一种风机转子自动化检测设备的制作方法

1.本实用新型涉及风机转子制造领域，具体涉及一种风机转子自动化检测设备。


背景技术：

2.目前直流风机设备应用越来越广泛，直流风机外转子是风机设备必不可少的部件，在生产过程中转子中心内孔深度、转子叶轮内圆的圆跳动公差是否达到规定的数值要求，直接影响到装配风机的难易程度和风机成品的品质。实际生产过程中，转子中心内孔深度检测与转子叶轮内圆的圆跳动公差检测是分两个工序进行的，由人工测量时费时费力且经常出现漏检而导致品质事故的出现，而现有设备只支持检测零件单个特征，现在设计转子内孔深度和转子叶轮内圆圆跳动一体自动化检测设备，来满足厂家对生产效率和客户对风机品质的高要求。
3.现有的测量技术中，存在着较多的缺陷：(1)人工测量时费时费力且经常出现漏检而导致品质事故的出现；(2)现有设备只能检测零件单个特征，想要检测同时检测零件多个特征需要分两步检测效率较低；(3)现有设备自动化程度较低仍需要人为辅助操作。
4.公布号为cn 104515493 a的发明公开了一种自动化径向跳动测量装置，本发明公开了一种自动化径向跳动测量装置，包括：机架主体、升降机构、测量机构、装夹机构及控制器，实现了工件自动化径向跳动测量，可对工件进行装夹和测量，整个过程不需要人工干涉，配合机械手上下料，即可实现自动化生产线上进行在线检测，通过控制器控制各机构的动作并采集测量数据，能够实现智能测量；同时，本装置能够满足多种类型工件的自动化径向跳动检测要求，可以测量零件要素相对于外圆或内孔的径向跳动，适用范围广；测量过程中，测量传感器的空间位置可以由限位块和测量机构调定，能够满足不同空间位置被测工件径向跳动公差的测量要求。但是该自动化径向跳动测量装置仅具备零件单一特征检测功能，也不具备完整的外壳防护功能，在工业生产中具有一定的局限性。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种风机转子自动化检测设备解决上述问题，该设备可同时检测风机转子安装轴的内孔深度和风机转子叶转叶轮内壁的径向圆跳动，可以单独使用也可以在风机外转子自动化生产线上搭配机械手使用，具有测量效率高、测量质量稳定的优点。
6.为实现上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案如下：
7.一种风机转子自动化检测设备，包括机架、移动机构、测量机构、定位夹台，所述定位夹台设置于所述机架上，所述移动机构包括旋转装置，所述旋转装置位于所述定位夹台的上方；所述测量机构包括圆跳动测量装置和内孔深度测量装置；所述定位夹台由直径不同的上、下两个圆柱同轴组成，其中上圆柱的直径小于下圆柱的直径，所述下圆柱的上端面被构造为定位基准面，所述定位夹台中间设置有通孔一；所述圆跳动测量装置设置在所述下圆柱的侧面，所述内孔深度测量装置设置在所述定位夹台的所述通孔一的正下方。
8.进一步地，所述移动机构还包括平移装置和伸缩装置，所述平移装置设置在所述机架台面上，所述伸缩装置设置在所述平移装置上方且可垂直于所述机架的台面运动，所述旋转装置与所述伸缩装置的下端固定连接，跟随所述伸缩装置垂直于所述机架的台面滑动。
9.进一步地，所述平移装置设置有沿所述机架台面中心对称的两根导轨一，所述两根导轨一上承载有龙门架，所述龙门架顶端设置有与所述机架的台面相平行的支板，所述支板上设置有垂直于所述支板的导柱，所述支板通过所述导柱与所述龙门架顶端滑动连接，所述支板中间设置有通孔二。
