CN116608810B - 一种距离测量设备、减速器箱装配线及选垫方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种距离测量设备、减速器箱装配线及选垫方法，距离测量设备包括比对仪、承载件和标定件，比对仪包括检测头，承载件在第一方向上与比对仪相对布置，比对仪和承载件之间形成用于穿过输送线的区域，输送线用于输送检测目标，标定件在第二方向上位于比对仪的一侧，标定件用于标定比对仪，标定件包括第一标定面和第二标定面，第一标定面和第二标定面垂直于检测方向，第一标定面和第二标定面的距离等于检测目标的第一检测面与第二检测面的理论距离，标定件的材料与检测目标的材料相同，以补偿检测目标的热变形。距离测量设备能够提高距离测量的准确性。

Description

一种距离测量设备、减速器箱装配线及选垫方法

技术领域

本申请涉及减速器选垫领域，特别是一种距离测量设备、减速器箱装配线及选垫方法。

背景技术

在装配减速器箱的前箱和后箱时，选择合适厚度的垫片尤为重要，垫片用于补偿加工误差或者其它因素引起的轴向间隙。

例如，需要测量位于前箱中的轴承的端面到前箱和后箱的结合面之间的距离a，以及后箱的垫片安装面到前箱和后箱的结合面之间的距离b，根据两个距离的差值选择垫片，从而消除前箱和后箱装配后轴承与后箱之间的轴向间隙。

目前的相关技术多采用在线测量。前箱和后箱沿输送线到达测量工位，布置在测量工位的接触式位移传感器移动并接触待测面，从而测量出零点到待测面的距离，进而换算出各个待测面之间的距离。

由于这种测量方式需要用到多个接触式位移传感器，每个传感器自身都存在一定的误差，因此容易出现误差的叠加放大，并且，接触式位移传感器无法补偿因温度变化而产生的热胀冷缩，导致测量结果不准确。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种距离测量设备、减速器箱装配线及选垫方法，距离测量设备能够提高距离测量的准确性。

根据本申请提供的距离测量设备，包括比对仪、承载件和标定件，所述比对仪包括检测头，所述承载件在第一方向上与所述比对仪相对布置，所述比对仪和所述承载件之间形成用于穿过输送线的区域，所述输送线用于输送检测目标，所述标定件在第二方向上位于所述比对仪的一侧，所述标定件用于标定所述比对仪，所述标定件包括第一标定面和第二标定面，所述第一标定面和所述第二标定面垂直于检测方向，所述第一标定面和所述第二标定面的距离等于所述检测目标的第一检测面与第二检测面的理论距离，所述标定件的材料与所述检测目标的材料相同，以补偿所述检测目标的热变形。

根据本申请提供的距离测量设备，至少具有如下技术效果：一方面，采用比对仪检测检测目标，由同一个检测头对不同的采样点进行检测，能够降低误差叠加放大的风险，另一方面，由于标定件的材料与检测目标一致，因此标定件和检测目标对温度的敏感性基本一致，从而能够通过标定件在不同温度下的尺寸变化反映检测目标的尺寸变化，进而通过标定件补偿检测目标的热变形对比对仪的检测结果的影响，距离测量设备能够提高距离测量的准确性。

根据本申请的一些实施例，所述标定件包括第一标定柱和第二标定柱，所述第一标定柱的端面作为所述第一标定面，所述第二标定柱的端面作为所述第二标定面。

根据本申请的一些实施例，所述距离测量设备包括第一驱动件和第一安装座，所述标定件安装在所述第一安装座上，所述第一驱动件连接所述第一安装座，所述第一驱动件用于驱动所述第一安装座在所述第二方向上运动，所述标定件安装在所述第一安装座上。

根据本申请的一些实施例，所述距离测量设备包括第二驱动件和第二安装座，所述第二驱动件连接所述第二安装座，所述第二驱动件用于驱动所述第二安装座在所述第一方向上运动，所述比对仪安装在所述第二安装座上。

