放置于工件放置底座上，以使检测头插入所述待检工件的待测孔，并将气体源接入气电转换模块；

步骤S2，控制旋转件上的伸缩杆插入所述待检工件的定位孔，并利用旋转驱动装置驱动所述旋转件旋转至少一周，获得若干压差检测数据；

步骤S3，基于预设的不同压差数据与不同尺寸值之间的对应关系，确定各压差检测数据所对应的尺寸检测值；

步骤S4，根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果。

在本实施例中，利用机器视觉技术以实现待检工件的精准放置，具体而言，首先确定待检工件在工件放置底座上的正确放置位置，即能够确保旋转件上的伸缩杆插入待检工件的定位孔的位置，利用机器视觉技术拍摄当前的工件放置图像，并提取其中工件的放置位置信息，然后在将待检工件放置于工件放置底座前，利用机器视觉技术拍摄当前的待检工件图像，并提取其中工件的位置信息，如果不符合预先存储的放置位置信息，则将待检工件旋转至符合预设的工件放置位置，进而放置于工件放置底座上。进一步地，将气体源接入气电转换模块，以使检测头上的出气口喷出气体，实现对待测孔尺寸的测量。

进一步地，为了能够准确地测量待测孔尺寸，本实施例控制旋转件上的伸缩杆插入待检工件的定位孔，并利用旋转驱动装置驱动旋转件旋转至少一周，值得说明的是，本实施例可以驱动旋转件旋转一周、两周、三周等，本实施例在此不作具体限定，旋转的周数越多，所获得的测量值就越多，有助于提高测量的准确性。

进一步地，由于出气口所喷出气体的压差与待测孔的尺寸具有对应关系，因此基于预设的不同压差数据与不同尺寸值之间的对应关系，确定各压差检测数据所对应的尺寸检测值。在一种实施例中，可以采用预先标定的方式确定不同压差数据与不同尺寸值之间的对应关系，具体而言，采用尺寸值确定的标准工件执行工件尺寸的测量流程，从而将确定的尺寸值与测量所得的压差数据进行绑定，通过采用多个尺寸值不同的标准工件执行工件尺寸的测量流程，从而确定若干组尺寸值与压差数据的绑定数据，并能够确定压差数据与尺寸值之间的比例关系，进而获得不同压差数据与不同尺寸值之间的对应关系。

在一种可选的实施例中，由于不同类型的待检工件，工件厚度有所区别，定位孔的高度与深度也有所区别，因此本实施例预先设置有不同类型的待检工件所对应的无杆气缸滑动位置、滑台气缸升降位置以及伸缩件的伸缩位置，当执行工件尺寸测量流程时，利用工件感应器检测当前待检工件的种类，并确定当前的无杆气缸滑动位置、滑台气缸升降位置以及伸缩件的伸缩位置，然后分别对无杆气缸、滑台气缸以及伸缩件进行控制，以使无杆气缸滑动至所述无杆气缸滑动位置，滑台气缸调整至所述滑台气缸升降位置，伸缩件的长度调整至所述伸缩位置，从而确保了对不同类型的工件实施尺寸自动化测量。

