行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机、生产线及方法与流程

1.本发明涉及行星轮架领域，尤其是行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机、生产线及方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.行星轮架是行星齿轮传动装置的主要构件之一，是行星齿轮传动的重要零部件，关系着整个传动机构的质量和寿命。行星轮架在加工后需要对行星轮架行星齿轮轴安装孔进行全部检测。
4.发明人发现，现有的检测方式为人工手动检测，人工检测费时费力，效率极低；且容易出现错误，导致检测准确度比较低；人工单次只能测量一个孔，不能满足行星轮架大批量生产的需要。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机，能够实现行星轮架行星齿轮轴安装孔自动化在线检测，检测速度快，精度高。
6.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
7.行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机，包括主体框架，主体框架支撑检测单元，检测单元包括固定于主体框架的孔径测量部件以测量行星轮架行星齿轮轴安装孔孔径，检测单元还包括位于孔径测量部件环向的升降托盘，升降托盘可升降以带动通过其支撑的行星轮架实现升降以便于行星轮架的上料或下料。
8.如上所述的检测机，检测单元通过升降托盘支撑行星轮架，在行星轮架上下料时升降托盘升高，在检测时升降托盘降低至合适位置，检测单元能够对行星轮架行星齿轮轴安装孔孔径进行测量，使得检测速度快，降低出现错误的概率。
9.如上所述的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机，所述检测单元还包括安装于所述主体框架的测距传感器，测距传感器用于确定行星轮架行星齿轮轴安装孔若干截面的测量位置，以便于控制所述孔径测量部件的开启。
10.如上所述的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机，所述测距传感器包括两个，两个测距传感器间隔设定距离设置，且两个测距传感器的高度设置相异，以对行星轮架行星齿轮轴安装孔上下两个截面测量位置的分别确定。
11.如上所述的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机，所述孔径测量部件为多个气动塞规，气动塞规浮动安装于定位座，可在设定范围内自动调节位置，能消除孔距偏差带来的卡滞；定位座固定于所述的主体框架；通过多个气动塞规的设置，可同时对多个安装孔进行检测，测量效率大大提高。
12.如上所述的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机，所述主体框架包括支撑架，
支撑架支撑工作台，所述升降托盘位于工作台的上方，升降托盘同位于工作台下方的升降部件连接，升降部件设于工作台的下方充分利用主体框架的空间，由升降部件带动工作台实现升降。
13.如上所述的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机，还包括通过主体框架支撑的校准单元，校准单元用于支撑标准行星轮架，将校准单元放置的标准行星轮架移动至检测单元，检测单元对标准行星轮架进行检测并将结果与标准数据对比，能够保证检测单元的检测精度；
14.所述校准单元包括安装在所述主体框架的标准行星轮架定位座，标准行星轮架定位座可支撑标准行星轮架，标准行星轮架定位座安装定位柱，定位柱浮动安装在标准行星轮架定位座，可在设定范围内自动调节位置，能消除孔距偏差带来的卡滞。
15.如上所述的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机，为了进一步实现上下料自动化，所述检测机还包括上下料单元以向所述检测单元上料或下料，且上下料单元还能够将校准单元处放置的标准行星轮架移动至检测单元，检测完后再送回至校准单元处；
16.所述上下料单元采用多自由度机器人，多自由度机器人包括与驱动部件连接的行星轮架手爪；
17.行星轮架手爪包括两个机械指，两个机械指相对设置，机械指内侧面具有凸部；机械指内侧面的一端固定有耐磨片，耐磨片能够保护工件，保证行星轮架上下料的夹持稳定性，进一步有利于摆放行星轮架的准确定位。
18.如上所述的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机，还包括工控单元，工控单元通过所述主体框架支撑，且工控单元同所述的孔径测量部件、升降托盘和所述的测距传感器分别连接。