根据本申请的一些实施例，所述距离测量设备包括第三驱动件，所述第三驱动件用于驱动所述承载件在所述第一方向上运动，以托起或释放位于所述输送线上的所述检测目标。

根据本申请提供的减速器箱装配线，包括输送线和本申请提供的距离测量设备，所述输送线包括测量工位，所述距离测量设备位于所述测量工位。

根据本申请的一些实施例，所述减速器箱装配线包括托盘，所述托盘安放在所述输送线上，所述托盘用于承载减速器箱，所述托盘包括第一定位部，所述承载件包括第二定位部，所述第一定位部和所述第二定位部在第一方向上相对布置。

根据本申请的一些实施例，所述输送线包括输送辊，两组所述输送辊相对布置，两组所述输送辊之间形成用于承载件穿过的避让区域。

根据本申请提供的减速器箱选垫方法，使用本申请提供的减速器箱装配线，所述减速器箱选垫方法包括以下步骤：

接收减速器箱；

比对仪测量标定件，记录第一实际距离；

所述比对仪测量所述减速器箱，记录第二实际距离；

根据理论距离、所述第一实际距离以及所述第二实际距离，计算并记录垫片厚度；

送出所述减速器箱。

根据本申请的一些实施例，在所述比对仪测量所述标定件时，记录标定环境温度，响应于当前环境温度与所述标定环境温度的差值超出设定范围，所述比对仪重新测量所述标定件，更新所述第一实际距离。

本申请的减速器箱装配线包括本申请提供的距离测量设备，本申请的减速器箱选垫方法使用本申请提供的距离测量设备，因此减速器箱装配线以及减速器箱选垫方法均具有上述距离测量设备带来的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例的减速器箱装配线的局部结构三维示意图；

图2是本申请实施例的减速器箱装配线的局部结构三维示意图；

图3是本申请实施例的减速器箱选垫方法的流程图。

附图标记：

第一架体110、第二架体120、

比对仪210、检测头211、第一平台212、第二平台213、伸缩件214、第二驱动件220、第二安装座230、第二导向件240、

承载件310、第三驱动件320、第三导向件330、

标定件410、第一标定柱411、第二标定柱412、第一驱动件420、第一安装座430、第一导向件440、

输送线510、输送辊511、托盘520

第一箱体910、第二箱体920。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

参照图1和图2，根据本申请提供的减速器箱装配线，包括本申请提供的距离测量设备和输送线510，输送线510包括测量工位，距离测量设备位于测量工位。

测量工位用于对减速器箱进行在线检测，以确定与减速器箱匹配的垫片的厚度。检测完成后，输送线510继续将减速器箱送往下游进行装配。

可以理解的是，减速器箱通常由第一箱体910和第二箱体920（也称为前箱和后箱）组成，减速器箱内部装配有转轴、轴承等零部件，由于设计余量、加工误差等原因，轴承在装配后存在轴向间隙，因此需要通过测量端面距离计算轴向间隙，进而选择合适的垫片填充轴向间隙。一方面垫片应当能够对轴承在轴向上的活动自由度进行限定，另一方面垫片的厚度也不能太厚，避免影响到轴承的正常工作。

相关技术中，距离测量设备使用接触式位移传感器进行测量。以检测第二箱体920为例，测量设备预先布置好接触式位移传感器，其中一组接触式位移传感器的位置对应第二箱体920与第一箱体910的结合面，另一组接触式位移传感器的位置对应待测端面。当第二箱体920到达测量工位的设定位置之后，接触式位移传感器移动并接触第二箱体920，此时一组接触式位移传感器获取到结合面与初始位置之间的距离，另一组接触式位移传感器采集到获取到待测端面与初始位置之间的距离，由此可以换算出结合面与待测端面的距离。

相关技术的问题在于，一方面，接触式位移传感器存在测量误差，并且不同的接触式位移传感器的误差并不相同，因此如果检测结合面的接触式位移传感器误差偏大，而检测待测端面的接触式位移传感器误差偏小，就会导致换算时出现误差的叠加，叠加后的误差容易超出垫片的公差范围。另一方面，减速器箱存在热胀冷缩现象，虽然减速器箱装配线通常置于恒温车间中，但是并不能完全消除热变形的影响，而接触式位移传感器并不能对热变形进行补偿。以上的原因使得垫片的厚度不够准确，影响减速器箱的产品质量。