作为优选方案，还包括：

将所述尺寸检测结果与预设的尺寸公差值进行比较；

当所述尺寸检测结果满足所述尺寸公差值时，判定所述待检工件为合格工件；

当所述尺寸检测结果不满足所述尺寸公差值时，判定所述待检工件为不合格工件。

作为优选方案，所述根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果，具体包括：

基于经第一气体通道喷出的气体的若干第一压差检测数据所对应的第一尺寸检测值，选取若干所述第一尺寸检测值中的最大值作为所述待检工件的上圆尺寸检测值；

其中，所述第一气体通道是所述检测头上靠近顶部的一侧表面设有的相对的第一出气孔和第二出气孔之间经过测定喷嘴所形成的连通气体通道。

在本实施例中，在有效的第一尺寸检测值内所产生的最大值作为待检工件的上圆尺寸检测值。

作为优选方案，所述根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果，具体还包括：

基于经第二气体通道喷出的气体的若干第二压差检测数据所对应的第二尺寸检测值，选取若干所述第二尺寸检测值中的最大值作为所述待检工件的下圆尺寸检测值；

其中，所述第二气体通道是所述检测头上靠近底部的一侧表面设有的相对的第三出气孔和第四出气孔之间经过测定喷嘴所形成的连通气体通道。

在本实施例中，在有效的第二尺寸检测值内所产生的最大值作为待检工件的下圆尺寸检测值。

作为优选方案，所述根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果，具体还包括：

根据若干所述第一尺寸检测值中的最大值与最小值之差，确定上圆尺寸偏差值；

根据若干所述第二尺寸检测值中的最大值与最小值之差，确定下圆尺寸偏差值；

当所述上圆尺寸偏差值与所述下圆尺寸偏差值之差大于0时，判定所述待检工件的圆度为所述上圆尺寸偏差值；

当所述下圆尺寸偏差值与所述上圆尺寸偏差值之差大于0时，判定所述待检工件的圆度为所述下圆尺寸偏差值；

当所述上圆尺寸偏差值与所述下圆尺寸偏差值之差等于0时，判定所述待检工件的圆度为所述上圆尺寸偏差值或所述下圆尺寸偏差值。

作为优选方案，所述根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果，具体还包括：

当所述上圆尺寸检测值大于所述下圆尺寸检测值时，根据若干所述第一尺寸检测值中的最大值与若干所述第二尺寸检测值中的最小值之差，确定所述待检工件的圆筒度；

当所述下圆尺寸检测值大于所述上圆尺寸检测值时，根据若干所述第二尺寸检测值中的最大值与若干所述第一尺寸检测值中的最小值之差，确定所述待检工件的圆筒度。

作为优选方案，所述根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果，具体还包括：

基于经第三气体通道喷出的气体的若干第三压差检测数据所对应的第三尺寸检测值，计算若干所述第三尺寸检测值中的最大值与最小值之间的差值并作为所述待检工件的垂直度；

其中，所述检测头上靠近顶部的一侧表面及靠近底部的一侧表面分别设有的第五出气孔和第六出气孔之间经过测定喷嘴所形成的连通气体通道。

本发明实施例提供的工件尺寸自动测量方法，通过工件旋转机构驱动放置于内径检测机构上的待检工件旋转，以利用待检工件旋转过程中气体的压差对待检工件的待测孔尺寸进行检测，实现工件尺寸测量的自动化，避免因人工计算而导致检测误差较大，且有助于提高测量效率，缩短测量所需花费的时间。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种工件尺寸自动测量装置，其特征在于，包括工件旋转机构、内径检测机构和数据处理模块；

所述工件旋转机构包括旋转件和用于驱动所述旋转件旋转的旋转驱动装置，所述旋转件具有用于插入待检工件的定位孔的伸缩杆；

所述内径检测机构包括气动测量底座和气电转换模块，所述气动测量底座包括工件放置底座和设于所述工件放置底座上用于插入所述待检工件的待测孔的检测头，所述检测头上设有若干出气孔，所述气电转换模块具有气体接入端、气体输出端和压差电信号输出端，所述气体输出端与测定喷嘴连接，所述测定喷嘴所输出的气体经若干所述出气孔喷出，所述压差电信号输出端与所述数据处理模块连接。

2.如权利要求1所述的工件尺寸自动测量装置，其特征在于，所述旋转驱动装置包括伺服电机、第一同步轮、第二同步轮、同步带和带座轴承；所述旋转件还包括转盘；

所述伺服电机的输出端与所述第一同步轮连接，所述同步带套装在所述第一同步轮和所述第二同步轮上，所述第二同步轮的底部设有所述带座轴承，所述转盘的顶部与所述带座轴承连接，所述转盘的底部设有所述伸缩杆。

3.如权利要求1所述的工件尺寸自动测量装置，其特征在于，所述装置还包括支架；所述工件旋转机构还包括滑动驱动装置和升降驱动装置；

所述支架包括支撑平台和设于所述支撑平台的底部的若干支撑部；所述工件旋转机构和所述内径检测机构均设于所述支撑平台上；

所述滑动驱动装置包括无杆气缸、第一滑块、第二滑块、第一滑轨、第二滑轨、连接块和缓冲件；所述无杆气缸、所述第一滑轨和所述第二滑轨均设于所述支撑台面上，所述第一滑块和所述第二滑块分别设于所述第一滑轨和所述第二滑轨上，所述连接块设于所述第一滑块和所述第二滑块的顶部，并与所述无杆气缸上的滑块连接，所述缓冲件设于所述第一滑轨和所述第二滑轨靠近所述内径检测机构的一侧；

所述升降驱动装置包括连接板、滑台气缸和支撑连接件；所述连接板设于所述连接块上，所述滑台气缸设于所述连接板上，所述支撑连接件与所述滑台气缸上的滑台连接，所述旋转件和所述旋转驱动装置均设于所述支撑连接件上。

4.如权利要求1所述的工件尺寸自动测量装置，其特征在于，所述内径检测机构还包括夹持调节组件；

所述夹持调节组件包括第一夹持部、第二夹持部、第一定位底座和第二定位底座；所述第一夹持部和所述第二夹持部之间形成用于夹持所述气动测量底座的夹持空间，所述第一夹持部和所述第二夹持部上均设有限位孔，所述第一定位底座和所述第二定位底座上均设有螺孔，所述第一夹持部可拆卸地与所述第一定位底座连接，所述第二夹持部可拆卸地与所述第二定位底座连接。

5.如权利要求3所述的工件尺寸自动测量装置，其特征在于，所述支撑平台上还设置有工件感应器；所述工件感应器用于检测所述待检工件的种类，并基于所述待检工件的种类确定所述伸缩杆的伸缩位置；所述伸缩杆用于根据所述伸缩位置进行伸缩调节。

