一种用于自动测量异形件质量质心的平台及使用方法技术

本发明专利技术提供一种用于自动测量异形件质量质心的平台及使用方法，属于精密测量领域。所述平台包括升降机构模块、移载模块和待测台模块，其中升降机构模块安装在移载模块上，用于完成待测工件的调平、定位和自动测量，是本测量平台的核心模块。移载模块将待测台模块上的待测工件搬运到升降机构模块上，利用升降机构模块上的3个高精度压力传感器完成待测工件质量和质心的测量，再由移载模块将测量好的工件放回待测台模块。通过三个模块的组合，该测量平台可实现异形件质量和质心的自动化测量。本发明专利技术在保证测量精度的前提下，可实现待测工件质量和质心的同步测量。经过实际验证，该装置具有操作方便，易于装配，测量效率高以及精度较高的特点。较高的特点。较高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于自动测量异形件质量质心的平台及使用方法


[0001]本专利技术属于精密测量领域，具体来说，涉及一种用于测量异形件质量质心的平台及使用方法。

技术介绍

[0002]在制造业领域，常常需要对工件的质量和质心进行精确测量。工件质量一般可以通过压力传感器直接测量得到。工件质心的测量方法主要可分为两类，第一类是静态测量法，主要包括不平衡力矩法、多点支撑法和倾斜平台法等。第二类是动态测量法，主要有动平衡法，转动惯量法等。在同样的测量精度下，动态测量法需要待测工件做旋转运动，其机械结构相较于静态测量法更为复杂。静态测量法中，多点支撑法由于具有测量范围广、测量精度高、机械结构简单和安全性高的特点而得到了广泛的应用。多点支撑法又细分为“三点支撑称重法”和“四点支撑称重法”。文献[张鹰华,樊新华,张雷雨等.基于四点支撑法的导弹质量质心测量系统设计及误差分析[J].机械设计与研究,2016,32(03):96
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99.DOI:10.13952/j.cnki.jofmdr.2016.0108.]10.13952/j.cnki.jofmdr.2016.0108中使用了“四点支撑称重法”，这虽然在一定程度上提高了机构稳定性，但也会使设备结构变得复杂且引入额外的误差项，从而造成质心测量精度下降。与此同时，实现测量平台的自动化也是目前质量质心测量领域的发展趋势。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种用于自动测量异形件质量质心的平台及使用方法。通过压力传感器直接测量异形工件质量，通过静力矩平衡法中的“三点支撑称重法”原理测量工件质心。本测量平台可以实现异形工件的自动上下料、自动定位、质量质心的同步测量和数据自动保存。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种用于自动测量异形件质量质心的平台，所述平台包括升降机构模块1、移载模块2和待测台模块3。所述移载模块2将待测台模块3上的待测工件搬运到升降机构模块1上，利用升降机构模块1上的3个高精度压力传感器27完成待测工件质量和质心的测量。所述升降机构模块1安装在移载模块2上。通过三个模块的组合，该测量平台可实现异形件质量和质心的自动化测量。
[0006]所述的升降机构模块1用于完成待测工件的调平、定位和自动测量，是本测量平台的核心模块。升降机构模块包括测量单元与升降单元两部分，其中升降单元用于保护高精度压力传感器，测量单元用于测量待测工件的质量和质心数据。具体的：
[0007]所述升降单元包括支架4、Y型接头5、导向座6、升降导板7、连接杆8、T形件9、导轨10、底板11、法兰盘底座12、导向柱13、直线轴承14、推动气缸底座15、推动气缸16、限位挡块17、第一升降气缸28、升降板31、水平气泡仪32、第二升降气缸33。所述的第二升降气缸33通过支架4固定在底板11上，Y型接头5一端与第二升降气缸33通过螺纹连接在一起，另一端通
