一种汽车纵梁板料直线度自动检测装置的制作方法

1.本发明涉及汽车纵梁加工技术领域，特别是涉及一种汽车纵梁板料直线度自动检测装置。


背景技术：

2.目前，汽车纵梁采用模具压型的工艺加工，需要经过纵梁板料下料、冲孔、压型等工序。为了保证汽车纵梁的产品质量，纵梁板料的直线度必须符合≤4mm/8000mm、≤5mm/12000mm的质量要求，所以，需要对压型前的纵梁板料进行直线度检测，以检查纵梁板料是否满足直线度要求，避免后工序因直线度不合格原因造成纵梁报废。
3.现有的纵梁板料直线度测量方法是人工拉线测量，需三个工人协作配合完成，如图1所示，其中两个工人负责拉线，另一个工人负责使用直尺进行数值测量。使用人工拉线测量方式，完成每次测量需要用时4分钟，效率低，且人工成本高。


技术实现要素：

4.鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种汽车纵梁板料直线度自动检测装置，以解决现有人工拉线测量方式的效率低且人工成本高的问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.本发明所述汽车纵梁板料直线度自动检测装置，包括工作台、挡块、推料机构、测量机构及控制系统，所述推料机构设置在所述工作台的一侧，所述测量机构和所述挡块均设置在所述工作台的另一侧，所述挡块固定在所述工作台上，且所述挡块相对于所述测量机构对称设置，所述推料机构、所述测量机构均与所述控制系统电连接，待测量件放置于所述推料机构与所述挡块之间；所述控制系统控制所述推料机构运动以推动所述待测量件与所述挡块贴合，且所述控制系统控制所述测量机构测量所述挡块与所述待测量件之间的垂直距离，所述控制系统根据所述垂直距离计算所述待测量件的直线度
7.优选地，所述控制系统通过下式计算所述待测量件的直线度，
[0008][0009]
其中，h表示待测量件的直线度，mm；h表示挡块与待测量件之间的垂直距离，mm；d表示待测量件的长度，mm；d表示挡块之间的距离，mm；k表示补偿值，mm。
[0010]
优选地，所述测量机构包括检测杆、第一驱动装置和位移传感器，所述检测杆可滑动地安装在所述工作台中，所述第一驱动装置与所述检测杆连接，所述位移传感器与所述检测杆连接，所述位移传感器测量所述检测杆的伸出量，并将所述检测杆的伸出量转换成所述控制系统能识别的电信号，所述第一驱动装置、所述位移传感器均与所述控制系统电连接。
[0011]
优选地，所述测量机构还包括支架、安装板和第一连接板，所述支架安装在所述工作台上，所述安装板和所述位移传感器均安装在所述支架上，所述第一驱动装置和所述检
测杆均安装在所述安装板上，所述第一连接板的一侧与所述第一驱动装置连接，所述第一连接板的另一侧与所述检测杆连接。
[0012]
优选地，所述测量机构还包括第一导向套，所述第一导向套安装在所述安装板上，所述检测杆可滑动地安装在所述第一导向套中。
[0013]
优选地，所述推料机构包括第二驱动装置、推动块、挡料板、第一直线导轨和位置检测装置，所述第一直线导轨安装在所述工作台上，所述推动块可滑动地安装在所述第一直线导轨上，所述第二驱动装置与所述推动块连接，所述挡料板固定在所述推动块的一侧，所述位置检测装置安装在所述推动块的另一侧，以检测所述推动块的位置，并将所述推动块的位置转换成所述控制系统能识别的电信号。
[0014]
优选地，所述位置检测装置包括旋转编码器、齿条和齿轮，所述齿条安装在所述工作台上，所述齿条与所述第一直线导轨平行设置，所述齿条位于所述推动块的下方，所述旋转编码器安装在所述推动块上，所述齿轮与所述旋转编码器连接，所述齿轮与所述齿条啮合安装。
[0015]
优选地，所述推料机构还包括第三驱动装置和推杆，所述第三驱动装置安装在所述推动块的内部，所述推杆与所述第三驱动装置连接，所述推动块上设置有供所述推杆伸出的通孔。
[0016]
优选地，所述推动块的内部设置有第二导向套，所述推杆可滑动地安装在所述第二导向套中。
[0017]
优选地，所述推料机构还包括第四驱动装置、压料板和第二直线导轨，所述第四驱动装置安装在所述推动块的内部，所述第二直线导轨竖直安装在所述推动块的侧面，所述压料板的两侧分别可滑动地安装在所述第二直线导轨上，所述压料板与所述第四驱动装置连接。
[0018]
本发明实施例一种汽车纵梁板料直线度自动检测装置与现有技术相比，其有益效果在于：
