專利名稱：克組砝碼自動測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種砝碼測量裝置，尤其涉及一種克組砝碼自動測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在砝碼質(zhì)量計量參數(shù)測量試驗中，需要對砝碼的質(zhì)量、磁性等質(zhì)量計量參數(shù)進(jìn)行測量，以評判該砝碼是否符合JJG96-2004《砝碼》國家檢定規(guī)程中的技術(shù)要求。在檢測過程中，通常需要將砝碼搬運至與其質(zhì)量匹配的質(zhì)量比較儀和磁性測量裝置上，該搬運操作是一種重復(fù)性手工勞動，耗時長。為了解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)公開了多種砝碼自動搬運系統(tǒng)，如中國專利201010105973.3公開了一種砝碼自動搬運系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括滑動組件、伸縮組件和機械手。所述滑動組件和伸縮組件在動力控制部件驅(qū)動下配合操作，控制所述機械手搬運砝碼；所述滑動組件包括滑軌組及其配合組件，所述滑軌組包括至少一對X軸向的橫向軌道，包括至少一條Y軸向的短軌道，它們之間通過滑輪組配合?？梢娫搶＠麨榱藢崿F(xiàn)砝碼的搬運，機械手需要在X、Y、Z三個方向上運動，機械手和承載砝碼的平臺均為柵欄結(jié)構(gòu)，如果三個方向任一個方向配合出現(xiàn)偏差，都無法抓取砝碼。中國專利201120184396.1公開了一種砝碼測量自動控制裝置，包括液位槽承載架、砝碼裝載盤、砝碼承載架，所述液位槽承載架連接液體槽驅(qū)動步進(jìn)電機，所述砝碼裝載盤和砝碼承載架都連接砝碼驅(qū)動步進(jìn)電機，所述液體槽驅(qū)動步進(jìn)電機和砝碼驅(qū)動步進(jìn)電機都連接PLC控制器，所述PLC控制器上還連接有液位槽承載架位置檢測開關(guān)、砝碼裝載盤位置檢測開關(guān)、砝碼承載架位置檢測開關(guān)和觸摸屏。該裝置砝碼裝載盤可以升降和旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)砝碼自動測量，但還 是需要人工將砝碼搬運到裝載盤上。蘇煒等公開了一種公斤組砝碼自動檢測系統(tǒng)，它包括砝碼盛放臺、搬運裝置和測量儀，其中搬運裝置也是采用由X軸滑軌和Y軸滑軌組成的移動架，由于公斤組砝碼質(zhì)量體積較大，移動架移動位置少有偏差，不影響取放砝碼，但如果針對克組砝碼，移動偏差大的話，則有可能導(dǎo)致取放砝碼失敗，因此操作可靠性較差。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種克組砝碼自動測量系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有測量裝置砝碼取放人工耗時長、工作效率低、容易出差錯等問題。—種克組砝碼自動測量系統(tǒng)，包括固定架，以及安裝在固定架上的控制機構(gòu)、砝碼承載機構(gòu)、砝碼取放機構(gòu)和帶稱重臺的砝碼測量機構(gòu)，所述砝碼取放機構(gòu)包括轉(zhuǎn)臺、驅(qū)動轉(zhuǎn)臺的第一驅(qū)動機構(gòu)、固定在轉(zhuǎn)臺上的升降機構(gòu)以及設(shè)置在升降機構(gòu)上的機械手；所述機械手包括機械臂和置碼屜，機械臂連接置碼屜的一端設(shè)有磁鋼，置碼屜吸附在磁鋼上；所述砝碼承載機構(gòu)為環(huán)繞所述升降機構(gòu)的帶缺口的環(huán)形承碼臺，所述環(huán)形承碼臺上設(shè)有若干個承載位；