19.第二方面，本发明还提供了一种行星轮架生产线，包括加工机床和所述的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机，加工机床与所述的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机实现电连接。
20.第三方面，本发明还提供了行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机的工作方法，包括如下内容：
21.将行星轮架运送到检测机，将行星轮架摆放到升降托盘上，升降托盘此时处于第一位置；
22.升降托盘运动至第二位置，孔径测量部件对行星轮架行星齿轮安装孔第一截面孔径进行测量，第二位置低于第一位置；
23.升降托盘继续下降，到达第三位置，进行第二截面孔径的测量；
24.测量完成后，升降托盘升高至第一位置，进行取料。
25.上述本发明的有益效果如下：
26.1)本发明通过检测单元通过升降托盘支撑行星轮架，在行星轮架上下料时升降托盘升高，在检测时升降托盘降低至合适位置，检测单元能够对行星轮架行星齿轮轴安装孔孔径进行测量，使得检测速度快，降低出现错误的概率。
27.2)本发明通过测距传感器的设置，测距传感器用于确定行星轮架行星齿轮轴安装孔若干截面的测量位置，具体可为两个，以便于在不同截面处控制孔径测量部件的开启，使得整个检测机检测精度高、速度快、效率高。
28.3)本发明通过检测机构多个气动塞规的设置，可以一次同时测量多个安装孔，效率极大提高，满足行星轮架大批量生产的需要；同时测量过程不用人工参与，产生误测几率小。
29.4)本发明通过校准单元的设置，可以根据不同的检测环境在预设的时间内进行检测机自身的检测精度校正，一直保证检测数据的准确度。
30.5)本发明通过上下料单元的设置，能够实现自动化上料或下料，自动化程度进一步提高。
31.6)本发明中将检测机并入生产线中，和机床加工使用同一套上下料单元，利用机床加工节拍的空余等待时间进行检测，检测后直接根据检测结果分类下料入库，极大地节约时间，提高效率，经济效益显著。
32.7)本发明通过工控单元的设置，检测数据存储方便，利用工控机的数据存储功能，每一个行星轮架的检测数据都能长期保存，做到有据可查。
附图说明
33.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
34.图1是本发明根据一个或多个实施方式的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机包括上下料单元的示意图。
35.图2是本发明根据一个或多个实施方式的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机中上下料单元的示意图。
36.图3是本发明根据一个或多个实施方式的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机中部分结构的示意图。
37.图4是本发明根据一个或多个实施方式的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机中主体框架安装检测单元和校准单元的剖视图。
38.图5是本发明根据一个或多个实施方式的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机中检测单元、校准单元和工控单元安装于主体框架的示意图一。
39.图6是本发明根据一个或多个实施方式的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机中检测单元、校准单元和工控单元安装于主体框架的示意图二。
40.图7是本发明根据一个或多个实施方式的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机中检测单元、校准单元和工控单元安装于主体框架的示意图三。
41.图8是本发明根据一个或多个实施方式的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机中工控单元工作流程示意图。
42.图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意。
43.其中：1-上下料单元，2-主体框架，3-检测单元，4-校准单元，5-工控单元；
44.1.1-六轴关节机器人，1.2-法兰盘，1.3-平动气缸，1.4-行星轮架手爪，1.5-耐磨片；
45.2.1-支撑架，2.2-工作台，2.3-可调地脚；
46.3.1-定位座，3.2-气动塞规，3.3-升降气缸，3.4-升降托板，3.5-导向柱，3.6-升降托盘，3.7-激光测距传感器；
47.4.1-导向柱，4.2-标准行星轮架定位座；
48.5.1-控制箱，5.2-工控机，5.3-显示屏，5.4-警示信号灯，5.2.1-参数设置模块，5.2.2-数据处理模块，5.2.3-数据存储模块，5.2.4-数据输出模块，5.2.5-数据显示模块。
具体实施方式
49.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