[0019]
本发明实施例的汽车纵梁板料直线度自动检测装置通过在工作台上安装挡块和测量机构，且挡块相对于测量机构对称设置，可以确定挡块与测量机构的相对位置，通过推料机构将待测量件推至与挡块贴合的位置，可以确定挡块与待测量件的相对位置，从而可以利用测量机构测量挡块与待测量件之间的垂直距离。由于挡块与待测量件之间的相对位置确定，且挡块在工作台上的位置是固定不变的，所以，挡块与待测量件之间的垂直距离均是确定的，因此，可以根据挡块与待测量件之间的垂直距离计算得到待测量件的直线度，实现对待测量件直线度的自动测量。本发明测量直线度时，只需要操作人员1人，比原来3人减少了2人，节约人工成本；并且，测量时间为1分钟，比原来4分钟减少了3分钟，人均生产效率提高12倍以上；并且，本发明操作简单，工人的劳动强度小。
附图说明
[0020]
图1是现有技术中人工拉线测量示意图；
[0021]
图2是本发明实施例所述汽车纵梁板料直线度自动检测装置的俯视示意图；
[0022]
图3是本发明中测量机构的俯视示意图；
[0023]
图4是本发明中测量机构的左视示意图；
[0024]
图5是本发明中推料结构的俯视示意图；
[0025]
图6是本发明中推料机构的左视示意图；
[0026]
图7是图5中的a向示意图；
[0027]
图8是本发明实施例所述汽车纵梁板料直线度自动检测装置的非工作状态示意图；
[0028]
图9是本发明实施例所述汽车纵梁板料直线度自动检测装置的工作状态示意图一；
[0029]
图10是本发明实施例所述汽车纵梁板料直线度自动检测装置的工作状态示意图二；
[0030]
图11是本发明实施例所述汽车纵梁板料直线度自动检测装置的工作状态示意图三；
[0031]
图12是本发明实施例所述汽车纵梁板料直线度自动检测装置的工作状态示意图四；
[0032]
图中，1、工作台；2、挡块；3、测量机构；31、检测杆；32、第一驱动装置；33、第一导向套；34、第一连接板；35、支架；36、安装板；37、位移传感器；4、推料机构；41、第一直线导轨；42、第二直线导轨；43、推动块；44、连接座；45、旋转编码器；46、齿条；47、油缸安装座；48、第二驱动装置；49、齿轮；410、第三驱动装置；411、气缸安装板；412、第二导向套；413、推杆；414、挡料板；415、压料板；416、第二连接板；417、第四驱动装置；5、待测量件。
具体实施方式
[0033]
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0034]
如图2所示，本发明实施例的一种汽车纵梁板料直线度自动检测装置(以下简称自动检测装置)，包括工作台1、挡块2、推料机构4、测量机构3及控制系统，工作台1由钢结构焊接加工而成，作为自动检测装置中其他部件的安装平台，也作为待测量件5的放置平台；所述推料机构4设置在所述工作台1的一侧，所述测量机构3和所述挡块2均设置在所述工作台1的另一侧；所述挡块2固定在所述工作台1上，例如通过螺栓和平键与工作台1固定，所述挡块2相对于所述测量机构3对称设置，该对称设置指的是挡块2相对于测量机构3中的检测杆31的中心线对称设置，在测量机构3的两侧各设置有一个挡块2，两个挡块2之间的连线与所述测量机构3的检测杆31的中心线垂直，两个挡块2之间的连线与工作台1的长度方向平行设置，两个挡块2之间的连线与测量机构3可不在同一直线内，测量机构3与两个挡块2呈等腰三角布置；所述推料机构4、所述测量机构3均与所述控制系统电连接，待测量件5放置于工作台1上，且位于所述推料机构4与所述挡块2之间；所述控制系统控制所述推料机构4运动以推动所述待测量件5与所述挡块2贴合，并控制所述测量机构3测量所述挡块2与所述待测量件5之间的垂直距离，且所述控制系统根据所述垂直距离计算所述待测量件5的直线度。由于挡块2相对于测量机构3对称设置，挡块2和测量机构3均安装在工作台1上，可以确定挡块2与测量机构3的相对位置，通过推料机构4将待测量件5推至与挡块2贴合的位置，可以确定挡块2与待测量件5的相对位置，从而可以利用测量机构3测量挡块2与待测量件5之间的垂直距离。由于挡块2与待测量件5之间的相对位置确定，且挡块2在工作台1上的位置
是固定不变的，所以，挡块2与待测量件5之间的垂直距离均是确定的，因此，可以根据挡块2与待测量件5之间的垂直距离计算获得待测量件5的直线度，实现对待测量件5直线度的自动测量。