10.进一步地，所述旋转装置包括旋转电机和转盘，所述旋转电机穿过所述通孔二并安装在所述支板上，所述旋转电机的输出轴在所述龙门架内并朝向所述机架的台面，所述转盘安装在所述输出轴上，所述转盘转动可以在保持风机转子不动的前提下对风机转子内孔径向圆跳动进行多次取值测量。
11.进一步地，所述转盘下端设置有吸盘，通过所述吸盘抓取和固定风机转子，所述吸盘由气压驱动。
12.进一步地，所述定位夹台设置在所述平移装置的所述两根导轨一行程之内，所述下圆柱的侧面设置有缺口，所述圆跳动测量装置安装在所述缺口内与所述下圆柱组成一个完整的圆柱体。
13.进一步地，所述圆跳动测量装置包括仪器底座，杆体和内圆检测仪，所述仪器底座安装在所述缺口内，且其形状与所述缺口形状相匹配，所述仪器底座上设有两个平行的径向通孔三和径向通孔四以及连通所述通孔三和所述通孔四的轴向通槽，所述杆体穿设于所述通孔三、通孔四和轴向通槽中，所述杆体可在槽内沿径向方向滑动。
14.进一步地，所述杆体由杆头、杆身与杆尾这三段杆件通过螺栓连接成
‘
u’形，所述杆体安装在所述仪器底座的两个通孔中，所述杆尾穿过所述通孔四与所述内圆检测仪的探头相连，所述杆头穿过所述通孔三并凸出所述仪器底座侧面与被检测面相接触，用于将接触面的尺寸变化实时传递到内圆检测仪。
15.进一步地，所述内孔深度测量装置包括安装座、气缸、导轨二、角架和深度测量仪，所述安装座设置在所述定位夹台的下端面的下方，所述高度测量仪中部固定在所述角架上，所述角架与所述导轨二滑动连接，所述角架可沿所述定位夹台的轴线方向滑动，所述导轨二固定在所述安装座上，所述深度测量仪的头部伸入所述定位夹台的所述通孔一中，测量时所述深度测量仪在所述导轨二上被所述气缸送入预定位置，所述深度测量仪的头部触及孔底并将测量数值传递出来。
16.进一步的，还包括设置在所述机架上的显示控制器，所述显示控制器包括状态显示屏、按钮开关、触摸屏以及示警灯，当检测过程中测量出不合格的产品时可通过状态显示屏及示警灯反馈检测结果，可以人工按动按钮开关停止检测过程。
17.本实用新型的有益效果为：
18.该设备采用两个同轴的圆柱作为定位夹台，选取简单可靠测量机构再加上稳定的测量仪器，做到测量风机外转子的内孔深度和叶轮内壁的径向圆跳动时可以一次装夹后同时测量，多次读取数值准确结果可靠，具有测量效率高、测量质量稳定的特点；该设备可以单独使用也可以并入自动化生产线中配合机械手使用，具有极强的工业生产适用性；该设
备还具备完整的外壳防护满足了人员操作时的安全性要求。
附图说明
19.图1为本实用新型提供的一种风机转子自动化检测设备轴测图；
20.图2为本实用新型提供的一种风机转子自动化检测设备正视图；
21.图3为本实用新型提供的一种风机转子自动化检测设备俯视图；
22.图4为本实用新型提供的一种风机转子自动化检测设备左视图；
23.图5为本实用新型提供的测量机构和定位夹台的轴测图；
24.图6为本实用新型提供的测量机构和定位夹台的右视图；
25.图7为本实用新型提供的测量机构的定位夹台的右视图沿中间面的剖视图；
26.图8为图7部分a的局部视图；
27.图9为本实用新型提供的移动机构的轴测图；
28.图10为本实用新型提供的移动机构的正视图；
29.图11为本实用型提供的移动机构的左视图；
30.图12为一种风机转子与夹具装配完成测量的实例。
31.附图标记：
