一種測量移動工件的高度和直徑的測量系統的製作方法

2023-10-04 08:10:39

本發明涉及測量設備技術領域，尤其是一種用於測量移動工件的高度和直徑的測量體統。

背景技術：

目前，市場上對工件的高度和直徑的測量系統，都是在工件處於靜止狀態下進行測量的，尚未見有對運動中的工件進行同時測量其高低和直徑的測量系統。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種測量移動工件的高度和直徑的測量系統。該測量系統具有製作工藝簡單、製造成本低、測量準確、自動化程度高、調節起來容易、體積小，運輸及攜帶方便等優點。

本發明的技術方案是：一種測量移動工件的高度和直徑的測量系統，它由裝在鋁型材支架上的勻速移動裝置、高度測量機構和直徑測量機構和微型可編程控制器PLC構成。勻速移動裝置、高度測量機構和直徑測量機構都通過現場總線和可編程控制PLC相連接。微型可編程控制器PLC通過現場總線與上層控制系統WinCC的界面相接。

勻速移動裝置的鋁型材支架上裝有伺服電機、軸承座A、軸承座B、二根直線導軌和微型可編程控制器PLC。伺服電機和微型可編程控制PLC相連接，微型可編程控制PLC根據先編制的程序發出均勻脈衝信號指示伺服電機作勻速轉動。精密滾珠絲杆兩頓分別裝在軸承座A和軸承座B中。精密滾珠絲杆一端部和伺服電機相連接。勻速轉動的伺服電機帶動精密滾珠絲杆作勻速轉動。移動工作檯裝在二根直線導軌上並和精密滾珠絲杆齒連接。被測移動工件放在移動工作檯上。勻速轉動的精密滾珠絲杆帶動移動工作檯及放在工作檯上的移動工件在二根直線導軌上做勻速轉動。

高度測量機構的位移傳感器支架裝在鋁型材支架上。位移傳感器支架上裝有位移傳感器本體。位移傳感器本體下面為位移傳感器測量頭。位移傳感器支架上還裝有槓桿支點，槓桿支點上支承一槓桿。槓桿位於精密滾珠絲杆的上方。槓桿一端平面與位移傳感器測量頭相靠接，槓桿另一端裝有槓桿接觸頭。槓桿支點到以為傳感器測量頭的距離與槓桿支點到槓桿接觸頭的距離相等。槓桿上方裝有彈簧，彈簧一端和槓桿相連接，彈簧另一端和裝在位移傳感器支架上的彈簧支點相連接。位移傳感器本體和微型可編程控制品PLC相連接。移動工件在移動過程中被槓桿上的接觸頭觸及。接觸頭移動到移動工件處時接觸頭產生向上方的位移。接觸頭向上方的位移使位移傳感器測量頭產生向下方的位移。由於槓桿支點到位移傳感器測量頭的距離與槓桿支點到槓桿接觸頭的距離相等，這就使接觸頭向上方位移的距離與位移傳感器測量頭向下方位移的距離相等。位移傳感器將測得的位移距離信號轉換成模擬電壓信號並將模擬電壓信號送到微型可編程控制器PLC的模擬量輸入輸出模塊中。這樣微型可編程控制器PLC就能根據預先設定的程序計算出移動工件的高度。該高度將在上層控制系統WinCC的界面中直接反應出來。當接觸頭離開工件後，彈簧的力量使槓桿恢復到原來的位置。

直徑測量機構的對射式光電接近開關的光發射器和光接收器分別裝在鋁型材支架上。光發射器所折射出的光線應正對光接收器。光發射器所射出的光線應與精密滾珠絲杆呈垂直方向設置。光線的高度應在移動工件上下高度的範圍內。對射式光電接近開關的光發射器及光接收器與微型可編程控制器PLC相連接。接近開關的光發射器和光接收器在微型可編程控制PLC的指示下工作，同時工件也在做勻速轉動。當光接收器能接收到光發射器發出的光的時候，可編程控制器PLC上的時間間隔定時器不工作。當光路上有工件通過而遮蔽光線時，光接收器就接收不到光發射器發送的光。光接收器將這一信號傳到微型可編程控制器PLC上，微型可編程控制器PLC指示其時間間隔定時器工作並開始計算時間。當光路上沒有工件通過時，光接收器就能接收到光發射器發送的光，光接收器將這一信號傳到微型可編程控制器PLC上，微型可編程控制器PLC立即指示其時間間隔定時器停止工作並停止計算時間。微型可編程控制器PLC根據時間間隔定時器工作和工件勻速移動的速度可計算出移動工件的直徑並在上層控制系統WinCC的界面中直接反應出來。