所述置碼屜、承載位以及稱重臺均為相配合的柵欄結(jié)構(gòu)。本發(fā)明取放機砝碼由轉(zhuǎn)臺和升降機構(gòu)配合實現(xiàn)，相對于傳統(tǒng)的取放機構(gòu)，結(jié)構(gòu)更為簡單，砝碼僅在圓周向和豎直方向上運動，可以較好地保證置碼屜、承載位和稱重臺之間的配合，提高了操作可靠性，另外置碼屜與機械臂之間通過磁鋼吸附連接，可以避免由于意外情況導(dǎo)致配合不準(zhǔn)確而損壞裝置。本發(fā)明所述克組破碼外形大致為圓柱形，最小lg，直徑6mm,最大500g,直徑45mm。所述升降機構(gòu)包括固定在轉(zhuǎn)臺上的支架、與支架滑動配合的滑塊以及驅(qū)動滑塊運動的第二驅(qū)動機構(gòu)，所述機械手固定在滑塊上，該升降機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)，由于豎直方向移動精度要求不高，因此對測量操作沒有影響。優(yōu)選的，所述支架上設(shè)有兩根豎直的導(dǎo)桿，所述滑塊穿套在導(dǎo)桿上，所述第二驅(qū)動機構(gòu)包括電機、齒輪組和鏈條，所述滑塊與鏈條固定連接，依靠電機、鏈條傳動，無論安裝和維修都很方便。為了避免滑塊在支架上滑移過度，所述支架上設(shè)有兩個限制滑塊行程的限位開關(guān)。在取放砝碼時，為了實現(xiàn)置碼屜在稱重臺或環(huán)形承碼盤附近運動，所述支架上設(shè)有兩組位置開關(guān)，分別用于控制滑塊在環(huán)形承碼臺和稱重臺附近高度的移動。即每組包括兩個位置開關(guān)，分別用于限制在環(huán)形承碼臺和稱重臺附近高度滑移行程。優(yōu)選的，所述稱重臺位于所述缺口的正下方，使得機械手取放砝碼的行程最短。優(yōu)選的，所述第一驅(qū)動機構(gòu)由伺服電機和轉(zhuǎn)臺上的蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)組成，使得取放砝碼更為精準(zhǔn)。優(yōu)選的，本發(fā)明還包括轉(zhuǎn)臺的零位檢測機構(gòu)，所述零位檢測機構(gòu)由安裝支架上的激光發(fā)生器以及附近的與其對應(yīng)設(shè)置的激光接收器組成，利用該零位檢測機構(gòu)可以消除轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動誤差，實現(xiàn)順利取放砝碼。由于激光發(fā)生器發(fā)出激光在較長傳輸距離，光斑會變大，導(dǎo)致激光接收器在一定角度范圍內(nèi)都能接收到激光，從而造成誤差，所述激光發(fā)生器的前方設(shè)有兩塊擋板，擋板之間有狹縫，激光發(fā)生器、狹縫、激光接收器在同一直線上。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明有益效果為:本發(fā)明能方便的實現(xiàn)自動取放不同形狀的砝碼放置于質(zhì)量比較儀上，對砝碼的質(zhì)量值進(jìn)行測量，且部件數(shù)量少，結(jié)構(gòu)緊湊，取放過程流暢，加載速度快，運動可靠，在砝碼加載過程中不會造成沖擊。
圖1為本發(fā)明破碼自動測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明砝碼取放機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1所示破碼自動測量系統(tǒng)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明環(huán)形承碼臺的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明砝碼自動測量系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
如圖5所示，一種克組砝碼自動測量系統(tǒng)，包括計算機、控制機構(gòu)和測量裝置，測量裝置包括固定架以及安裝在固定架I上的砝碼承載機構(gòu)、砝碼取放機構(gòu)和砝碼測量機構(gòu)。其中控制機構(gòu)采用PLC控制器，它與計算機相連，可以將測量數(shù)據(jù)輸入計算機存儲，進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，也可以從計算機讀取測量命令，實現(xiàn)自動測量。控制機構(gòu)接收位置開關(guān)和激光傳感器傳輸?shù)男盘?，發(fā)出相應(yīng)命令給伺服電機和直流電機，形成閉環(huán)控制。當(dāng)然該裝置也可以不包括計算，直接對PLC控制器進(jìn)行編程，實現(xiàn)自動測量，但測量方式和數(shù)據(jù)輸出格式會比較單一。砝碼取放機構(gòu)由安裝在固定架I上的伺服電機20、轉(zhuǎn)臺21、升降機構(gòu)和和機械手24組成，伺服電機20通過聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)臺21連接。