[0035]
需要说明的是，本发明中，待测量件5可以是汽车纵梁板料，也可以是细长形工件，下面实施例仅以待测量件5为汽车纵梁板料为例进行说明。工作台1呈长方形，测量机构3和推料机构4分别位于工作台1宽度方向的两侧，挡块2沿工作台1的长度方向设置。待测量件5放置于工作台1上时，待测量件5的长度方向与工作台1的长度方向相同，待测量件5的宽度方向与工作台1的宽度方向相同。在工作台1的长度方向上，测量机构3和待测量件5均设置于工作台1的中间位置，便于对待测量件5进行直线度测量。
[0036]
需要说明的是，本发明中，推料机构4的推料方向与待测量件5的长度方向垂直。推料机构4可设置有一个，与测量机构3相对设置，位于工作台1的中间位置，推料机构4推动的是待测量件5的最大弯曲位置处。在其他实施例中，推料机构4还可以有多个，其中一个推料机构4位于工作台1的中间位置，其他推料机构4沿工作台1的长度方向设置，且相对于中间位置处的推料机构4对称设置，利用多个推料机构4向待测量件5施加作用力，使得待测量件5受力均匀。
[0037]
需要说明的是，挡块2具有两个，两个挡块2沿工作台1的长度方向间隔设置，且两个挡块2之间的距离小于待测量件5的长度。
[0038]
本实施例中，所述控制系统通过下式计算所述待测量件5的直线度，测量精度为
±
0.5mm。
[0039][0040]
其中：h表示待测量件5的直线度，mm；h表示挡块2与待测量件5之间的垂直距离，mm；d表示待测量件5的长度，mm；d表示两个挡块2之间的距离，mm；k表示补偿值，mm。
[0041]
需要说明的是，k值是一个生产过程中积累的经验值，不同板长、板宽、板厚、材质、钢厂的板料对应不同的k值，在生产过程中不断收集积累并录入在控制系统中，在检测不同型号的板料时，控制系统自动选取对应的k值。
[0042]
如图3和图4所示，所述测量机构3包括检测杆31、第一驱动装置32和位移传感器37，所述检测杆31可滑动地安装在所述工作台1中，使得检测杆31相对于工作台1可滑动伸出，所述第一驱动装置32与所述检测杆31连接，以驱动检测杆31滑动伸出，所述位移传感器37与所述检测杆31连接，以测量所述检测杆31的伸出量，并将所述检测杆31的伸出量转换成所述控制系统能识别的电信号，所述第一驱动装置32、所述位移传感器37均与所述控制系统电连接。控制系统控制第一驱动装置32驱动检测杆31滑动伸出，位移传感器37测量检测杆31的伸出量，并将测量结果发送至控制系统，以便于控制系统根据该测量结果获取待测量件5与挡块2之间的垂直距离。本实施例中，检测杆31沿长度方向滑动伸出，且检测杆31的长度方向与待测量件5的长度方向垂直。检测杆31由初始位置伸出，直至与待测量件5接触，利用位移传感器可以测得检测杆31的伸出量，该伸出量即为检测杆31的初始位置与待测量件5之间的垂直距离。由于检测杆31的初始位置与挡块2之间的垂直距离是确定的，检测杆31伸出后即抵在待测量件5，因此，由检测杆31的伸出量可以获取得到挡块2与待测量件5之间的垂直距离。
[0043]
本实施例中，第一驱动装置32为气缸，位移传感器37为直线位移传感器。气缸与检测杆31连接。进一步地，气缸与检测杆31平行设置，气缸的伸缩杆上垂直设置有第一连接板34，第一连接板34的一侧与气缸的伸缩杆固定，第一连接板34的另一侧与检测杆31连接，以实现气缸伸缩杆与检测杆31的同步伸缩。
[0044]
本实施例中，所述测量机构3还包括支架35和安装板36，所述支架35安装在所述工作台1上，所述安装板36和所述位移传感器37均安装在所述支架35上，所述第一驱动装置32和所述检测杆31均安装在所述安装板36上。进一步地，检测杆31安装在第一导向套33中。其中，支架35和安装板36均为钢结构加工件。
[0045]
本实施例中，所述测量机构3还包括第一导向套33，所述第一导向套33安装在所述安装板36上，所述检测杆31可滑动地安装在所述第一导向套33中。第一导向套33起到对检测杆31的滑动导向作用，避免检测杆31滑动偏移，使得检测杆31沿与待测量长度方向垂直的方向滑动，有利于提高对直线度测量的精确度。
[0046]