50.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
51.正如背景技术所介绍的，现有技术中人工手动检测行星轮架行星齿轮轴安装孔存在费时费力的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机。
52.实施例一
53.本发明的一种典型的实施方式中，参考图1所示，行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机，包括主体框架2、用于测量行星轮架行星齿轮轴孔径的检测单元3和用于校正检测单元自身精度的校准单元4，检测单元、校准单元均安装于主体框架2，校准单元4位于检测单元3的一侧。
54.主体框架2具有设定的长度、宽度和高度，主体框架2可形成镂空的矩形体；参考图3所示，主体框架2包括支撑架2.1，支撑架包括多个支撑柱，支撑柱的具体材质可为铝型材，支撑架2.1上固定安装工作台2.2，支撑架2.1四个支撑柱底部均安装有可调地脚2.3，可调地脚能调整工作台水平，保证测量精度。
55.其中，可调地脚为现有的可调地脚。
56.进一步地，检测单元3包括安装在工作台2.2上的定位座3.1，定位座3.1上安装用于测量行星轮架行星齿轮轴安装孔孔径的孔径测量部件；本实施例中，孔径测量部件选择气动塞规3.2，气动塞规共设置有4根，气动塞规的设置位置与行星轮架行星齿轮轴安装孔的位置是对应的，以同时对多个行星齿轮轴安装孔进行测量，以提高检测效率；气动塞规3.2浮动安装在定位座3.1上，可在设定范围内自动调节位置，能消除孔距偏差带来的卡滞。
57.其中，需要解释地是，定位座设置第一开孔，气动塞规3.2浮动安装指的是气动塞规3.2安装于第一开孔，其相对于第一开孔的竖直方向被限定，相对于第一开孔的水平方向可移动。
58.进一步地，气动塞规3.2头部(远离定位座的一端)为导向锥面，具有导向作用，保证气动塞规自动找正顺畅以便于进入行星轮架行星齿轮轴安装孔，气动塞规中部开有气孔，通过气管和气缸相连通。
59.检测单元3还包括升降托盘3.6，升降托盘用于支撑行星轮架，升降托盘3.6与升降部件连接，以带动升降托盘上下运动，从而便于机器人上料或出料。
60.升降部件包括升降气缸3.3，升降气缸3.3安装在工作台2.2下方，升降气缸的活塞
杆远离工作台设置，升降气缸3.3活塞杆头部安装有升降托板3.4，升降托板3.4上安装有多根导向柱，具体可为4根导向柱3.5，导向柱3.5穿过工作台2.2上的导向孔，导向柱3.5顶端安装有升降托盘3.6。
61.容易理解地是，升降气缸也可以替换为其他的直线驱动机构。
62.进一步地，升降托盘3.6位于工作台2.2上方，且升降托盘中部设置开孔以使得气动塞规穿过开孔，升降托盘的外圈设有定位止口，定位止口为环形圈，定位止口和行星轮架外圈配合，保证行星轮架测量时位置准确；
63.检测单元3还包括安装在工作台2.2上的测距传感器，测距传感器用于确定行星轮架行星齿轮轴安装孔上下两个截面的测量位置，以控制气动塞规的开启；本实施例中，测距传感器共包括两个，测距传感器发射的脉冲信号和行星轮架有交集，具体为两个激光测距传感器3.7，两个激光测距传感器3.7的脉冲发射高度分别和放置于升降托盘(处于较低位置的升降托盘)的行星轮架行星齿轮轴安装孔上下两个截面高度一致，这样一个激光测距传感器的脉冲发射高度低于另一激光测距传感器的脉冲发射高度。
64.需要解释地是，行星轮架行星齿轮轴安装孔上下两个截面通过行星轮架的上表面、下表面进行确定。
65.可以理解地是，两个激光测距传感器可分别位于升降托盘的两侧，一个位于工作台的一个角处，另一个靠近控制箱设置。
66.另外，测距传感器、升降气缸和气动塞规分别与工控单元连接，在工控单元接收到测距传感器检测到行星轮架行星齿轮轴安装孔上下两个截面的测量位置后，发送信号给控制单元，控制单元控制升降部件停止动作，再控制气动塞规开始工作。
67.校准单元4包括安装在工作台2.2上的标准行星轮架定位座4.2，标准行星轮架定位座可支撑标准行星轮架，标准行星轮架定位座4.2上安装定位柱4.1，定位柱4.1浮动安装在标准行星轮架定位座4.2上，可在设定范围内自动调节位置，能消除孔距偏差带来的卡滞，定位柱4.1头部为导向锥面，具有导向作用，保证定位柱自动找正顺畅进入行星轮架被测孔。
68.其中，需要解释地是，导向锥面的存在，使得气动塞规和定位柱最顶部直径远小于行星轮架被测孔，只要不是行星轮架位置偏差过大，锥面头部都能进入被测孔，假定有微小偏差，气动塞规和定位柱的浮动性，使得行星轮架能顺着锥面下降过程中，气动塞规在水平方向随着被测孔移动，最终移到孔中心，从而顺利进入。
69.本实施例中，定位柱共有4根，4根定位柱之间的距离同气动塞规3.2之间的距离设置是相同的。
70.校准动作由上下料单元进行：上下料单元将标准行星轮架抓取放置到检测机构的升降托盘上，检测机构对标准行星轮架齿轮轴安装孔的孔径进行测量，读取标准数值，通过和工控单元中的标准值比对，可知道检测单元的偏差，然后对检测单元进行校准，校准完成后，机器人将行星轮架放回标准行星轮架定位台上，校准单元的存在，能够保证检测单元的检测精度。
