全文摘要
一种工件的平面自校正装置，其主要包括操作台、升降机构、探头和控制器，其中，操作台用于放置待加工的工件，升降机构与操作台的底部连接且用于对操作台进行垂直升降，探头置于操作台的上方且用于测量工件的相对高度，控制器分别与升降机构和探头连接，用于根据工件的相对高度获取工件的平面度，以根据得到的平面度对升降机构进行调节。由于通过探头来测量及获取待加工工件的平面度，且通过升降机构来实时调整工件四角的高度，使得该平面自校正装置具备了平面度自动检测和自动调整的能力，避免了以往人工调整工件平面度时费时费力的情形。
主设计要求
1.一种工件的平面自校正装置，其特征在于，包括：操作台，用于放置待加工的工件；升降机构，与所述操作台的底部连接，用于对所述操作台进行垂直升降；探头，置于所述操作台的上方，用于测量所述工件的相对高度；控制器，分别与所述升降机构和所述探头连接，用于根据所述工件的相对高度获取所述工件的平面度，以根据所述平面度对所述升降机构进行调节。
设计方案
1.一种工件的平面自校正装置，其特征在于，包括：
操作台，用于放置待加工的工件；
升降机构，与所述操作台的底部连接，用于对所述操作台进行垂直升降；
探头，置于所述操作台的上方，用于测量所述工件的相对高度；
控制器，分别与所述升降机构和所述探头连接，用于根据所述工件的相对高度获取所述工件的平面度，以根据所述平面度对所述升降机构进行调节。
2.如权利要求1所述的平面自校正装置，其特征在于，所述升降机构包括多个电缸，分别设于所述操作台的底部，每个所述电缸包括伺服电机、齿轮箱和推杆，通过所述齿轮箱将伺服电机的旋转运动转变为推杆的直线运动，以使得所述推杆进行精准垂直升降。
3.如权利要求2所述的平面自校正装置，其特征在于，所述升降机构包括四个所述电缸，每个所述电缸的推杆与所述操作台的一个底部边角进行连接。
4.如权利要求3所述的平面自校正装置，其特征在于，所述升降机构还包括底板，四个所述电缸固定设置在所述底板上。
5.如权利要求1所述的平面自校正装置，其特征在于，所述探头包括变送器和设置于所述变送器的底部的探针；
所述探针用于在与所述工件的表面接触时测得接触位置的相对高度；
所述变送器与所述控制器连接，用于将所述相对高度传输至所述控制器；
所述控制器用于根据多条所述相对高度计算所述工件的平面度。
6.如权利要求5所述的平面自校正装置，其特征在于，还包括移动机构，设于所述操作台的上方，与所述控制器连接；所述探头的变送器连接在所述移动机构上且随所述移动机构进行移动。
7.如权利要求6所述的平面自校正装置，其特征在于，所述移动机构为多向导轨或机械臂，在所述控制器的控制作用下带动所述探头移动至所述工件的表面任意位置。
8.如权利要求1所述的平面自校正装置，其特征在于，所述操作台包括吸盘和真空泵，所述吸盘设于所述操作台的上表面，所述真空泵与所述吸盘连接；所述吸盘用于将所述工件吸附在其表面。
9.如权利要求8所述的平面自校正装置，其特征在于，包括多个所述吸盘，均与所述真空泵连接，各个所述吸盘阵列分布于所述操作台的上表面。
设计说明书
技术领域
本发明涉及平面检测技术领域，具体涉及一种工件的平面自校正装置。
背景技术
加工金属工件时，为保证工件的加工精度，往往会对装夹后的工件平面度进行严格要求。加工平台处于非水平状态对待加工件进行加工时，特别是在对加工精细度要求较高的加工情形中，会影响到加工器械对工件的加工精度和加工深度，最终会影响到工件的加工质量。
特别是在加工金属薄板、铝压铸件等自身刚性较差的工件时，工人在校准工件的平面度过程中，不得不用垫块等工具对工件进行垫平，如此操作不但费时费力，还存在较大的误差，不能适用于规模化的工件加工情形。
