CN103134404A - 用于检测工件的尺寸精确性的测量装置以及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于检测工件的尺寸精确性的测量装置以及测量方法。测量装置包括承载元件（1）以及至少两个相互间以间距（a）布置在承载元件（1）上的支撑元件（2、3），其中支撑元件（2、3）相互间的间距（a）可以改变，从而调节基准长度，所述测量装置还包括测量单元（4）用于检测工件的长度尺寸与预调节的基准长度的偏差。按本发明所述承载元件（1）的至少一部分由碳纤维增强的合成材料制成。此外，本发明涉及一种按本发明的测量装置的优选使用方法以及在使用按本发明的测量装置时用于检测工件的尺寸精确性的测量方法。

Description

用于检测工件的尺寸精确性的测量装置以及测量方法

技术领域

本发明涉及一种用于检测工件的尺寸精确性的测量装置以及测量方法，其中工件优选具有外直径和/或内直径，其外直径和/或内直径的尺寸精确性有待检测或者说测量。

背景技术

例如由WO 90/00246 A1公开了上述类型的测量装置。其尤其用于在数量上测量车厢轴线或者说轴线直径，从而能够在形成这种轴线时确定可能的公差超出。为此使用的装置具有拱形的框架，该框架可以如此围绕轴线的外直径放置，使得其靠在三个接触点上。所述接触点通过固定在框架上的箍形成。至少一个箍不是位置固定地固定在框架上并且另一个可以调节，从而能够进行预调节。此外，所述装置具有用于检测工件温度的第一温度传感器以及用于检测测量装置尤其框架的温度的第二温度传感器。根据温度以及各个所使用的材料的膨胀系统可以改变工件以及测量装置的尺寸并且相应地产生不怎么有说服力的测量结果。因此，可以根据相应的周围环境温度、工件温度和/或测量装置温度强力地散播所述测量结果。

在WO 90/00246 A1的测量装置中，在测量时考虑通过温度传感器测量的温度，方法是在考虑材料的相应的膨胀系统的情况下在值方面设置所测量的值，所述值存在于标准基准温度中。为了进行相应的分析，通过线路将温度传感器与计算机连接，该计算机优选布置在所述装置本身上。所描述的装置应该以这种方式实现物体的温度标准化的尺寸的求得。

为了确定两个物体例如车轮轴线和用于容纳车轮轴线的轴承在其直径方面是否相互配合，WO 90/00246 A1还提出了一种用于确定内直径的装置。该装置代替拱形的框架具有带有外圆周侧布置的箍的圆盘形的基体，从而可以将其置于与工件的内周面的抵靠之中。

发明内容

从前面所述的情况出发，本发明的任务是说明一种用于检测工件的尺寸精确性的测量装置和测量方法，其操作或者说应用简单并且同时产生可靠的结果。

所述任务一方面通过具有权利要求1所述特征的测量装置得到解决，另一方面通过具有权利要求9所述特征的测量方法得到解决。本发明的有利的改进方案分别在从属权利要求中进行说明。

所提出的用于检测工件的尺寸精确性的测量装置包括承载元件以及至少两个相互隔开布置在承载元件上的支撑元件，其中支撑元件相互间的间距可以改变从而调节基准长度。此外，所述测量装置包括用于检测工件的长度尺寸与预调节的基准长度之差的测量单元。按本发明，所述承载元件的至少一部分由碳纤维增强的合成材料制成。

由碳纤维增强的合成材料制成的物品具有以下优点，即其尺寸在温度波动时仅仅不明显地变化。这归因于碳纤维增强的合成材料的几乎为零的膨胀系数。所述材料的其它优点在于，其由于纤维增强而具有较高的机械强度并且同时具有很小的重量。

