[实用新型]用于圆柱体的质量、质心、质偏心检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及到一种质量、质心、质偏心检测系统，尤其适用于对圆柱体构件进行检测。属于计量技术领域。 

背景技术

质量、质心、质偏是零件加工和工件出厂时常需要检测的参数，尤其是圆柱体性质的构件其装填或铸造时的质量特性直接关系到使用效果，有些甚至起着决定性的作用，进行质量、质心和质偏心的检测是确保具有良好的总体性能的必要条件。为此，需要研制适用于圆柱图的质量、质心、质偏心检测设备。质心检测中涉及测量精度和测量基准，目前已有一些类似的算法，如四点法，三点法等，根据传感器承重分析即多支点称重，来获得质心和质偏心等。目前需要一种操作简单，测量准确，并且自动化的实现圆柱体质量、质心、质偏检测的系统。 

实用新型内容

为了检测圆柱形零件的质量、质心、质偏心是否满足设计要求，解决工件使用前的质量特性检测的问题，并且解决自动化操作的问题，提出一种用于圆柱体的质量、质心、质偏心检测系统。 

一种用于圆柱体的质量、质心、质偏心检测系统，包括： 

主控机、数据采集模块、控制接口模块、信号调理电路、电机驱动电路、测距装置、电源模块、升降电机、4个称重传感器、升降台； 

其中，主控机、数据采集模块、信号调理电路、测距装置依次相连；主控机、控制接口模块、电机驱动电路、升降电机、升降台依次相连；称重传感器与信号调理电路相连； 

主控机，用于根据测距装置和称重传感器的测量结果计算被测圆柱体质量、质心、质偏心，以及向其它模块发送控制指令；主控机中具有数据处理软件和人机交互操控平台； 

数据采集模块，用于采集测量数据并进行AD转换； 

控制接口模块，用于向电机驱动电路发送控制指令； 

信号调理电路，用于对测量数据进行预处理，包括放大、滤波操作； 

电机驱动电路，用于根据主控机下达的指令对升降电机进行控制； 

测距装置，用于测量被测圆柱体后端面到测量坐标系中心点的距离；作为优选，测距装置采用光栅尺。 

电源模块，为系统中部分提供所需电源，所述电源模块包括直流电源和交流电源； 

升降电机，用于为升降台提供动力；驱动升降台上升或下降； 

所述4个称重传感器位于升降台下方，并固定在同一个工作平台上，呈矩形布置，并保持该工作平台水平，4个称重传感器安装后应保证接触点位于同一水平面上； 

选取圆柱体轴向上的2个称重传感器中靠近圆柱体后端面的称重传感器P₁作为所述测量坐标系中心点，称重传感器P₁与相邻的两个称重传感器构成XOY直角坐标系即测量坐标系；其中轴向上的2个称重传感器所在直线为Y轴。 

升降台具有承载待检测的圆柱体的托盘，升降台根据主控机发出的指令，在升降电机的作用下使托盘进行升降运动，包括将托盘落在称重传感器上直至与升降台脱离、以及将托盘从称重传感器上升起，且未承载圆柱体时的初始状态下，升降台及其托盘保持水平；作为优选的方案，升降台的托盘两端分别装有V型支架，用于支撑圆柱体并使圆柱体位置稳定，每个V型支架的V型夹角都是90度，并且V型支架可沿圆柱体轴向在托盘上滑动并固定，以适应不同长度圆柱体。进一步地，在每个V型支架的两翼内侧装有滚动轴承，用于支撑圆柱体转动。作为优选，所述升降台采用蜗轮蜗杆结构。 

作为优选，升降台与其托盘之间非固定连接，托盘置于升降台的支撑杆上，在未放置待检测圆柱体的初始状态时，托盘在支撑杆的支撑下稳定地位于升降台以及称重传感器上方并保持水平，当升降台进行下降时，托盘随升降台平稳落于称重传感器上，直至与支撑杆脱离；然后当升降台上升时，支撑杆将托盘从称重传感器上顶起，直至与称重传感器脱离并上升到预定位置。 

作为优选，本测量系统还包括调平机构，用于对称重传感器所在的工作平台、升降台及其托盘进行调整水平操作。 

基于上述系统，一种圆柱体质量、质心、质偏心检测方法，包括如下步骤： 

a)启动电源模块，使系统上电，启动主控机； 

b)升降台在升降电机的驱动下，将其托盘降落在称重传感器上，直至托盘 脱离升降台，4个称重传感器的测量值均输出给信号调理电路，经其调理后，发给数据采集模块，转换为数字信号后发送给主控机，主控机计算各称重传感器测量值之和即为托盘质量p_k，主控机保存p_k值； 

c)升降台在升降电机的驱动下，将托盘升起使其离开称重传感器直至预定位置后停止，等待将待检测圆柱体装夹在托盘上；