过销钉与升降导板7连接在一起，从而可以使升降导板7可以跟随第二升降气缸33的活塞杆运动。所述的升降导板7通过导向座6与导轨10连接在一起，导轨10与底板11通过螺钉连接在一起。所述的T形件9与升降板31连接，装有轴承的连接杆8与T形件9连接在一起，其轴承可以在升降导板7上的滑槽里运动。以上所述构成一组滑槽机构，同理在第一升降气缸28处有一套相同机构且第一升降气缸28与第二升降气缸33的动作具有同步性。所述的法兰盘底座12、导向柱13、直线轴承14构成一组导向机构，用于限制升降板31只能做升降运动，此时本机构将第一升降气缸28与第二升降气缸33平行于底板11方向的伸缩运动转化为垂直底板11方向的升降运动。所述的推动气缸16通过推动气缸底座15连接在升降板31上，其主要功能是对待测工件进行位置微调。所述的限位挡块17安装在升降板31上，其作用是当托盘19落在升降板31上时为托盘19提供粗定位。所述的水平气泡仪32嵌在底板11中用来检验升降机构模块1是否调平。
[0008]所述测量单元包括第一定位挡块18、托盘19、第二定位挡块20、第一调整螺钉21、第二调整螺钉22、第三定位挡块23、第三调整螺钉24、第四调整螺钉25、第四定位挡块26、高精度压力传感器27、定位销29、连接件30。其中，四个调整螺钉(第一调整螺钉21、第二调整螺钉22、第三调整螺钉24、第四调整螺钉25)和四个定位挡块(第一定位挡块18、第二定位挡块20、第三定位挡块23、第四定位挡块26)通过螺纹连接安装在托盘19上。所述四个调整螺钉用于将被测异形件调平，在调到合适高度后使用双螺母对调整螺钉进行锁紧，调整螺钉头部均带有滚动钢珠，可避免划伤工件表面的特殊作用漆层。定位挡块用于为待测工件提供定为基准，根据待测工件实际形状来选择第二定位挡块20和第四定位挡块26中的一个，与第一定位挡块18、第三定位挡块23构成两个互相垂直的基准面。所述的定位销29通过连接件30与高精度压力传感器27连接在一起。所述高精度压力传感器27通过转接板安装在底板11上，整个测量单元共有3个高精度压力传感器，它们的位置关系呈等腰三角形。为保证测量精度，托盘19与定位销29之间需要准确定位，为此设计了带锥孔的平板连接在托盘19底面。综上所述，所述的升降机构模块1共有两种工作状态，状态一：第一升降气缸28与第二升降气缸33的活塞杆同时伸出，此时升降板31处于最高位置，托盘19与升降板31接触同样处于最高位；状态二：第一升降气缸28与第二升降气缸33的活塞杆同时缩回，此时升降板31处于最低位置(此位置低于高精度压力传感器27上定位销29高度)，同时托盘19由于重力原因与升降板31分离而落在定位销29上，定位销29滑入托盘上锥孔从而保证了两者之间定位准确。此时托盘19与其上待测工件所受的外力只有三个高精度压力传感器的支撑力，“三点支撑称重法”在机械结构上得以实现。
[0009]所述的移载模块2主要用于将待测台模块3上的待测工件搬运到升降机构模块1上进行测量，完成测量后，再由移载模块2将测量好的工件放回待测台模块3。所述移载模块2主要包括减震台34、机械臂转接板35、机械臂36和电动夹爪37。所述的机械臂36通过机械臂转接板35连接在减震台34上，其中减震台34具有良好的隔震减震功能。电动夹爪37安装在机械臂36末端，用于抓取待测工件且带有断电锁紧功能，可保证在突然断电情况下工件不会脱落。
[0010]所述的待测台模块3主要用来配合移载模块2完成工件的上下料以及机械臂36的控制，所述待测台模块3主要包括待测台底板38、光电传感器支架39、光电传感器40、支撑座41、卡扣42、光轴43、下料台44、限位螺柱45、把手46和上料台47。所述的光电传感器40通过
