CN101464127B - 机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法及其测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械产品腔体深度的或端面间隙测量方法及其该方法所使用的测量装置，测量方法如下：固定被测量产品→确定一个对比基准面→建立一个对比参考面→建立对比参考数据→电子测头与所测端面之间布置一块平面盘片→平面盘片底面紧贴在产品端面→电子测头获取测量数据信号→微电脑中的对比参考面的对比参考数据进行计算，并将测量结果显示在显示屏上；测量装置，主要由工作台、工件夹具座、竖壁架、电气控制机构、测量组件组成，所述的测量组件设置在工件夹具座的上方，所述的测量组件包括固定块、电子测头；测量一次就很靠近其最小值，且测量数据准确，测量效率高。

Description

机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法及其测量装置

技术领域：

本发明涉及机械产品一种检测装置，具体讲是一种机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法及该方法所使用的测量装置。

背景技术：

随着机械加工技术和加工精度的不断提升，及业内对产品精度提出了越来越高的要求，这也自然地对测量技术也提出了更高的要求。对一些高精度要求、影响安全性能的产品，对每一件产品都有需要进行在线检测。比较典型的例子是，机油泵泵腔深度及泵腔匹配转子后端面与泵腔端面的间隙尺寸的控制。机油泵泵腔深度的测量，其测量的目的是根据所测深度来选择匹配的转子，使转子装入泵腔内恰到好处；而装入转子后，转子的后端面与泵腔端面之间的间隙值必需符合规定值，间隙过大，油量流入大，容易使转子产生卡滞现象，间隙过小，转子会产生空转，且供油不足，使机件产生干性磨擦，因此，转子后端面与泵腔端面之间的间隙值的大小对油泵的综合性能起着关键作用，为了保证该尺寸，需要对泵腔深度和匹配转子后端面与泵腔端面之间的间隙进行100％的检测，以控制产品质量符合技术标准要求。

现有的测量机械产品的腔体深度和匹配转子后端面与泵腔端面之间的端面间隙的常用测方法是一种类似三坐标测量的方法：在基准对比面上测取若干点，以此建立一个对比参考面，然后在所需测量的腔体或端面上测量若干点，计算得出腔体或端面上各点到对比参考面的距离；这种测量方法的特点是，所测量的点数越多，所测值越接近真值(腔体深度或端面间隙的最小值)。但是，在实践中永远无法实际测得这个极值。也就是说，现有的检测方法和检测工具所检测的结果不能满足业内对产品精度提出的越来越高的要求，而且其检测工作效率较低。为此，需要一种高效、准确的测量方法和检测工具，对腔体深度和匹配转子后端面与泵腔端面间隙进行在线检测，以保障产品达到或优于各项技术指标和高精度度的性能要求。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是，提供一种高效、准确的机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法及该方法所使用的测量装置。

为达上述目的，本发明的技术解决方案的基本思路是：在测头与被测平面之间布置一个盘片，盘片的上下两个平面的平面度需要得到高度保证；由“三点确定一个平面”的原理而得知，当盘片与紧贴腔体底面时，即盘片接触到了腔体底面的三处最高点，所测并换算后的盘片与对比参考面的距离就是腔体的最小深度；比如，在油泵制造过程中，需要严格保证转子上端面与泵体大平面之间的间隙值，尤其是要保证间隙值的最小值不能小于规定数值，否则会导致转子被卡滞，引起严重的后果；测量分为二个步骤，先测量泵体齿腔的深度，根据所测深度来选择匹配的转子，然后测量转子与泵体基准对比面之间的间隙值。在测量泵体齿腔的深度时，为了测得泵体齿腔的最高点到泵体端面的距离，需要应用盘片；而在测量转子与泵体基准对比面之间的间隙值时，因为已经装入了转子，而转子就相当于盘片。通过这种方法，可以快速、精确地测出腔体底面到基准对比面的最小距离以及转子与泵体基准对比面之间的间隙值。