继续参照图1和图2，根据本申请提供的距离测量设备，包括比对仪210、承载件310和标定件410，比对仪210包括检测头211，承载件310在第一方向上与比对仪210相对布置，比对仪210和承载件310之间形成用于穿过输送线510的区域，输送线510用于输送检测目标，标定件410在第二方向上位于比对仪210的一侧，标定件410用于标定比对仪210，标定件410包括第一标定面和第二标定面，第一标定面和第二标定面垂直于检测方向，第一标定面和第二标定面的距离等于检测目标的第一检测面与第二检测面的理论距离，标定件的材料与检测目标的材料相同，以补偿检测目标的热变形。

在图1和图2的实施例中，检测目标即为减速器箱，第一检测面和第二检测面分别指减速器箱的结合面以及待测端面。运行时，首先承载件310托起输送线510送入的减速器箱，随后比对仪210对减速器箱进行检测，最后承载件310将减速器箱放回输送线510。检测头211具有空间上的移动自由度，因此在接触到结合面之后，检测头211能够直接移向待测端面，从而直接测量结合面与待测端面的距离，而无需通过初始位置进行换算。

根据本申请提供的距离测量设备，一方面，采用比对仪210检测减速器箱，由同一个检测头211对不同的采样点进行检测，能够降低误差叠加放大的风险，另一方面，由于标定件410的材料与减速器箱一致，因此标定件410和减速器箱对温度的敏感性基本一致，从而能够通过标定件410在不同温度下的尺寸变化反映减速器箱的尺寸变化，进而通过标定件410补偿减速器箱的热变形对比对仪210的检测结果的影响，距离测量设备能够提高距离测量的准确性。

本申请提供的减速器箱装配线使用本申请提供的距离测量设备，因此相应具有距离测量设备所带来的有益效果。在减速器箱装配线中，距离测量设备可以用于测量第一箱体910和/或第二箱体920。一个第二标定面对应一个待测端面，根据减速器箱的转轴数量，待测端面的数量可能是一个或者多个，因此第二标定面也可以是一个或者多个。

可以理解的是，为了避免标定件410干涉减速器箱在输送线510上的输送，测量工位所在的一段输送线510在第三方向上延伸，标定件410位于输送线510的一侧。距离测量设备还包括机架，比对仪210、承载件310以及标定件410安装在机架上。

参照图1及图2，在减速器箱的装配过程中，第一箱体910和第二箱体920通常以开口朝上的方式摆放，输送线510通常在水平方向上布置，因此在图1及图2所对应的实施例中，检测方向以及第一方向均指竖直方向（也就是Z方向）。在另外一些可能的实施例中，根据第一箱体910和第二箱体920的摆放方式，检测方向也可能指其它方向，根据输送线510的布置方式，第一方向同样可能指其它方向。

此外，在图1及图2所对应的实施例中，第二方向指X方向，第三方向指Y方向。

标定件410的形状可以采用不同的设计。考虑到形状在一定程度上也会影响到第一标定面和第二标定面的热变形幅度，因此理论上以尺寸与理论尺寸一致的减速器箱作为标定件410能够取得更好的标定效果。但是这种理想的减速器箱加工难度较大，损坏后不易替代，因此难以满足大批量流水线装配中的标定需求。为了平衡标定效果以及可行性，在一些实施例中，标定件410包括第一标定柱411和第二标定柱412，第一标定柱411的端面作为第一标定面，第二标定柱412的端面作为第二标定面。这样一方面方便单独替换第一标定面或第二标定面，另一方面采用圆柱形状能够方便加工，提高加工精度。

在一些实施例中，距离测量设备包括第一驱动件420和第一安装座430，标定件410安装在第一安装座430上，第一驱动件420连接第一安装座430，第一驱动件420用于驱动第一安装座430在第二方向上运动，标定件410安装在第一安装座430上。在不需要进行标定时，第一驱动件420使标定件410远离输送线510，降低标定件410意外受损的风险。