如图5－图7所示，所述推料机构4包括第二驱动装置48、推动块43、挡料板414、第一直线导轨41和位置检测装置，所述第一直线导轨41安装在所述工作台1上，具体沿工作台1的宽度方向延伸设置；推动块43为钢结构，所述推动块43可滑动地安装在所述第一直线导轨41上，第一直线导轨41起到对推动块43的导向和支撑作用；所述第二驱动装置48与所述推动块43连接，以驱动推动块43沿第一直线导轨41滑动，第二驱动装置48为油缸；所述挡料板414固定在所述推动块43的一侧，挡料板414用于与待测量件5接触，在推动块43的作用下挡料板414推动待测量件5移动；所述位置检测装置安装在所述推动块43的另一侧，以检测所述推动块43的位置，并将所述推动块43的位置转换成所述控制系统能识别的电信号。通过检测推动块43的位置，可以获取推动块43的移动距离，进而获取待测量件5的移动距离，以便于根据待测量件5的移动距离确定待测量件5的位置。
[0047]
进一步地，推动块43与第二驱动装置48之间设置有连接座44，推动块43通过连接座44与第二驱动装置48的活塞杆连接。工作台1上还固定安装有油缸安装座47，用于安装第二驱动装置48。
[0048]
本实施例中，所述位置检测装置包括旋转编码器45、齿条46和齿轮49，所述齿条46安装在所述工作台1上，所述齿条46与所述第一直线导轨41平行设置，所述齿条46位于所述推动块43的下方，不干涉推动块43相对于第一直线导轨41的滑动，所述旋转编码器45安装在所述推动块43上，所述齿轮49与所述旋转编码器45连接，所述齿轮49与所述齿条46啮合安装。推动块43滑动时，检测位置检测装置旋转编码器45随之移动，旋转编码器45带动齿轮49沿齿条46转动，齿轮49转动时，带动旋转编码器45的芯轴同步转动，旋转编码器45进行计数，从而获取推动块43的移动距离，得到推动块43的位置。
[0049]
本实施例中，所述推料机构4还包括第三驱动装置410和推杆413，所述第三驱动装置410安装在所述推动块43的内部，所述推杆413与所述第三驱动装置410连接，所述推动块43上设置有供所述推杆413伸出的通孔。挡料板414设置有两个，通孔设置于两个挡料板414之间。通过第三驱动装置410驱动推杆413自推动块43内伸出，抵接在待测量件5上，推杆413继续伸出时，推动待测量件5同步移动，使待测量件5与挡块2贴合。第三驱动装置410为气缸。进一步地，推动块43的内部设置有气缸安装板411，用于安装第三驱动装置410。
[0050]
需要说明的是，本发明中，第二驱动装置48驱动推动块43和挡料板414推动待测量
件5移动至设定位置处后，第二驱动装置48停止工作，推动块43不再移动，之后，利用第三驱动装置410驱动推杆413推动待测量件5继续移动，使待测量件5与挡块2贴合。先利用第二驱动装置48对待测量件5的位置进行快速移动，再利用第三驱动装置410使待测量件5与挡块2贴合，有利于提高效率，并从大推力切换到较小的推力，减小测量时待测量件5的受力变形，提高测量精度。其中，设定位置为挡料板414与挡块2之间的垂直距离为设定距离，该设定距离根据板料的宽度确定，不同宽度的板料，推动块43停止的位置不同。本实施例中，设定距离为w 50mm，其中，w为板料的宽度。
[0051]
需要说明的是，在测量机构3测量过程中，推杆413始终抵触在待测量件5上，使得待测量件5与挡块2保持接触贴合，以避免待测量件5的位置移动而影响测量结果。
[0052]
进一步地，本实施例中，所述推动块43的内部设置有第二导向套412，所述推杆413可滑动地安装在所述第二导向套412中。第二导向套412起到对推杆413的导向作用，避免推杆413向待测量件5施加的作用力方向出现偏移。
[0053]
本实施例中，所述推料机构4还包括第四驱动装置417、压料板415和第二直线导轨42，所述第四驱动装置417安装在所述推动块43的内部，所述第二直线导轨42竖直安装在所述推动块43的侧面，所述压料板415的两侧分别可滑动地安装在所述第二直线导轨42上，所述压料板415与所述第四驱动装置417连接。第四驱动装置417可为油缸。通过第四驱动装置417驱动压料板415上下运动，实现压料板415对待测量件5的压紧和松开。当第四驱动装置417驱动压料板415向下运动，抵触在待测量件5的上表面且不能继续下压后，第二驱动装置48驱动推动块43向远离测量机构3的方向移动时，待测量件5随之移动，直至待测量件5退回至初始位置，完成退料。退料后，第四驱动装置417驱动压料板415向上运动，松开待测量件5，此时，第二驱动装置48驱动推动块43向远离测量机构3的方向移动时，待测量件5不再随之移动。