71.需要解释地是，标准行星轮架定位座设置第二开孔，定位柱浮动安装指的是定位柱安装于第二开孔，其相对于第二开孔的竖直方向被限定，相对于第二开孔的水平方向可移动。
72.进一步地，检测机还包括上下料单元以向检测单元上料或下料，也可实现检测单元和校准单元之间标准行星轮架的运送；本实施例中，上下料单元采用多自由度机器人，具体可为六轴关节机器人，该六轴关节机器人同校准单元中的机器人可为同一机器人或不同的机器人。
73.参考图2所示，六轴关节机器人为现有技术，六轴机器人具有第六轴1.1.1，第六轴1.1.1上安装有法兰盘1.2，法兰盘1.2上固定连接驱动部件，驱动部件具体为平动气缸1.3，平动气缸1.3上安装有行星轮架手爪1.4，行星轮架手爪包括两个机械指，两个机械指相对设置，由平动气缸带动两个机械指实现张开或闭合；
74.其中，机械指内侧面(靠近另一机械指的侧面)具有凸部，便于行星轮架手爪稳定抓住行星轮架。
75.行星轮架手爪1.4的机械指内侧面的一端(远离同平动气缸连接的一端)固定有耐磨片1.5，耐磨片能够保护工件，保证在检测机上行星轮架上下料的夹持稳定性，摆放行星轮架的准确定位性。
76.容易理解地是，耐磨片可以是橡胶垫或其他材料。
77.多自由度机器人具有控制部件，同时，控制部件或工控单元接收加工机床的控制器传送的信息，控制部件具体为plc控制器，当然还可为其他类型的控制器；
78.多自由度机器人的控制部件同工控单元连接，工控单元为检测机的控制中心，工控单元为现有的工控机，工控单元具有与工控机连接的显示屏，工控机5.2设置于控制箱5.1内，控制箱通过工作台支撑，显示屏5.3安装于控制箱的侧面，并朝向检测单元和校准单元，当然显示屏高于检测单元设置，显示屏为触摸显示屏；
79.工控机包括：参数设置模块5.2.1、数据处理模块5.2.2、数据存储模块5.2.3、数据输出模块5.2.4、数据显示模块5.2.5，各模块均为现有技术。
80.控制箱5.1顶部安装警示信号灯5.4，警示信号灯与工控机连接，气动塞规动作进行测量后，测量结果经数据处理模块处理后，经过与参数设置模块设置的标准数据比对，数据显示模块将合格数据以绿色数字，不合格数字以红色数字显示在显示屏上，若有不合格数据出现，显示屏的警示信号闪烁，同时通过警示信号灯发出警报声；数据存储模块将数据存储在工控机硬盘上，数据输出模块可以和外部其它设备实现通讯，将数据传导到任意需要的相关设备上。
81.标准数据为：校准单元的测量系统所获取的标准数据，因此校准单元的测量系统与工控单元连接，以将数据输入参数设置模块；校准单元可在检测单元开始工作前开始一次校准工作。
82.当加工机床上行星轮架行星齿轮轴安装孔加工结束，加工机床给控制部件或工控单元发送信号，多自由度机器人从加工机床抓取行星轮架运送到检测机，按行星轮架在加工机床上的装夹方向，将行星轮架摆放到检测机的升降托盘上，升降托盘此时处于第一位置；
83.机器人放置完行星轮架后发送信号给工控单元；
84.工控单元发送信号给升降部件，升降托盘在自身重量及升降气缸作用下降落，当激光测距传感器发射脉冲检测到行星轮架上下两个孔截面的测量位置后发送信号给工控单元，工控单元控制升降部件停止运动，此时升降托盘在第二位置，第二位置低于第一位
置；继续下降，到达第三位置，进行下一截面孔径的测量。
85.由气动塞规进行测量，测量完成后，升降托盘升起，多自由度机器人将行星轮架送至取料位，并将数据处理后显示在显示屏上；
86.检测结束后，向六轴关节机器人发送信号，根据测量结果，将合格品放置到合格品输送机，可以直接入库，不合格品放置到不合格品输送机，工人运走另行处理。可以通过参数设定模块预设测量参数，实现调节测量精度，测量次数等，根据参数设定模块预设的校准时间，用标准行星轮架，通过校准单元校正检测单元自身的精度，从而保证了行星轮架测量结果的持续稳定精确。
87.实施例二
88.本实施例公开了一种行星轮架生产线，包括加工机床和所述的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机，加工机床与实施例一所述的行星轮架行星齿轮轴安装孔在线检测机(检测机)电连接，加工机床用于对行星轮架进行加工。
89.需要解释地是，加工机床与检测机实现电通讯，指的是加工机床的控制中心与工控单元或上下料单元电连接，实现通讯。
90.通过并入行星轮架生产线的检测机，能够对所有需要检测的行星轮架进行在线检测，检测机与行星轮架加工流水线配合使用，布置于行星轮架自动加工线之中，上下料均采用机器人，整体节拍与生产流水线同步；能做到对行星轮架行星齿轮轴安装孔尺寸全检测，同时极大程度的提高了加工效率，测量完成后，显示屏显示测量结果，并自动判断工件是否合格，如工件不合格，则发出报警并根据检测结果给出ok/ng信号，并有相应i/o输出。
91.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。