材料的优点传递到由此制成的部分或者说承载元件上，使得其突出之处在于很小的温度敏感性、较高的机械强度以及很小的重量。因为所述承载元件用于调节支撑元件相互间的间距，所以会使得一次性调节的间距-独立于相应的周围温度-很大程度上保持恒定。由于材料选择，承载元件的由热引起的长度变化小得可忽略。此外，承载元件的较高的机械强度实现了支撑元件相互间特别大的间距的调节，而不存在变形的危险，尤其承载元件的弯曲。因此，甚至在有待消除的较大的间距中确保了预调节的保持相同的间距。通过较小的重量再简化测量装置的操作。

上面所述的优点单独地以及相互组合地提高了测量精度并且实现了可靠的检测结果。

根据本发明的优选实施方式，承载元件的由碳纤维增强的合成材料制成的部分构造成管状的。通过管状提高了承载元件的机械强度尤其刚度。同时，可以相对于整体轮廓进一步降低重量。由碳纤维增强的合成材料制成的部分优选涉及承载元件的跨间距并且由此承载的部分，使得所述部分的改善的机械强度对测量装置的强度以及稳定性产生积极影响，从而实现所希望的较高的测量精度。

碳纤维增强的合成材料视作特别有利的，该材料具有交叉的并且/或者布置在多个层中的碳纤维。所述纤维的定向应该基本上相应于载荷方向，因为所述纤维通常沿着纤维方向承载。通过交叉并且/或者布置在多个层中的纤维可以进一步提高纤维的增强作用。

所述支撑元件优选由金属制成，尤其由轻金属例如铝制成。然而也可以使用合成材料。

进一步优选的是，可以沿着承载元件的纵轴线移动至少一个布置在承载元件上的支撑元件。通过沿着承载元件的纵轴线移动支撑元件可以调节支撑元件相对于至少一个另外的支撑元件的间距。为了轴向移动支撑元件可以在承载元件上设置引导件或者承载元件本身用作引导件。

此外提出，至少一个布置在承载元件上的支撑元件具有能够靠在工件上的接触元件，该接触元件为了点接触工件而优选构造成销状、球状或部分球状的。能够靠在工件上的接触元件简化了测量装置的操作，因为-如后面根据按本发明的测量方法还要示出地-所述接触元件简化了测量装置的对准。如果还在使用多点按压方法下进行测量，那么点接触防止测量装置在与工件具有多个接触位置时卡死。

优选能够靠在工件上的另外的接触元件是测量装置的测量单元的组成部分。测量单元的另外的接触元件能够检测与预调节的基准长度的偏差。为此，优选在测量单元的可运动地得到支承的销上构造另外的接触元件。所述测量单元优选计数器可以固定地或者可松开地与支撑元件连接。在可松开的连接中在支撑元件上设置用于测量单元的插口。可松开的连接具有以下优点，即能够更换测量单元或者与其它测量装置一起使用。

根据本发明的改进方案，所述支撑元件具有优选构造成销状的并且/或者成对地沿着与承载元件的纵轴线A平行的方向布置在支撑元件上的支承元件。所述支撑元件应该实现测量装置优选在工件端面上平坦的放置。

只要所述测量装置用于检测外直径的尺寸精确性，所述支承元件就优选布置在两个支撑元件的对置的内表面上。所述支撑元件相互间的间距略微大于有待检测的外直径，从而支撑面能够围卡工件。在测量装置用于检测内直径的尺寸精确性时，所述支承元件优选布置在两个支撑元件的相互背对的外表面上并且支撑元件的间距略微小于有待检测的内直径，使得支撑元件能够嵌入内直径中。

为了能够在测量装置靠在工件上之后所述支撑元件的接触元件靠在工件的外直径或者说内直径上，此外位于外表面或者说内表面上的接触元件例如支承元件优选关于承载元件的纵轴线具有比支承元件更大的径向间距。