参照图1，距离测量设备还包括第一导向件440，第一导向件440在第二方向上延伸，第一安装座430连接第一导向件440，从而确保第一安装座430的运动精度。机架包括第一架体110，第一驱动件420和第一导向件440安装在第一架体110上。第一导向件440可以采用图1中的导轨，在另一些实施例中也可以采用导柱、导槽等设计。

在一些实施例中，距离测量设备包括第二驱动件220和第二安装座230，第二驱动件220连接第二安装座230，第二驱动件220用于驱动第二安装座230在第一方向上运动，比对仪210安装在第二安装座230上。第二驱动件220能够带动比对仪210进行避让，避免干涉减速器箱的输送。

参照图2，距离测量设备包括第二架体120，第二驱动件220安装在第二架体120的顶部，距离测量设备还包括第二导向件240，第二导向件240在第一方向上延伸，第二安装座230连接第二导向件240，从而确保第二安装座230的运动精度。第二导向件240可以采用图2中的导柱，在另一些实施例中也可以采用导轨、导槽等设计。

在一些实施例中，为了提高比对仪210的重复性，减轻惯性作用并降低功耗，比对仪210采用非笛卡尔坐标系结构控制检测头211的运动。例如，参照图2，比对仪210包括第一平台212、第二平台213、伸缩件214，第一平台212安装在第二安装座230上，检测头211安装在第二平台213上，伸缩件214通过万向接头连接在第一平台212和第二平台213之间。第一平台212和第二平台213之间连接3组伸缩件214，通过伸缩件214的伸缩控制检测头211在空间上运动。

参照图2，在一些实施例中，距离测量设备包括第三驱动件320，第三驱动件320用于驱动承载件310在第一方向上运动，以托起或释放位于输送线510上的检测目标。距离测量设备还包括第三导向件330，第三导向件330在第一方向上延伸，承载件310连接第三导向件330，从而确保承载件310的运动精度。第三导向件330可以采用图2中的导柱，在另一些实施例中也可以采用导轨、导槽等设计。

参照图1，在一些实施例中，减速器箱装配线包括托盘520，托盘520安放在输送线510上，托盘520用于承载减速器箱，托盘520包括第一定位部，承载件310包括第二定位部，第一定位部和第二定位部在第一方向上相对布置。第一定位部和第二定位部相互匹配，使得承载件310能够准确定位托盘520。

为了让承载件310能够顺利穿过输送线510，在一些实施例中，输送线510包括输送辊511，两组输送辊511相对布置，两组输送辊511之间形成用于承载件穿过的避让区域。

根据本申请提供的减速器箱选垫方法，使用本申请提供的减速器箱装配线。

参照图3，减速器箱选垫方法包括以下步骤：

步骤S100：接收减速器箱；

步骤S200：比对仪210测量标定件410，记录第一实际距离；

步骤S300：比对仪210测量减速器箱，记录第二实际距离；

步骤S400：根据理论距离、第一实际距离以及第二实际距离，计算并记录垫片厚度；

步骤S500：送出减速器箱。

根据本申请提供的减速器箱选垫方法，通过使用标定件410对比对仪210进行标定，能够补偿因温度变化而产生的测量误差，使得垫片的选用更加准确合理，从而提高减速器箱的产品质量。在减速器箱装配线中，重复步骤S100至步骤S500，从而依次测量经过测量工位的各个减速器箱。

可以理解的是，如果每一次测量时都进行一次标定，能够保证厚度计算的准确度最佳，但是会影响到减速器箱装配线的运行效率。当温度变化不大时，热变形对尺寸的影响在可接受的范围内，因此在一些实施例中，在比对仪210测量标定件410时，记录标定环境温度，响应于当前环境温度与标定环境温度的差值超出设定范围，比对仪210重新测量标定件410，更新第一实际距离。也就是说，在步骤S200之前增加判断步骤，当满足设定条件时跳过步骤S200，提高减速器箱装配线的运行效率。判断步骤可以位于步骤S100和步骤S200之间，也可以位于步骤S100之前。一般来说，设定范围可以采用±2℃以平衡测量精度和运行效率，此外也可以采用±1℃或者±5℃。