在上述的基本思路的指导下，本发明的技术解决方案是，提供一种机械产品腔体深度的或端面间隙的测量方法及该方法所使用的测量装置。

一种机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法，其步骤如下：

1、首先将被测量产品固定在工作台上；在工作台上安装有被测产品夹具座。

2、在被测产品上确定一个对比基准面；即在被测产品上选定一个用于作对比的端平面，该端平面应该与被测的腔体的底面或端面在同一侧方向，相互之间有高低之分。

3、以对比基准面为基准，建立一个对比参考面；即设定一个对比参考面的盘片，该盘片即为对比参考面。

4、对对比参考面设定对比数据值，如，可设定X、Y、Z坐标值，并将所设定的对比数据值输入微电脑控制系统，在微电脑中建立对比参考数据值。

5、建立被测腔体底面或端面的测量盘片；测量盘片的形状、大小与被测的腔体底面或端面基本一致。

6、将对比参考面盘片和测量盘片安装在测件固定块内。

7、在测量盘片的顶面布置多个电子测头，电子测头前端头顶在测量盘片上，电子测头的后端与微电脑控制系统相连接。

8、将测量盘片底面紧贴在被测产品的腔体底面或端面上，同时对比参考面的盘片也紧贴在被测产品上的对比基准面上。

9、多个电子测头通过紧贴在被测产品的腔体底面或端面上的测量盘片获取测量数据，并将所测量的数据信号返馈给微电脑控制系统。

10、微电脑控制系统将所测量的数据及预先输入在微电脑中的对比参考面的对比参考数据值进行数据处理，并将数据处理结果显示在显示屏上，显示在显示屏上的数据即为所测量的结果数据。

一种机械产品腔体深度的或端面间隙的测量方法所使用的测量装置，主要由工作台、工件夹具座、竖壁架、电气控制机构、测量组件组成，所述的电气控制机构包括微电脑、电子信息传递和控制系统、气缸、气路控制系统，所述的工件夹具座设置在工作台上，所述的测量组件设置在所述竖壁架上并处在工作台上的工件夹具座的上方，所述的竖壁架与所述的测量组件之间设置有轨道移动机构，所述的测量组件包括固定块、电子测头，其特点是：所述的测量组件上还设置有测件固定块、对比参考面盘片和测量盘片，所述的测件固定块与固定块为固定连接，所述的对比参考面盘片和测量盘片与所述的测件固定块为活动连接，所述的电子测头的前端头部与测量盘片的上端面为点接触。

与现有技术相比，本发明机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法及该方法所使用的测量装置具有以下优点：

本发明测量方法所涉及的和测量装置所设置的工件夹具座，主要是为固定被测工件，方便检测；本发明测量方法所涉及的和测量装置所设置的测量组件包括固定块、电子测头，而测量组件上设置有测件固定块、对比参考面盘片和测量盘片，是本发明的关健创新之处，设置对比参考面盘片，主要是为了测量盘片所测量的数据与其进行对比计算，以此计算所测的腔体的深度或所测端面与端面之间的间隙值。在测量端面间隙或者腔体的最小深度时，使用若干盘片，测量出盘片与对比参考面之间的相对距离，由此取代传统的直接用单个或多个测头测量一个端面或腔体底面到基准面的距离，因为该种方法是无法实际测出最高点的深度值；而本发明的这种设计，测量一次就基本上很靠近其最小值，且测量数据准确，测量效率高。

作为改进，所述的对比参考面盘片和测量盘片与所述的测件固定块的活动连接，是在所述的对比参考面盘片与所述的测件固定块之间，连接有二个或三个套有弹簧的螺栓，螺栓的上端活动式插接在测件固定块的孔中，螺栓的下端固定在对比参考面盘片上，在所述的测量盘片与所述的测件固定块之间，连接有二个或三个套有弹簧的螺栓，螺栓的上端活动式插入在测件固定块的孔中。这种结构设置主要是因为对比参考面盘片至基准对比面的距离及各个测量盘片所测端面的深度不同，而测量组件上的对比参考面盘片和各个测量盘片要对各端面同时进行检测，在螺栓套有弹簧，就使得对比参考面盘片和各个测量盘片上的螺栓上的弹簧压缩量不同，距离短的其弹簧压缩量就大些，距离远的，其弹簧压缩量就小些。这样，对比参考面盘片和各测量盘片都能与各所测的端面能紧密相贴，而不会出现悬空的现象，保证了所测数据的准确性。

作为改进，所述的测量盘片设置为多块。在进行测量时，对不同的被测面进行同时测量，多个测头同时接触多个不同的被测面，并读取测量数据，快速完成对测量端面间隙或者腔体的深度的测量。

作为改进，所述的测量盘片为二块。这种设置可以同时测量工件的二个被测端面，以节省测量工时，提高测量工作效率。

作为改进，所述的电子测头在每个测量盘片上设置为三个。三个测头可以直接测得三个数值，而这三个值即为对应的腔体底面到基准对比面的三个最小深度值；根据测得的腔体深度值，来选择厚度合适的转子进行匹配，根据测得的转子后端面与对比基准面的间隙值，可以确定转子后端面与对比基准面之间的间隙符不符合技术要求。