只要所述支撑元件可松开地固定在承载元件上，那么就可以取下支撑元件并且优选反过来可以再安置上去，从而能够用测量装置检测外直径以及内直径。

有利地在测量装置的承载元件上构造保持柄。由此进一步简化测量装置的操作。尤其实现了可携带的测量装置。此外，当测量装置仅仅握在保持柄上时，使测量装置远离外部影响。所述保持柄可以固定地或者可松开地与承载元件连接。可松开的连接实现了保持柄对准支撑元件相互间间距的中心的取向，从而在携带时在很大程度上使测量装置平衡。

尤其在检测圆柱形或空心圆柱形的工件的外直径或内直径的尺寸精确性时会出现前面所述的优点。因此，还建议使用按本发明的测量装置用于检测圆柱形或空心圆柱形的工件的外直径或内直径的尺寸精确性。测量装置的承载元件的至少一个部分的由于所选择的材料而较高的刚度使得其特别适合于检测或者说测量较大的直径。优选检测或者说测量350mm和3500mm之间的直径，此外优选为400mm和3000mm之间的有待检测或者说测量的外直径或内直径。具有相应直径的工件尤其处于传动技术中。这里例如称作风力发电设备的传动部件。

在使用按本发明的测量装置时用于检测圆柱形或者空心圆柱形的工件的尺寸精确性的测量方法包括以下步骤：

-将测量装置安置到工件上，使得支撑元件的支承元件靠在工件的平坦的端面上，

-通过在支承平面内移动测量装置使得支撑元件的接触元件靠在工件的外周面或内周面上，

-通过在支承平面内围绕贴靠的接触点偏转测量装置直到承载元件的纵轴线与工件的外直径或内直径重叠，将承载元件的纵轴线对准工件的外直径或内直径地取向，

-借助于测量单元检测外直径或内直径与预调节的基准长度的偏差。

为了使测量装置的承载元件的纵轴线与工件的外直径或者说内直径重叠，尝试在支承平面内部围绕回复点的固定贴靠的接触点偏转所述装置，也就是说最大的实际尺寸。如果要寻找回复点并且将测量装置与直径重叠，那么可以进行测量。与额定尺寸的偏差可以作为过度尺寸或不足尺寸示出。为了提高关于交叉的精确性重复所述测量。也就是说，所述测量装置旋转90°并且在重新测量之前重新对准。所述装置的简单的操作实现了大致1分钟的较短的测量时间。

此外优选在测量之前将测量装置的测量单元调节到基准长度上。优选以所谓精通的方式实现预调节。

所述方法可以伴随产品进行使用，使得导致公差超过的制造误差还可以立即修正。此外，在3D测量装置上额外测量工件时降低花费。

此外，局部引起的温度波动根据测量装置相应的使用领域就像对装置或者说方法的测量精度没有影响一样。此外，通过较小的重量可以简单地操作测量装置，由此进一步提高测量精度。

附图说明

本发明的优选实施方式从附图中获得。附图示出：

图1是按本发明的第一测量装置的侧视图，

图2是按本发明的第二测量装置的侧视图，

图3是图1的测量装置的放大的镜像侧视图，以及

图4是图1的测量装置的横截面。

具体实施方式

在图1和2中示出的测量装置分别包括由碳纤维增强的合成材料制成的管状的承载元件1，下面称作承载管，以及两个可移动地布置在其上的由铝制成的支撑元件2、3。所述支撑元件2、3的可移动性实现了支撑元件2、3相互间间距a的调节，其用于预调节基准长度。为了运输测量装置，参照承载管的长度大致在中间布置保持柄8。

所述支撑元件2、3构造成平板状的并且在其自由端部上具有倾斜的导入面10（参见图3和4）。该导入倾斜限制了支撑元件2、3的外壁面或内壁面，所述支撑元件设有接触元件5、6，用该接触元件可以将测量装置靠在工件的内周面或外周面上。所述接触元件5构造成部分球形的并且固定地与支撑元件3连接。所述接触元件6构造成销状的并且是测量单元4的可松开地与支撑元件2连接的组成部分。此外，可移入或者说移出所述接触元件6，从而能够摸索到与预调节的基准长度的偏差。