此外，为保障工件装夹之后的平面度，往往还会对工件的平面度进行手动测量。如果用传统的人工检测、肉眼观察、规尺测量，或者用OMM、OEM专用测量仪器，其效率低、精确度低，对测试人员的专业素质要求高，往往致使测量结果具有较大的一致性差，人为因素造成的误差也比较大，还会引起刮伤、变形、扭曲等情形导致的工件报废问题，甚至无法得到工件的真实测量值。随着各行业的迅速发展，金属加工质量控制的诉求越显突出，对工件平面度检测和调整的需求就越来越强烈。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是如何精确调整刚性较差的金属工件在加工时的平面度。为解决上述技术问题，本申请提供一种工件的平面自校正装置，包括：
操作台，用于放置待加工的工件；
升降机构，与所述操作台的底部连接，用于对所述操作台进行垂直升降；
探头，置于所述操作台的上方，用于测量所述工件的相对高度；
控制器，分别与所述升降机构和所述探头连接，用于根据所述工件的相对高度获取所述工件的平面度，以根据所述平面度对所述升降机构进行调节。
所述升降机构包括多个电缸，分别设于所述操作台的底部，每个电缸包括伺服电机、齿轮箱和推杆，通过所述齿轮箱将伺服电机的旋转运动转变为推杆的直线运动，以使得所述推杆进行精准垂直升降。
所述升降结构包括四个所述电缸，每个所述电缸的推杆与所述操作台的一个底部边角进行连接。
所述升降机构还包括底板，四个所述电缸固定设置在所述底板上。
所述探头包括变送器和设置于所述变送器的底部的探针；
所述探针用于在与所述工件的表面接触时测得接触位置的相对高度；
所述变送器与所述控制器连接，用于将所述相对高度传输至所述控制器；
所述控制器用于根据多条所述相对高度计算所述工件的平面度。
所述的平面自校正装置还包括移动机构，设于所述操作台的上方，与所述控制器连接；所述探头的变送器连接在所述移动机构上且随所述移动机构进行移动。
所述移动机构为多向导轨或机械臂，在所述控制器的控制作用下带动所述探头移动至所述工件的表面任意位置。
所述操作台包括吸盘和真空泵，所述吸盘设于所述操作台的上表面，所述真空泵与所述吸盘连接；所述吸盘用于将所述工件吸附在其表面。
包括多个所述吸盘，均与所述真空泵连接，各个所述吸盘阵列分布于所述操作台的上表面。
本申请的有益效果是：
依据上述实施例的一种工件的平面自校正装置，其主要包括操作台、升降机构、探头和控制器，其中，操作台用于放置待加工的工件，升降机构与操作台的底部连接且用于对操作台进行垂直升降，探头置于操作台的上方且用于测量工件的相对高度，控制器分别与升降机构和探头连接，用于根据工件的相对高度获取工件的平面度，以根据得到的平面度对升降机构进行调节。第一方面，由于通过探头来测量及获取待加工工件的平面度，且通过升降机构来实时调整工件四角的高度，使得该平面自校正装置具备了平面度自动检测和自动调整的能力，避免了以往人工调整工件平面度时费时费力的情形；第二方面，由于为操作台设置了吸盘和真空泵，使得工件平面度检测和调整过程中，工件始终能够稳定地紧固在操作台上；第三方面，由于升降机构采用多个电缸来配合调节操作台的升降高度，使得每个电缸的推杆都能够达到精准垂直升降，利于提高调节精度；第四方面，由于为探头设置了可多向自由移动的移动机构，使得探头对工件的测量过程更加便捷，保证测量准确度的同时也可提高测量效率。
附图说明
图1为一种实施例中平面自校正装置的立体结构图；
图2为一种实施例中平面自校正装置的爆炸图；
图3为一种实施例中平面自校正装置的正视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
为清楚、准确地理解本申请技术方案，这里将对一些术语进行说明。