作为改进，所述三个电子测头设置为等距离圆弧布置，每个等距离圆弧为120°。这种设置，以120°分布的测头，使所测的数据更具代表性，系统可以根据所测得的三个值，从而判定所测腔体的深度，来选择匹配的转子，若是已装配了转子，根据所测得的三个值，从而判定所装配的转子是否合格。

作为改进，所述的测量组件与所述的竖壁架之间设置有轨道移动机构。这种结构，能使测量组件上下自由地移动，并能快速而又准确地将测量盘片覆盖到所需要测量的端面上，检测工作效率高。

作为改进，所述的竖壁架的前面下端设置有定位块。设置定位块，主要是防止测量组件过度下移，避免将测量盘片和测头压坏。

附图说明：

图1为本发明中的机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法所使用的测量装置主视示意图。

图2本发明中的机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法所使用的测量装置侧视示意图；

图3为本发明中的机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法所使用的测量装置中的对比参考面盘片与测量盘片平面示意图。

图中所示：1、工作台、11、工件夹具座，12、标准校正盘，13、轨道移动机构I，2、竖壁架，21、轨道移动机构II，22、定位块，3、测量组件，31、固定块，32、测件固定块，33、电子测头，34、对比参考面盘片、35、测量盘片。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法及其该方法所使用测量装置作进一步说明：

一种机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法，其步骤如下：

1、首先将被测量产品固定在工作台上；在工作台上安装有被测产品夹具座。

2、在被测产品上确定一个对比基准面；即在被测产品上选定一个用于作对比的端平面，该端平面应该与被测的腔体的底面或端面在同一侧方向，相互之间有高低之分。

3、以对比基准面为标准，建立一个对比参考面；即设定一个对比参考面的盘片，该盘片即为对比参考面。

4、对对比参考面设定对比数据值，如，可设定X、Y、Z坐标值；并将所设定的对比数据值输入微电脑控制系统，在微电脑中建立对比参考数据值。

5、建立被测腔体底面或端面的测量盘片；测量盘片的形状、大小与被测的腔体底面或端面基本一致。所谓基本一致，其相差在1mm内。

6、将对比参考面盘片和测量盘片安装在测件固定块内。

7、在测量盘片的顶面布置多个电子测头；电子测头前端头顶在测量盘片上，电子测头的后与微电脑控制系统相连接。

8、将测量盘片底面紧贴在被测产品的腔体底面或端面上，同时对比参考面的盘片也紧贴在被测产品上的对比基准面上。

9、多个电子测头通过紧贴在被测产品的腔体底面或端面上的测量盘片获取测量数据，并将所测量的数据信号返馈给微电脑控制系统。

10、微电脑控制系统将所测量的数据及预先输入在微电脑中的对比参考面的对比参考数据值进行数据处理，并将数据处理结果显示在显示屏上，显示在显示屏上的数据即为所测量的结果数据。

一种机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法所使用的测量装置

图1图2所示，一种机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法所使用的测量装置，主要由工作台1、工件夹具座11、竖壁架2、电气控制系统、测量组件3组成。电气控制系统包括PLC电子信息传递和控制机构、气路控制机构；工件夹具座11设置在工作台1上。测量组件3设置在竖壁架2上并处在工作台上1的工件夹具座11的上方，测量组件3可上下移动，测量组件包括固定块31、电子测头33。其特点是：所述的测量组件上还设置有测件固定块32、对比参考面盘片34和测量盘片35，见图3。测件固定块II 32与固定块31为固定连接。对比参考面盘片34和测量盘片35与测件固定块32为活动连接。测量盘片35的形状、大小与所需要测量的工件端面的形状、大小为一致。电子测头33的前端头部与测量盘片35的上端面为点接触。

所述的对比参考面盘片34和测量盘片35与所述的测件固定块32的活动连接，是指在所述的对比参考面盘片34与所述的测件固定块32之间，以及在所述的测量盘片35与所述的测件固定块32之间，分别连接有二个或三个套有弹簧的螺栓，本实施例设置为三个，各个螺栓的上端活动式插入在测件固定块的孔中，各个螺栓的下端分别固定在对比参考面盘片34上和测量盘片35上。

所述的测量盘片35设置为多块。本实施例设置为二块。这种设置可以同时测量工件的二个被测平面，以节省测量工时，提高测量工作效率。

所述的电子测头33在每个测量盘片35上设置为三个。三个电子测头可以直接测得三个数值，而这三个值即为对应的腔体底面到参考平面的三个最小深度值；根据测得的腔体深度值，来选择厚度合适的转子进行匹配，根据测得的转子后端面与对比基准面的间隙值，可以确定转子后端面与对比基准面之间的间隙符不符合技术要求。