升降機構(gòu)包括支架22、滑塊23和驅(qū)動機構(gòu)，支架22上設(shè)有兩根豎直的滑桿28，滑塊23穿套在滑桿28上，機械手24固定在滑塊23上。驅(qū)動機構(gòu)由直流電機25、齒輪組和鏈條210組成，滑塊固定在鏈條210上，直流電機25轉(zhuǎn)動驅(qū)動滑塊23上下滑移。機械手24由機械臂241、磁鋼242和置碼屜243組成，置碼屜243依靠磁鋼242的吸附力與機械臂241連接，如此可以避免取放砝碼時機械手24與稱重臺31或承載位11配合不準(zhǔn)確而導(dǎo)致裝置損壞。砝碼承載機構(gòu)為環(huán)繞升降機構(gòu)設(shè)置的環(huán)形承碼臺10，環(huán)形承碼臺10安裝在固定架內(nèi)，它上面設(shè)置有多個承載位11，并且?guī)в幸蝗笨?12。砝碼測量機構(gòu)在本實施例中為電子天平30，電子天平30的稱重臺31、承載位11以及置碼屜243均為柵欄式結(jié)構(gòu)，置碼屜243在通過稱重臺31和承載位11時可以實現(xiàn)砝碼的取放。本實施例柵欄結(jié)構(gòu)空隙寬4mm，實體部分寬2mm，容許正負(fù)偏差為1mm，arctanl/350 = 0.18° (其中350為機械手長度)，即轉(zhuǎn)臺21旋轉(zhuǎn)精度需小于0.18°，才能確保置碼屜243與承載位11、稱重臺31不會相撞。本發(fā)明轉(zhuǎn)臺21內(nèi)部設(shè)有渦輪蝸桿傳動機構(gòu)，重復(fù)定位精度一般達(dá)到0.01°，傳動比為100: I。伺服電機20的最小步距角為0.18°，伺服電機每走一步，轉(zhuǎn)臺21轉(zhuǎn)動
0.18° /100 = 0.0018° < 0.01°。為了實現(xiàn)精確的定位，本發(fā)明還包括一個轉(zhuǎn)臺21的零位檢測機構(gòu)，該零位檢測機構(gòu)包括激光發(fā)生器261、狹縫機構(gòu)262和激光接收器263,狹縫機構(gòu)262由兩塊位于激光發(fā)生器前方的擋板組成，擋板之間有狹縫，狹縫、激光發(fā)生器261和激光接收器263在同一水平直線上。狹縫的寬度應(yīng)控制在0.5mm以下，激光發(fā)生器261和激光接收器263之間的距離大致為IOcm左右。如圖1所示，為了控制滑塊23在滑桿28上的滑移行程，支架22上設(shè)有限位開關(guān)261、262，為了限制機械手24在承載位11和稱重臺31取放砝碼的豎直移動行程，支架22上設(shè)有兩組位置開關(guān)，其中位置開關(guān)291、292用于控制機械手24在承載位11上取放砝碼，位置開關(guān)293、294用于控制機械手24在稱重臺31上取放砝碼。本發(fā)明系統(tǒng)工作原理如下:首先需將待測砝碼500放置在環(huán)形承碼臺10的承載位11上，此時機械手處于零點位置A，開啟電源，通過計算機操作，輸入相應(yīng)的參數(shù)給PLC控制器，PLC控制器發(fā)出命令給伺服電機20。轉(zhuǎn)臺21通過零位檢測機構(gòu)進(jìn)行清零操作，然后機械手24轉(zhuǎn)動至相應(yīng)承載位11的下方，接著直流電機25工作，機械手上升將砝碼500托起，托起后，機械手24往相反方向轉(zhuǎn)動相同角度，此時再次進(jìn)行清零操作，消除轉(zhuǎn)動誤差。直流電機25繼續(xù)工作，機械手24下降，將砝碼500放置在稱重臺31上，稱量后，PLC控制器接收相應(yīng)的質(zhì)量信息傳輸給計算機存儲，并利用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理。檢測完成后，機械手24上升，將檢測后的砝碼500托起，運動至零點位置A，又一次進(jìn)行清零操作，機械手24轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度至承載位11的上方，直流電機25工作，機械手24下降，將砝碼放置在承載位11上。本發(fā)明所述清零操作是指機械手越過在運動過程中零點位置A，然后往相反方向運動，最后使得激光發(fā)射器261對準(zhǔn)激光接收器262，也就是說激光發(fā)射器261需要兩次對準(zhǔn)激光接收器262，以消除機構(gòu)間的間隙誤差。