平面度，是指物体表面具有的宏观凹凸高度相对理想平面的偏差，平面度属于形位误差中的形状误差。在传统的检测方法中，平面度的测量通常有：塞规\/塞尺测量法、液平面法、激光平面干涉仪测量法(平晶干涉法)、水平仪\/数字水平仪测量法、以及打表测量法。
下面将通过实施例对本申请的技术方案进行说明。
请参考图1，本实施例公开一种平面自校正装置，其主要包括操作台1、升降机构2、探头3和控制器4，这些组件相配合以对工件A1进行平面度检测和调整，这里将对各个组件分别进行说明。
操作台1用于放置待加工的工件A1。在一实施例中，操作台1具有矩形且平整的承载板，在该承载板的表面放置工件A1，优选地放置金属薄板类、铝压铸件类的工件。
在一具体实施例中，可见图2和图3，操作台1包括吸盘11和真空泵12，该吸盘11设于操作台的上表面，真空泵12设于操作台的下表面，且通过通孔与吸盘11连接。这里的吸盘11用于将工件A1吸附在其表面，对工件A1进行紧固。优选地，见图2，本实施例中包括多个吸盘11，均与真空泵12连接，各个吸盘阵列分布于操作台的上表面，当待加工的工件A1置于操作台1上时，工件A1的下表面与各个吸盘进行接触，真空泵12抽取它们之间的空气，从而可使得工件A1吸附在吸盘上，由于空气压力的作用，能够让工件A1贴合在操作台的上表面，达到稳定夹持的放置效果。
升降机构2与操作台1的底部连接，用于对操作台1进行垂直升降。在一实施例中，升降机构2包括多个电缸(如2个、3个或更多个，以实际需求为准)，分别设于操作台1的底部，与操作台1进行活动连接，例如铰接或间隙配合。每个电缸包括伺服电机、齿轮箱和推杆，通过齿轮箱将伺服电机的旋转运动转变为推杆的直线运动，以使得推杆进行精准垂直升降。
例如图2，电缸21的伺服电机211与齿轮箱212连接，齿轮箱212内布设有减速齿轮、转动螺母、丝杆、连接板等组件，推杆213的一端深入至减速箱212的内部且连接至连接板，另一端延伸至减速箱213的外部。伺服电机211经齿轮箱212中的减速齿轮减速后，带动丝杆上的螺母转动，丝杆通过连接板带动推杆213做直线运动，最终把伺服电机211的旋转运动变成垂直方向上的直线运动。
需要说明的是，电缸是将伺服电机与推杆一体化设计的模块化产品，可将将伺服电机的精确转速控制、精确转数控制、精确扭矩控制转变成推杆的精确速度控制、精确位置控制、精确推力控制，最终实现推杆的高精度直线运动，通常可达到0.01mm的控制精度。由于电缸为现有技术，因此这里不再对其结构和工作原理进行详细说明。
在本实施例中，见图2，升降结构2包括四个电缸(可见附图标记21、22、23、24)，每个电缸的推杆与操作台的一个底部边角进行连接，形成四个电缸可分别调节操作台的四角高度的应用情形。
进一步地，可见图2和图3，升降机构2还包括底板25，四个电缸(如附图标记21、22、23、24)分别固定设置在底板25上。如此，可使得各个电缸之间的位置相对固定，利于各个电缸进行稳定工作，也能够保证整个平面自校正装置的稳定性。
参考图1，探头3置于操作台1的上方，用于测量工件A1的相对高度。控制器4分别与升降机构2和探头3连接，用于根据工件A1的相对高度获取工件A1的平面度，以根据该平面度对升降机构2进行调节，最终使得操作台1上工件A1的平面度达到设定值。
在一实施例中，见图2，探头3可包括变送器31和设置于变送器31的底部的探针32；其中，探针31可为接触传感器或压力传感器，用于在与工件A1的表面接触时测得接触位置的相对高度；变送器31与控制器4连接，用于将探针31测得的相对高度传输至控制器；控制器4用于根据多条相对高度计算工件A1的平面度。