所述三个电子测头33之间设置成相同的隔间，每个间隔为120°。这种设置，以120°分布的测头，使所测的数据更具代表性，系统可以根据所测得的三个值，从而判定所测腔体的深度，来选择匹配的转子，若是已装配了转子，根据所测得的三个值，从而判定所装配的转子是否合格。

所述的测量组件3与所述的竖壁架2之间设置有轨道移动机构II 21。这种结构，能使测量组件3上下自由地移动，并能快速而又准确地将测量盘片35覆盖到所需要测量的端面上，检测工作效率高。

所述的竖壁架2的前面下端设置有定位块22。设置定位块22，主要是防止测量组件3过度下移，避免将测量盘片35和电子测头33压坏。作为改进，所述的测量盘片设置为多块。其中一块为对比参考面盘片，其他为测量盘片，在进行测量时，对不同的被测面进行同时测量，多个测头同时接触多个不同的被测面，并读取测量数据，快速完成对测量端面间隙或者腔体的深度的测量。

所述的机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法所使用的测量装置，还包括一个标准校正盘12。标准校正盘12主要用来每次测量前对测量组件3中的测量盘片35进行校验，以保正检测结果的准确性。

所述的工作台1上还设置有轨道移动机构I 13，所述的标准校正盘12和所述的工件夹具座11安装在所述的轨道移动机构I 13上。这种设置，主要是方便在检测时，先进行测量校正，校正后通过轨道移动装置13将标准校正盘12移开，并将置在工件夹具座11上的被检测的工件移置在测量组件3下方进行检测。

Claims (8)

1.一种机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法，其步骤如下：

(1)、首先将被测量产品固定在工作台上；

(2)、在被测产品上确定一个对比基准面；

(3)、以对比基准面为基准，建立一个对比参考面；

(4)、对对比参考面设定对比数据值；

(5)、建立被测腔体底面或端面的测量盘片；

(6)、对比参考面盘片和测量盘片安装测件固定块内；

(7)、在测量盘片的顶面布置多个电子测头；

(8)、将测量盘片底面紧贴在被测产品的腔体底面或端面上；同时也将对比参考面的盘片紧贴在被测产品上的对比基准面上；

(9)、电子测头通过紧贴在被测产品的腔体底面或端面上的测量盘片获取测量数据，并将所测量的数据信号返馈给微电脑控制系统；

(10)、微电脑控制系统将所测量的数据及预先输入在微电脑中的对比参考面的对比参考数据值进行数据处理，并将数据处理结果显示在显示屏上。

2.一种权利要求1所述的机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法所使用的测量装置，主要由工作台(1)、工件夹具座(11)、竖壁架(2)、电气控制机构、测量组件(3)组成，所述的工件夹具座(11)设置在工作台(1)上，所述的测量组件(3)设置在所述竖壁架(2)上并处在工作台上(1)的工件夹具座(11)的上方，所述的竖壁架(2)与所述的测量组件(3)之间设置有轨道移动机构II(21)，所述的测量组件包括固定块(31)、电子测头(33)，其特征在于：所述的测量组件上还设置有测件固定块(32)、对比参考面盘片(34)和测量盘片(35)，所述的测件固定块(32)与固定块(31)为固定连接，所述的对比参考面盘片(34)和测量盘片(35)与所述的测件固定块(32)为活动连接，所述的电子测头(33)的前端头部与测量盘片(35)的上端面为点接触。

3.如权利要求2机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法所使用的测量装置，其特征在于：所述的对比参考面盘片(34)和测量盘片(35)与所述的测件固定块(32)的活动连接，是指在所述的对比参考面盘片(34)与所述的测件固定块(32)之间，以及在所述的测量盘片(35)与所述的测件固定块(32)之间，分别连接有二个或三个套有弹簧的螺栓，各个螺栓的上端活动式插入在测件固定块(32)的孔中，各个螺栓的下端分别固定在所述的对比参考面盘片(34)上和所述的测量盘片(35)上。

4.如权利要求2所述的机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法所使用的测量装置，其特征在于：所述的测量盘片(35)设置为多块。

5.如权利要求4所述的一种机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法所使用的测量装置，其特征在于：所述的测量盘片(35)设置为二块。

6.如权利要求2所述的一种机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法所使用的测量装置，其特征在于：所述的电子测头(33)在每个测量盘片(35)上设置为三个。

7.如权利要6所述的一种机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法所使用的测量装置，其特征在于：所述三个电子测头(33)设置成等距离圆弧布置，所述的等距离圆弧为120°。

8.如权利要求2所述的一种机械产品腔体深度或端面间隙的测量方法所使用的测量装置，其特征在于：所述的竖壁架(2)的前面下端设置有定位块(22)。

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