32.1、机架；2、移动机构；21、平移装置；211、导轨一；212、龙门架；22、伸缩装置；221、导柱；222、支板；223、通孔二；23、旋转装置；231、旋转电机；232、转盘；3、测量机构；32、圆跳动测量装置；321、仪器底座；3211、通孔三；3212、通孔四；3213、通槽；322、杆体；3221、杆头；3222、杆身；3223、杆尾；323、内圆检测仪；35、内孔深度测量装置；351、安装座；352、气缸；353、导轨二；354、角架；355、深度测量仪；4、定位夹台；41、上圆柱；42、下圆柱；43、通孔一；44、定位基准面；5、显示控制器；51、显示屏；52、按钮开关；53、触摸屏；54、示警灯。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
34.实施例1
35.参照图1
‑
10所示，本实施例公开了一种风机转子自动化检测设备，包括机架1、移动机构2、测量机构3、定位夹台4及显示控制器5，所述机架1是长方体框架结构，各端面的面板为铝合金板，所述机架1台面上方设置有一塑料机罩用以保护台面上的装置，所述移动机构2包括平移装置21、伸缩装置22和旋转装置23，所述平移装置21设置在所述机架1台面上，所述伸缩装置22设置在所述平移装置21上方且可垂直于所述机架1台面运动，所述旋转装置23设置在所述伸缩装置22构成的平台上与所述机架1的台面相对应；所述平移装置21设置有两根沿所述机架1平台中心对称的两根导轨一211，所述两根导轨一211上承载有一个龙门架212，所述龙门架212的顶端设置有一块与所述机柜11的台面相平行的支板222，所述支板222上设置有垂直于所述支板222的导柱221，所述支板222的通过所述导柱221与所述龙门架21顶端滑动连接，所述支板222设置有一通孔二223，所述旋转装置23包括旋转电机
231和转盘232，所述旋转电机23穿过所述通孔二223并安装在所述支板222上，所述旋转电机23的输出轴在所述龙门架21内并朝向所述机架1的台面，所述转盘232安装在所述输出轴上，所述转盘232下端设置有吸盘，通过所述吸盘抓取和固定风机转子，当风机转子被抓取到所述定位平台4上定位后由伸缩装置22施加压力固定，所述定位夹台4由直径不同的上、下两个圆柱同轴组成，其中上圆柱41的直径小于下圆柱42的直径，所述下圆柱42的上端面被构造为定位基准面43，所述定位夹台4中间设置有通孔一43，所述圆跳动测量装置32设置在所述下圆柱42的侧面，所述内孔深度测量装置35设置在所述定位夹台4的所述通孔一43的正下方，所述显示控制器5包括状态显示屏51、按钮开关52、触摸屏53及示警灯54均设置在所述机架1上，且相互之间电联接。
36.检测过程中风机转子由所述转盘232上所述吸盘抓取，通过所述平移装置21运送到所述定位夹台4正上方，再由伸缩装置22将风机转子送到所述定位平台4上定位并施加夹紧力，此时开始由内孔深度测量装置35对风机转子的内孔深度进行测量，测量完成内孔深度时，再通过旋转电机231按一定角度多次转动带动风机转子转动，由所述圆跳动测量装置32分别读取每次转动角度后的读数，通过内部计算记录的各项读数，将所读数中最大值与最小值的差值计算出来与设定的合格标准数值相比对，大于标准数的即判定为不合格品，当遇到不合格零件时会由状态显示屏51计数不合格零件数目，并触发示警灯54闪烁，操作员也可通过按压按钮开关52暂停检测过程，当完成一次测量后再由所述转盘232的所述吸盘将风机转子抓取走放回物料输送处，单个零件的检测过程即完成，依此重复此过程即可完成风机转子内孔深度和内圆圆跳动的自动化检测。