光电传感器支架39固定在待测台底板38上，光轴43通过两个支撑座41安装在待测台底板38上形成滑轨，上料台47与下料台44通过把手46可在滑轨上做往复运动，并通过卡扣42来进行限位。所述上料台47与下料台44上表面分别安装有16个限位螺柱45，其中每四个限位螺柱45作为一组来限位一个待测工件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于自动测量异形件质量质心的平台，其特征在于，所述平台包括升降机构模块(1)、移载模块(2)和待测台模块(3)，其中升降机构模块(1)安装在移载模块(2)上，用于完成待测工件的调平、定位和自动测量，是本测量平台的核心模块；所述移载模块(2)将待测台模块(3)上的待测工件搬运到升降机构模块(1)上，利用升降机构模块(1)上的3个高精度压力传感器(27)完成待测工件质量和质心的测量，再由移载模块(2)将测量好的工件放回待测台模块(3)；通过三个模块的组合，该测量平台可实现异形件质量和质心的自动化测量。2.根据权利要求2所述的一种用于自动测量异形件质量质心的平台，其特征在于，所述的升降机构模块包括测量单元与升降单元两部分，其中升降单元用于保护高精度压力传感器，测量单元用于测量待测工件的质量和质心数据；所述升降单元包括支架(4)、Y型接头(5)、导向座(6)、升降导板(7)、连接杆(8)、T形件(9)、导轨(10)、底板(11)、法兰盘底座(12)、导向柱(13)、直线轴承(14)、推动气缸底座(15)、推动气缸(16)、限位挡块(17)、第一升降气缸(28)、升降板(31)、水平气泡仪(32)、第二升降气缸(33)；所述的第二升降气缸(33)通过支架(4)固定在底板(11)上，Y型接头(5)一端与第二升降气缸(33)连接，另一端与升降导板(7)连接，使升降导板(7)跟随第二升降气缸(33)的活塞杆运动；所述的升降导板(7)通过导向座(6)与导轨(10)连接，导轨(10)与底板(11)连接；所述的T形件(9)与升降板(31)连接，装有轴承的连接杆(8)与T形件(9)连接，其轴承能够在升降导板(7)上的滑槽里运动；以上结构构成一组滑槽机构，同理在第一升降气缸(28)处有一套相同机构且第一升降气缸(28)与第二升降气缸(33)的动作具有同步性；所述的法兰盘底座(12)、导向柱(13)、直线轴承(14)构成一组导向机构，用于限制升降板(31)只能做升降运动，此时本机构将第一升降气缸(28)与第二升降气缸(33)平行于底板(11)方向的伸缩运动转化为垂直底板(11)方向的升降运动；所述的推动气缸(16)通过推动气缸底座(15)连接在升降板(31)上，对待测工件进行位置微调；所述的限位挡块(17)安装在升降板(31)上，其作用是当托盘(19)落在升降板(31)上时为托盘(19)提供粗定位；所述的水平气泡仪(32)嵌在底板(11)中用来检验升降机构模块(1)是否调平；所述测量单元包括第一定位挡块(18)、托盘(19)、四个定位挡块、四个调整螺钉、高精度压力传感器(27)、定位销(29)、连接件(30)；其中，四个调整螺钉和四个定位挡块安装在托盘(19)上；四个调整螺钉用于将被测异形件调平，在调到合适高度后使用双螺母对调整螺钉进行锁紧，调整螺钉头部均带有滚动钢珠，可避免划伤工件表面的特殊作用漆层；定位挡块用于为待测工件提供定为基准；所述的定位销(29)通过连接件(30)与高精度压力传感器(27)连接在一起；所述高精度压力传感器(27)通过转接板安装在底板(11)上，整个测量单元共有3个高精度压力传感器，呈等腰三角形布置；为保证测量精度，托盘(19)与定位销(29)之间需要准确定位，为此设计带锥孔的平板连接在托盘(19)底面。3.根据权利要求2所述的一种用于自动测量异形件质量质心的平台，其特征在于，所述的升降机构模块(1)共有两种工作状态，状态一：第一升降气缸(28)与第二升降气缸(33)的活塞杆同时伸出，此时升降板(31)处于最高位置，托盘(19)与升降板(31)接触同样处于最高位；状态二：第一升降气缸(28)与第二升降气缸(33)的活塞杆同时缩回，此时升降板(31)处于最低位置，且此位置低于高精度压力传感器(27)上定位销(29)高度，同时托盘(19)由于重力原因与升降板(31)分离而落在定位销(29)上，定位销(29)滑入托盘上锥孔从而保证
了两...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡引娣，刘洋，尹科迪，赵联祥，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：