理论距离、第一实际距离以及第二实际距离可以分别定义为L₁、L₂、L₃，步骤S400中，可以采用不同的计算方式计算垫片厚度。

例如在一些实施例中，直接以L₃和L₂的差值作为垫片厚度。或者在另一些实施例中，根据理论温度、当前温度、L₁、L₂推算出减速器箱的变形系数，构建映射变形系数的数据表，根据当前标定时测得的L₂和L₃以及数据表的内容计算出在理论温度下减速器箱的结合面以及待测端面的距离L₄，以L₄和L₁的差值作为垫片厚度。数据表可以储存在存储器中，通过控制器进行调用以并输出结果，也可以采用人工查找纸质数据表或者电子文档的方式调用并输出结果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本申请的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种距离测量设备，其特征在于，包括：

比对仪，所述比对仪包括检测头；

承载件，所述承载件在第一方向上与所述比对仪相对布置，所述比对仪和所述承载件之间形成用于穿过输送线的区域，所述输送线用于输送检测目标；

标定件，所述标定件在第二方向上位于所述比对仪的一侧，所述标定件用于标定所述比对仪，所述标定件包括第一标定面和第二标定面，所述第一标定面和所述第二标定面垂直于检测方向，所述第一标定面和所述第二标定面的距离等于所述检测目标的第一检测面与第二检测面的理论距离，所述标定件的材料与所述检测目标的材料相同，以补偿所述检测目标的热变形。

2.根据权利要求1所述的距离测量设备，其特征在于，所述标定件包括第一标定柱和第二标定柱，所述第一标定柱的端面作为所述第一标定面，所述第二标定柱的端面作为所述第二标定面。

3.根据权利要求2所述的距离测量设备，其特征在于，所述距离测量设备包括第一驱动件和第一安装座，所述标定件安装在所述第一安装座上，所述第一驱动件连接所述第一安装座，所述第一驱动件用于驱动所述第一安装座在所述第二方向上运动，所述标定件安装在所述第一安装座上。

4.根据权利要求1所述的距离测量设备，其特征在于，所述距离测量设备包括第二驱动件和第二安装座，所述第二驱动件连接所述第二安装座，所述第二驱动件用于驱动所述第二安装座在所述第一方向上运动，所述比对仪安装在所述第二安装座上。

5.根据权利要求1所述的距离测量设备，其特征在于，所述距离测量设备包括第三驱动件，所述第三驱动件用于驱动所述承载件在所述第一方向上运动，以托起或释放位于所述输送线上的所述检测目标。

6.一种减速器箱装配线，其特征在于，所述减速器箱装配线包括输送线和权利要求1至5任一项所述的距离测量设备，所述输送线包括测量工位，所述距离测量设备位于所述测量工位。

7.根据权利要求6所述的减速器箱装配线，其特征在于，所述减速器箱装配线包括托盘，所述托盘安放在所述输送线上，所述托盘用于承载减速器箱，所述托盘包括第一定位部，所述承载件包括第二定位部，所述第一定位部和所述第二定位部在第一方向上相对布置。

8.根据权利要求7所述的减速器箱装配线，其特征在于，所述输送线包括输送辊，两组所述输送辊相对布置，两组所述输送辊之间形成用于承载件穿过的避让区域。

9.一种减速器箱选垫方法，其特征在于，所述减速器箱选垫方法使用权利要求6-8任一项所述的减速器箱装配线，所述减速器箱选垫方法包括以下步骤：

接收减速器箱；

比对仪测量标定件，记录第一实际距离；

所述比对仪测量所述减速器箱，记录第二实际距离；

根据理论距离、所述第一实际距离以及所述第二实际距离，计算并记录垫片厚度；

送出所述减速器箱。

10.根据权利要求9所述的减速器箱选垫方法，其特征在于，在所述比对仪测量所述标定件时，记录标定环境温度，响应于当前环境温度与所述标定环境温度的差值超出设定范围，所述比对仪重新测量所述标定件，更新所述第一实际距离。