權(quán)利要求
1.一種克組砝碼自動測量系統(tǒng)，包括固定架，以及安裝在固定架上的控制機構(gòu)、砝碼承載機構(gòu)、砝碼取放機構(gòu)和帶稱重臺的砝碼測量機構(gòu)，其特征在于，所述砝碼取放機構(gòu)包括轉(zhuǎn)臺、驅(qū)動轉(zhuǎn)臺的第一驅(qū)動機構(gòu)、固定在轉(zhuǎn)臺上的升降機構(gòu)以及設(shè)置在升降機構(gòu)上的機械手; 所述機械手包括機械臂和置碼屜，機械臂連接置碼屜的一端設(shè)有磁鋼，置碼屜吸附在磁鋼上； 所述砝碼承載機構(gòu)為環(huán)繞所述升降機構(gòu)的帶缺口的環(huán)形承碼臺，所述環(huán)形承碼臺上設(shè)有若干個承載位； 所述置碼屜、承載位以及稱重臺均為相配合的柵欄結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的克組砝碼自動測量系統(tǒng)，其特征在于，所述升降機構(gòu)包括固定在轉(zhuǎn)臺上的支架、與支架滑動配合的滑塊以及驅(qū)動滑塊運動的第二驅(qū)動機構(gòu)，所述機械手固定在滑塊上。
3.如權(quán)利要求2所述的克組砝碼自動測量系統(tǒng)，其特征在于，所述支架上設(shè)有兩根豎直的導(dǎo)桿，所述滑塊穿套在導(dǎo)桿上，所述第二驅(qū)動機構(gòu)包括電機、齒輪組和鏈條，所述滑塊與鏈條固定連接。
4.如權(quán)利要求2所述的克組砝碼自動測量系統(tǒng)，其特征在于，所述支架上設(shè)有兩個限制滑塊行程的限位開關(guān)。
5.如權(quán)利要求2所述的克組砝碼自動測量系統(tǒng)，其特征在于，所述支架上設(shè)有兩組位置開關(guān)，分別用于控制滑塊在環(huán)形承碼臺和稱重臺附近高度的移動。
6.如權(quán)利要求1所述的克組砝碼自動測量系統(tǒng)，其特征在于，所述稱重臺位于所述缺口的正下方。
7.如權(quán)利要求1所述的克組砝碼自動測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一驅(qū)動機構(gòu)由伺服電機和轉(zhuǎn)臺上的蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)組成。
8.如權(quán)利要求1所述的克組砝碼自動測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括轉(zhuǎn)臺的零位檢測機構(gòu)，所述零位檢測機構(gòu)由安裝支架上的激光發(fā)生器以及附近的與其對應(yīng)設(shè)置的激光接收器組成。
9.如權(quán)利要求1所述的克組砝碼自動測量系統(tǒng)，其特征在于，所述激光發(fā)生器的前方設(shè)有兩塊擋板，擋板之間有狹縫，激光發(fā)生器、狹縫、激光接收器在同一直線上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種克組砝碼自動測量系統(tǒng)，包括固定架，以及安裝在固定架上的控制機構(gòu)、砝碼承載機構(gòu)、砝碼取放機構(gòu)和帶稱重臺的砝碼測量機構(gòu)，所述砝碼取放機構(gòu)包括轉(zhuǎn)臺、驅(qū)動轉(zhuǎn)臺的第一驅(qū)動機構(gòu)、固定在轉(zhuǎn)臺上的升降機構(gòu)以及設(shè)置在升降機構(gòu)上的機械手；所述機械手包括機械臂和置碼屜，機械臂連接置碼屜的一端設(shè)有磁鋼，置碼屜吸附在磁鋼上；所述砝碼承載機構(gòu)為環(huán)繞所述升降機構(gòu)的帶缺口的環(huán)形承碼臺，所述環(huán)形承碼臺上設(shè)有若干個承載位；所述置碼屜、承載位以及稱重臺均為相配合的柵欄結(jié)構(gòu)。本發(fā)明測量系統(tǒng)部件數(shù)量少，結(jié)構(gòu)緊湊，取放過程流暢，加載速度快，運動可靠。
文檔編號B25J9/04GK103148923SQ201310042750
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者徐志玲, 王鵬峰, 厲志飛, 倪忠英, 沈裴裴 申請人:中國計量學(xué)院, 杭州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測院