37.进一步地，所述定位夹台4设置在所述平移装置21的所述两根导轨一211行程之内，保证所述转盘232的所述吸盘抓取的风机转子能轻松落到所述定位夹台4上，所述下圆柱42的侧面设置有矩形缺口，所述圆跳动测量装置32安装在所述缺口内正好与下圆柱42组成一个完整的圆柱体。
38.进一步地，所述圆跳动测量装置32包括仪器底座321，杆体322和内圆检测仪323，所述仪器底座321上设有两个平行的径向通孔三3211和径向通孔四3212以及连通所述通孔三3211和所述通孔四3212的轴向通槽3213，所述杆体322穿设于所述通孔三3211、通孔四3212和轴向通槽3213中，所述杆体322由杆头3221、杆身3222与杆尾3223三段杆件通过螺栓
‘
u’形连接，所述杆体322安装在所述仪器底座321的两个通孔中，所述杆尾3223穿过所述通孔四3212与所述内圆检测仪323的探头相连，所述杆头3221穿过所述通孔三3211凸出所述仪器底座321侧面与被检测面相接触，风机转子叶轮内圈的圆跳动变化尺寸通过所述杆头通过所述杆身带动所述杆尾上连接的所述内圆检测仪323的探头传递给所述内圆检测仪。
39.进一步地，所述内孔深度测量装置35包括安装座351、气缸352、导轨二353、角架354和深度测量仪355，所述安装座351设置在所述定位夹台4的下端面的下方，所述深度测量仪355中部固定在所述角架354上，所述角架354与所述导轨二353滑动连接，所述角架354可沿所述定位夹台4的轴线方向滑动，所述导轨二353固定在所述安装座351上，所述深度测量仪355的头部伸入所述定位夹台4的所述通孔一44中，测量内孔深度时由所述气缸353带动所述深度测量仪355的头部深入所述定位夹台4的通孔中一定位置，此时所述深度测量仪355头部已经触及到风机转机安装轴孔的底面，此时取读数与设置的标准读数相比较，即可判断该产品是否是合格产品。
40.实施例2
41.参照图5
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10所示，所述移动装置21、所述伸缩装置22、所述旋转装置23、所述内孔深度测量装置32和所述内高检测装置35可由气压驱动或者电机驱动或者液压驱动，传动机构可使用导轨或者丝杆或者液压缸或者气缸。
42.实施例3
43.参照图5
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8所示，将所述定位夹台4底部固定在旋转电机的输出转盘上，测量风机转子叶轮径向圆跳动时电机驱动转盘转动而风机转子固定不动，转盘按一定角度转动多次取得多次读数，再将取值的最大值与最小值的差值计算出来与设置的标准值相比较，大于标准值即判断为不合格品，同时通过内孔深度测量装置测量内孔深度，得到的读数与设置的标准值相比较，小于标准值即判断为不合格，圆跳动差值与深度数值中只要有一个不合格即判断该产品为不合格产品，此外配合外部机械手夹取物料可更高效实现风机转子的自动化检测。
44.实施例4
45.参照图12所示，风机转子反着扣在定位夹台4上，风机转子的内孔肩与定位基准面43相接触，并在所述转盘232的压力下压紧不分离，所述杆体322的所述杆头3221在所述内圆检测仪323拖动下与风机转子的叶轮内壁紧密接触，将叶轮内壁的尺寸变化实时传送给所述内圆检测仪323，所述内孔深度检测仪355的头部进入到所述通孔44中与风机转子的内孔底部相接触，测量到风机转子的深度数值。
46.实施例5
47.如图5
‑
8所示，所述圆跳动测量装置32上的内圆检测仪323可以是分体式或回弹式或气动式线性可变差动变压器.