6.如权利要求3所述的工件尺寸自动测量装置，其特征在于，所述支架上两个所述支撑部之间设置有安装板；所述安装板上装配有气体处理组件和电磁阀组；

所述气体处理组件包括过滤器、湿气分离器和气压调节阀；所述过滤器的输入端用于接入压缩空气，所述过滤器的输出端与所述湿气分离器的输入端连接，所述湿气分离器的输出端与所述气压调节阀的输入端连接，所述气压调节阀的输出端与所述气电转换模块的气体接入端连接；

所述电磁阀组用于对所述无杆气缸和所述滑台气缸进行控制。

7.如权利要求1所述的工件尺寸自动测量装置，其特征在于，所述检测头上靠近顶部的一侧表面设有相对的第一出气孔和第二出气孔，所述检测头上靠近底部的一侧表面设有相对的第三出气孔和第四出气孔，所述检测头上靠近顶部的一侧表面及靠近底部的一侧表面分别设有第五出气孔和第六出气孔；

所述第一出气孔和所述第二出气孔之间经过所述测定喷嘴形成连通的第一气体通道，所述第三出气孔和所述第四出气孔之间经过所述测定喷嘴形成连通的第二气体通道，所述第五出气孔和所述第六出气孔之间经过所述测定喷嘴形成连通的第三气体通道。

8.一种工件尺寸自动测量方法，应用如权利要求1至7任一项所述的工件尺寸自动测量装置，其特征在于，包括：

基于预设的工件放置位置，将待检工件放置于工件放置底座上，以使检测头插入所述待检工件的待测孔，并将气体源接入气电转换模块；

控制旋转件上的伸缩杆插入所述待检工件的定位孔，并利用旋转驱动装置驱动所述旋转件旋转至少一周，获得若干压差检测数据；

基于预设的不同压差数据与不同尺寸值之间的对应关系，确定各压差检测数据所对应的尺寸检测值；

根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果。

9.如权利要求8所述的工件尺寸自动测量方法，其特征在于，还包括：

将所述尺寸检测结果与预设的尺寸公差值进行比较；

当所述尺寸检测结果满足所述尺寸公差值时，判定所述待检工件为合格工件；

当所述尺寸检测结果不满足所述尺寸公差值时，判定所述待检工件为不合格工件。

10.如权利要求8所述的工件尺寸公差自动测量方法，其特征在于，所述根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果，具体包括：

基于经第一气体通道喷出的气体的若干第一压差检测数据所对应的第一尺寸检测值，选取若干所述第一尺寸检测值中的最大值作为所述待检工件的上圆尺寸检测值；

其中，所述第一气体通道是所述检测头上靠近顶部的一侧表面设有的相对的第一出气孔和第二出气孔之间经过测定喷嘴所形成的连通气体通道。

11.如权利要求10所述的工件尺寸自动测量方法，其特征在于，所述根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果，具体还包括：

基于经第二气体通道喷出的气体的若干第二压差检测数据所对应的第二尺寸检测值，选取若干所述第二尺寸检测值中的最大值作为所述待检工件的下圆尺寸检测值；

其中，所述第二气体通道是所述检测头上靠近底部的一侧表面设有的相对的第三出气孔和第四出气孔之间经过测定喷嘴所形成的连通气体通道。

12.如权利要求11所述的工件尺寸自动测量方法，其特征在于，所述根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果，具体还包括：

根据若干所述第一尺寸检测值中的最大值与最小值之差，确定上圆尺寸偏差值；

根据若干所述第二尺寸检测值中的最大值与最小值之差，确定下圆尺寸偏差值；

当所述上圆尺寸偏差值与所述下圆尺寸偏差值之差大于0时，判定所述待检工件的圆度为所述上圆尺寸偏差值；

当所述下圆尺寸偏差值与所述上圆尺寸偏差值之差大于0时，判定所述待检工件的圆度为所述下圆尺寸偏差值；

当所述上圆尺寸偏差值与所述下圆尺寸偏差值之差等于0时，判定所述待检工件的圆度为所述上圆尺寸偏差值或所述下圆尺寸偏差值。

13.如权利要求11所述的工件尺寸自动测量方法，其特征在于，所述根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果，具体还包括：

当所述上圆尺寸检测值大于所述下圆尺寸检测值时，根据若干所述第一尺寸检测值中的最大值与若干所述第二尺寸检测值中的最小值之差，确定所述待检工件的圆筒度；

当所述下圆尺寸检测值大于所述上圆尺寸检测值时，根据若干所述第二尺寸检测值中的最大值与若干所述第一尺寸检测值中的最小值之差，确定所述待检工件的圆筒度。

14.如权利要求8所述的工件尺寸公差自动测量方法，其特征在于，所述根据若干所述尺寸检测值，计算获得所述待检工件的尺寸检测结果，具体还包括：

基于经第三气体通道喷出的气体的若干第三压差检测数据所对应的第三尺寸检测值，计算若干所述第三尺寸检测值中的最大值与最小值之间的差值并作为所述待检工件的垂直度；

其中，所述检测头上靠近顶部的一侧表面及靠近底部的一侧表面分别设有的第五出气孔和第六出气孔之间经过测定喷嘴所形成的连通气体通道。