[发明专利]一种基于灰关联评估的凸轮轮廓检测装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于自动化检测技术领域，涉及到一种基于灰关联评估的凸轮轮廓检测装置及其方法，可适用于不同形状凸轮的轮廓检测和分拣。

背景技术

凸轮的轮廓检测与分拣是凸轮生产中的关键环节，凸轮的轮廓及其形状决定了凸轮所在的机械结构的运动方式和工作原理，因此对生产出来的凸轮进行轮廓检测，判断并分拣出轮廓合格的凸轮显得尤为重要。目前，生产企业对凸轮轮廓的检测采用的是人工辅助与检测设备协同的半自动方式。其具体过程为：用接触式检测设备测出凸轮的相位角和升程之间的关系曲线，根据目测特性曲线(相位角-升程的关系曲线)的特征点的方式，来判断凸轮的轮廓是否满足要求。显然，这种半自动的检测方式周期长，而且人工误判和人为观察误差对凸轮筛选影响很大，同时，接触式测量容易破坏精密凸轮的表面结构，不适合凸轮的高效检测和分拣。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于灰关联评估的凸轮轮廓检测装置及其方法。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

一种基于灰关联评估的凸轮轮廓检测装置，包括：基座、安装架、皮带运输机、光电开关、旋转气缸、滑台气缸、滑台、薄型气缸、导轨、旋转平台、气浮导轨、激光位移传感器、伺服电机、精密转台、激光位移传感器支架、主工作台、被测凸轮。

在基座上分别设置有安装架、皮带运输机、主工作台，所述的主工作台设置在基座的几何中心上，安装架垂直固定安装在基座上，所述的安装架自上而下分别安装有滑台气缸、导轨、旋转气缸和光电开关，所述的导轨与安装架相互垂直，导轨上安装有滑台，滑台气缸设置在导轨的两根轨道之间，滑台气缸的输出轴与滑台连接，控制滑台的水平运动，薄型气缸通过螺钉连接固定在滑台上，薄型气缸的输出轴末端与精密转台固定连接，控制精密转台的水平方向运动，旋转气缸通过螺钉连接固定在安装架上；所述的旋转气缸的输出轴与旋转平台通过螺纹连接固定，控制旋转平台的圆周运动，光电开关通过螺纹连接固定在安装架上，光电开关的检测端位于旋转平台的正下方；旋转平台通过中轴嵌套的方式与主工作台的一侧连接，能够使旋转平台围绕旋转气缸的输出轴实现圆周转动，精密转台安装在主工作台的气浮导轨上，所述的精密转台的分度精度为±1″,所述的气浮导轨贯穿旋转平台和主工作台，使所述的精密转台能通过气浮导轨分别在旋转平台和主工作台之间往复直线运动。伺服电机安装在精密转台上，被测凸轮通过嵌套的方式套在伺服电机的输出轴上，所述的伺服电机用于控制被测凸轮的圆周运动；所述的主工作台的另一侧通过螺钉连接方式固定激光位移传感器支架，所述的激光传感器支架上水平安装激光位移传感器，激光位移传感器正对着主工作台的中心轴安装且正对着精密转台，激光位移传感器能够在激光位移传感器支架的垂直方向上进行上下运动，用于调节激光位移传感器的高度。皮带运输机安装在旋转平台的正下端，顺时针传输用于传送不合格的被测凸轮，逆时针传输用于传送合格的被测凸轮。

本发明一种基于灰关联评估的凸轮轮廓检测方法，具体包括以下步骤：

步骤一：设置凸轮合格的相位角-升程曲线的特征点参数序列、灰色绝对关联度ε_ij，所述的凸轮合格的相位角-升程曲线的特征点参数序列和灰色绝对关联度ε_ij初值的设置由凸轮的形状决定。

通过上位机导入性能合格的凸轮相位角-升程曲线的特征点序列，取相位角度序列为X₀＝(x₀(1),x₀(2),x₀(3),…,x₀(n))，则与相位角对应的凸轮升程序列为P₀＝(p₀(1),p₀(2),p₀(3),…,p₀(n))。分别将相位角序列X₀、凸轮升程序列P₀和厂家要求的灰色绝对关联度ε_ij导入到上位机控制界面的参数输入端；

步骤二：将被测的凸轮套在精密转台的安装轴上，调节激光位移传感器在激光位移传感器支架上的位置，使激光位移传感器正对被测的凸轮；启动伺服电机以1°/s的角速度沿顺时针转动一周，同时，激光位移传感器实时检测被测凸轮轮廓边缘到激光位移传感器之间的直线距离，所述的被测凸轮轮廓边缘到激光位移传感器之间的直线距离即为升程。

步骤三：上位机实时检测并保存被测的凸轮相位角-升程曲线及其特征点序列