48.线性可变差动变压器(lvdt)，属于直线位移传感器。工作原理简单地说是铁芯可动变压器。它由一个初级线圈，两个次级线圈，铁芯，线圈骨架，外壳等部件组成。初级线圈、次级线圈分布在线圈骨架上，线圈内部有一个可自由移动的杆状铁芯。当铁芯处于中间位置时，两个次级线圈产生的感应电动势相等，这样输出电压为零；当铁芯在线圈内部移动并偏离中心位置时，两个线圈产生的感应电动势不等，有电压输出，其电压大小取决于位移量的大小。为了提高传感器的灵敏度，改善传感器的线性度、增大传感器的线性范围，设计时将两个线圈反串相接、两个次级线圈的电压极性相反，lvdt输出的电压是两个次级线圈的电压之差，这个输出的电压值与铁芯的位移量成线性关系。
49.lvdt具有如下优势和特点应用范围广泛：
50.(1)无摩擦测量：lvdt的可动铁芯和线圈之间通常没有实体接触，也就是说lvdt是没有摩擦的部件。它被用于可以承受轻质铁芯负荷，但无法承受摩擦负荷的重要测量。两个例子，精密材料的冲击挠度或振动测试，或纤维或其它高弹材料的拉伸或蠕变测试。
51.(2)无限的机械寿命：由于lvdt的线圈及其铁芯之间没有摩擦和接触，因此不会产生任何磨损。这样，lvdt的机械寿命，理论上是无限长的。在对材料和结构进行疲劳测试等应用中，这是极为重要的技术要求。此外，无限的机械寿命对于飞机、导弹、宇宙飞船以及重要工业设备中的高可靠性机械装置也同样重要的。因此lvdt在航空发动机数字控制系统中，广泛用于对油门杆位置、油针位置、导叶位置、喷口位置等位移进行精确测量与控制。
52.(3)无限的分辨率：lvdt的无摩擦运作及其感应原理使它具备两个显著的特性。第
一个特性是具有真正的无限分辨率。这意味着lvdt可以对铁芯最微小的运动作出响应并生成输出。外部电子设备的可读性是对分辨率的唯一限制。
53.(4)零位可重复性：lvdt构造对称，零位可回复。lvdt的电气零位可重复性高，且极其稳定。用在高损益闭环控制系统中，lvdt是非常出色的电气零位指示器。它还用于复合输出与零位的两个自变量成比例的比率系统。
54.(5)轴向抑制：lvdt对于铁芯的轴向运动非常敏感，径向运动相对迟钝。这样，lvdt可以用于测量不是按照精准直线运动的铁芯，例如，可把lvdt耦合至波登管的末端测量压力。
55.(6)坚固耐用：制造lvdt所用的材料以及接合这些材料所用的工艺使它成为坚固耐用的传感器。即使受到工业环境中常有的强大冲击、巨幅振动，lvdt也能继续发挥作用。铁芯与线圈彼此分离，在铁芯和线圈内壁间插入非磁性隔离物，可以把加压的、腐蚀性或碱性液体与线圈组隔离开。这样，线圈组实现气密封，不再需要对运动构件进行动态密封。对于加压系统内的线圈组，只需使用静态密封即可。
56.(7)环境适应性：lvdt是少数几个可以在多种恶劣环境中工作的传感器之一。例如，密封型lvdt采用不锈钢外壳，可以置于腐蚀性液体或气体中。有时，lvdt被要求在极端恶劣的环境下工作。例如，在类似液氮的低温环境中。又如，在核反应堆主安全壳内工作的lvdt，工作温度高至550℃，外加10rads的辐射和/或3x10 nvt的中子通量。再如，在210bar承压流体中工作的lvdt。lvdt设计巧妙，可以同时适应多种恶劣环境。但是，需要特别注意的是，虽然在大多数情况下，lvdt具有无限的工作寿命(理论上)，置于恶劣环境下的lvdt，工作寿命却因环境不同的各不相同。
57.(8)输入/输出隔离：lvdt被认为是变压器的一种，因为它的励磁输入(初级)和输出(次级)是完全隔离的。lvdt无需缓冲放大器，可以认为它是一种有效的模拟信号计算元件。在高效的测量和控制回路中，它的信号线与电源地线是分离开的。
58.如上所述，lvdt具有诸多卓越的品质。它的主要限制是，为得到线性性能，传感器的外壳要比行程长导致总长度较长，一般其探头只能测量外部尺寸，还有输出信号对输入被测量存在一定的非线性。采用专门的调节技术，可以改进行程对外壳的长度比和非线性问题，其中一个技术就是增加微控制器进行校正。lvdt具有良好的重复性，这一技术是可行的。
59.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对实用新型构成任何限制。