需要说明的是，利用探头3测量工件表面任意位置处的相对高度的原理是：预先设置探头3的基准高度，通过探针32反馈探头3相对于基准高度的差值，将该差值作为测量点的相对高度。由于利用探头测量相对高度的技术属于现有技术手段，因此，这里将不再对探头3的工作原理进行详细说明。
还需要说明的是，控制器4根据探头3反馈的多点位置的相对高度计算工件A1的平面度的原理是：将各个相对高度的值分别与一个标准水平面的高度值进行比较，将得到的各个差值作为对应的测量点的平面度。由于平面度的计算过程完全按照平面度的数学理论得到，属于公知常识，因此这里不再对其进行详细说明。
进一步地，本申请请求保护的平面自校正装置还包括移动机构(图中未示意)，该移动机构设于操作台1的上方，与控制器3连接；探头3的变送器31连接在该移动机构上且随移动机构进行移动。
需要说明的是，设置移动机构的目的是自动控制探头3在工件A1的上方进行移动，对工件A1的表面多点位置进行测量，从而得到多点位置分别对应的相对高度，进而使得控制器4根据这些相对高度的值计算工件A1的表面的平面度。为了达到该目的，该移动机构可为多向导轨或机械臂，在控制器4的控制作用下带动探头3移动至工件的表面任意位置。
在一具体实施例中，见图3，移动机构为多向导轨5，例如四向电动导轨，置于操作台1的上方，可以固定在平面自校正装置以外的架子或车床上，该多向导轨5能够带动探头3进行任意方向上的运动，即可以将探头3移动到工件A1的表面的任意位置。
下面将结合图1、图2和图3对本申请保护的平面自校正装置进行工作原理说明。
用户可将待加工的金属薄板类或铝压铸件类工件A1放置在操作台1上，然后启动控制器3，控制器3控制真空泵12进行抽气，使得工件A1吸附在吸盘11上并紧固在操作台1的表面。然后，控制器3控制多向导轨5带动探头3进行移动，探头3对工件A1的表面多点位置进行测量，优选地测量工件A1的四个角位置，从而将各个测量点的相对高度反馈给控制器3。从而控制器3根据各个测量点的相对高度计算工件A1的平面度，通过平面度就可以知道工件A1的四角高度相对于标准水平面的误差高度，从而将四角的误差高度作为升降机构2的调节参考量。进而，控制器3将工件A1的四角的误差高度转换为对应电缸中伺服电机的转动控制量，使得各个电缸的推杆进行垂直上升或垂直下降的距离与各自的误差高度相匹配。通过高度调整，最终使得工件A1的平面度小于设定的误差，或者使得工件A1的表面满足于标准水平面的要求。当然，为实现更高精度的调节要求，这里还可以对多次地对工件A1进行平面度检测和高度调整。
需要说明的是，控制器3根据误差高度对升降机构2进行控制的过程，属于常规的反馈式控制方法，属于公知常识，因此，这里不再对控制器3的具体控制过程进行限定和详细说明。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920141296.7
申请日:2019-01-24
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:94(深圳)
授权编号:CN209485336U
授权时间:20191011
主分类号:G01B 21/30
专利分类号:G01B21/30
范畴分类:31B;
申请人:深圳市拓智者科技有限公司
第一申请人:深圳市拓智者科技有限公司
申请人地址:518000 广东省深圳市龙岗区平湖富民工业区64栋A2BCD
发明人:傅俊深;石云
第一发明人:傅俊深
当前权利人:深圳市拓智者科技有限公司
代理人:彭家恩;彭愿洁
代理机构:44281
代理机构编号:深圳鼎合诚知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计