所述的微型可編程控制器PLC選用西門子S7—200PLC。

所述的對射式光電接近開關採用德國施克對射式光電接近開關。

所述的位移傳感器選用上海天沐自動化儀表有限公司的位移傳感器。

本發明的優點是提供了一種測量移動工件的高度和直徑的測量系統，特別是該系統的機械結構和控制系統方案。該測量系統具有製作工藝簡單、製造成本低、測量準確、自動化程度高、調節起來容易、體積小，運輸及攜帶方便等優點。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2是圖1的左視結構示意圖。

圖3是本發明勻速移動裝置的結構示意圖。

圖4是圖3的俯視結構示意圖。

圖5是本發明高度測量機構的結構示意圖。

圖6是本發明直徑測量機構的結構示意圖。

圖7是本發明光發射器和光接收器的位置的結構示意圖。

圖中：1、鋁型材支架，2、伺服電機，3、直線導軌，4、移動工作檯，5、工件，6、位移傳感器支架，7、位移傳感器本體，8、槓桿，9、槓桿接觸頭，10、微型可編程控制器PLC，12、光發射器，13、軸承座A，14、精密滾珠絲杆，15,、軸承座B，16、位移傳感器測量頭，17、彈簧支點，18、彈簧，19、槓桿支點，20、光線，21、光接收器。

具體實施方式

如各圖所示的實施例如下：一種測量移動工件的高度和直徑的測量系統，它由裝在鋁型材支架上1上的勻速移動裝置、高度測量機構、直徑測量機構和微型可編程控制器PLC 10構成。勻速移動裝置、高度測量機構、直徑測量機構都通過現場總線與上層控制系統WinCC的界面相接。

勻速移動裝置的鋁型材支架1上裝有伺服電機2、軸承座A13、軸承座B15、二根直線導軌3和微型可編程控制器PLC10.精密滾珠絲杆14兩端分別裝在軸承座A13和軸承座B15軸承中。精密滾珠絲杆14一端部和伺服電機2相連接。移動工作檯4裝在二根直線導軌3上並和精密滾珠絲杆14齒連接。被測移動工件5放在移動工作檯4上。伺服電機2和微型可編程控制器PLC10連接。

高度測量機構的位移傳感器支架6裝在鋁型材支架上，位移傳感器支架6上裝有位移傳感器本體7，位移傳感本體7下面位移傳感器測量頭16.鋁型材支架1上還裝有槓桿支點19，槓桿支點19上支承一槓桿8，槓桿8位於精密滾珠絲杆14的上方。槓桿8一端上平面於位移傳感器測量頭16相靠接，槓桿8另一端裝有槓桿接觸頭9.槓桿支點19到位移傳感器測量頭16的距離與槓桿支點19到槓桿接觸頭9的距離相等。槓桿8上方裝有彈簧18，彈簧18一端個昂槓桿8連接，彈簧18另一端和裝在位移傳感器支架6上的彈簧支點17相連接。位移傳感器本體7和微型可編程控制器PLC10相連接。

直徑測量機構的對射式光電接近開關的光發射器12和光接收器21分別裝在鋁型材支架1上。光發射器12所射出的光線20應對應光接收器21。光發射器12所射出的光線20應與精密滾珠絲杆14呈垂直方向設置。光線20的高度應在移動工件5上下高度範圍內。對射式光電接近開關的光發射器12及光接收器21均與微型可編程控制器PLC10相連接。