[0054]
进一步地，本实施例中，所述推料机构4还包括第二连接板416，所述第二连接板416连接在所述第四驱动装置417与所述压料板415之间，以将第四驱动装置417与压料板415连接。
[0055]
下面说明本发明所述汽车纵梁板料直线度自动检测装置的工作过程。
[0056]
如图8所示，板料放置之前，自动检测装置处于初始状态，第一驱动装置32、第二驱动装置48、第三驱动装置410和第四驱动装置417均处于缩回状态。
[0057]
如图9所示，将板料放置于工作台1的上表面，且板料位于工作台1长度方向的中间位置，板料的最大弯曲位置正对测量机构3和推料机构4；并将板料型号输入至控制系统中，以便控制系统自动调取k值并对检测结果进行存档。
[0058]
如图10所示，启动推料机构4，第二驱动装置48驱动推动块43向测量机构3的方向移动，同时，旋转编码器45进行计数，检测推动块43的位置。推动块43上的挡料板414与板料接触后，推动板料继续向测量机构3的方向移动。当推动块43移动至挡料板414与挡块2之间的垂直距离为w 50mm时，第二驱动装置48停止工作，并向控制系统发送信号；推动块43停止移动；其中，w为板料的宽度。
[0059]
如图11所示，控制系统接收第二驱动装置48的信号，控制第三驱动装置410启动。第三驱动装置410驱动推杆413伸出，将板料推靠挡块2，直至与挡块2贴合，推不动为止。
[0060]
如图12所示，板料推靠至挡块2后，控制系统控制第一驱动装置32启动。第一驱动
装置32驱动检测杆31伸出，直至接触至板料边缘后不能继续伸出为止，同时，位移传感器测量检测杆31的伸出量。在该测量过程中，由于第一驱动装置32驱动检测杆31的推动力小于第三驱动装置410驱动推杆413的推动力，所以，板料不会发生位移。控制系统根据位移传感器的测量值获取挡块2与板料之间的垂直距离，进而得到板料的直线度，并记录保存。
[0061]
直线度测量完成之后，第一驱动装置32驱动检测杆31回缩至初始位置，第三驱动装置410驱动推杆413回缩至初始位置。启动第四驱动装置417，利用第四驱动装置417驱动压料板415向下运动，直至压料板415接触到板料且不能继续下压后，第二驱动装置48驱动推动块43向远离测量机构3的方向移动，压料板415带动板料随之移动。板料移动至初始位置后，第二驱动装置48停止工作，第四驱动装置417驱动压料板415向上运动至初始位置，使得压料板415松开板料。第二驱动装置48继续工作，驱动推动块43继续移动，此时，板料不再随之移动，直至推动块43移动至初始位置，完成退料，板料停留在工作台1的中间位置，方便吊料操作。
[0062]
需要说明的是，本发明中，第一驱动装置32、第二驱动装置48、第三驱动装置410和第四驱动装置417均与控制系统电连接，通过控制系统实现对各个驱动装置的联动控制，进而实现对板料直线度的自动测量，可以提高效率，降低劳动强度。
[0063]
需要说明的是，本发明自动检测装置可与磁力吊等自动抓取板料系统配合使用。本发明既可单独应用于工业生产的板料直线度自动检测，也可以作为部件应用于板料直线度自动校正设备中。
[0064]
综上，本发明实施例提供一种汽车纵梁板料直线度自动检测装置，其通过在工作台1上安装挡块2和测量机构3，且挡块2相对于测量机构3对称设置，可以确定挡块2与测量机构3的相对位置，通过推料机构4将待测量件5推至与挡块2贴合的位置，可以确定挡块2与待测量件5的相对位置，从而可以利用测量机构3测量挡块2与待测量件5之间的垂直距离。由于挡块2与待测量件5之间的相对位置确定，且挡块2在工作台1上的位置是固定不变的，所以，挡块2与待测量件5之间的垂直距离均是确定的，因此，可以根据挡块2与待测量件5之间的垂直距离获得待测量件5的直线度，实现对待测量件5直线度的自动测量。本发明测量直线度时，只需要操作人员1人，比原来3人减少了2人，节约人工成本；并且，测量时间为1分钟，比原来4分钟减少了3分钟，人均生产效率提高12倍以上；并且，本发明操作简单，工人的劳动强度小。
[0065]
以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。