在所述接触元件5、6与承载管之间，所述支撑元件2、3还具有销状的支承元件7，所述支承元件至少在支撑元件3上成对地并且平行于纵轴线A地进行布置。另外的支撑元件2优选具有仅仅一个支承元件7，从而能够将测量装置平坦地放在工件的端面上。所述支承元件7布置在支撑元件2、3的外表面或者说内表面上，例如接触元件5、6。在此，当所述装置-如图2中所示-用于测量/检测工件的内直径时，涉及支撑元件2、3的外表面。与此相对，当所述装置-如图1中所示-用于测量/检测工件的外直径时，所述支承元件7以及接触元件5、6布置在支撑元件2、3的内表面上。

为了简化支撑元件2、3沿着纵轴线A在承载管上移动，用于容纳承载管的直径具有槽形式的中断11，其使得略微拓宽直径成为可能。为了将支撑元件2、3固定在承载管上，可以借助于致紧机构9这里是横向于槽引导的螺栓使得直径变窄，从而形成支撑元件2、3与承载元件1的传力配合的连接。

附图标记列表

1             承载元件

2             支撑元件

3             支撑元件

4             测量单元

5             接触元件

6             接触元件

7             支承元件

8             保持柄

9             致紧机构

10           导入面

11        中断

Claims (10)

1.用于检测工件的尺寸精确性的测量装置，包括承载元件（1）以及至少两个相互间以间距（a）布置在承载元件（1）上的支撑元件（2、3），其中支撑元件（2、3）相互间的间距（a）能够改变以用于调节基准长度，所述测量装置还包括测量单元（4）以用于检测工件的长度尺寸与预调节的基准长度的偏差，其特征在于，所述承载元件（1）的至少一部分由碳纤维增强的合成材料制成。

2.按权利要求1所述的测量装置，

其特征在于，所述承载元件（1）的由碳纤维增强的合成材料制成的部分构造成管状的。

3.按权利要求1或2所述的测量装置，

其特征在于，至少一个布置在承载元件（1）上的支撑元件（2、3）能够沿着承载元件（1）的纵轴线（A）移动。

4.按上述权利要求中任一项所述的测量装置，

其特征在于，至少一个布置在承载元件（1）上的支撑元件（2、3）具有能够靠在工件上的接触元件（5），该接触元件为了点接触工件而优选构造成销状、球状或者部分球状的。

5.按上述权利要求中任一项所述的测量装置，

其特征在于，能够靠在工件上的另外的接触元件（6）是测量单元（4）的组成部分，其中测量单元（4）优选可松开地与支撑元件（2）连接。

6.按上述权利要求中任一项所述的测量装置，

其特征在于，所述支撑元件（2、3）具有支承元件（7），该支承元件优选构造成销状的并且/或者成对地与纵轴线（A）平行取向地布置在支撑元件（2、3）上。

7.按上述权利要求中任一项所述的测量装置，

其特征在于，在承载元件（1）上构造了保持柄（8），该保持柄优选可松开地与承载元件（1）连接。

8.按上述权利要求这种任一项所述的测量装置的用途，其用来检测圆柱形或者空心圆柱形的工件的外直径或内直径的尺寸精确性，其中工件的外直径或内直径优选在350mm和3500mm之间，此外优选在400mm和3000mm之间。

9.用于在使用按权利要求1到7中任一项所述的测量装置的情况下检测圆柱形或空心圆柱形的工件的尺寸精确性的测量方法，其中该方法包括以下步骤：

-将测量装置安置到工件上，使得支撑元件（2、3）的支承元件（7）靠在工件的平坦的端面上，

-通过在支承平面内移动测量装置将支撑元件（2、3）的接触元件（5）放置到工件的外周面或内周面上，

-通过在支承平面内围绕贴靠的接触点偏转测量装置直到纵轴线（A）与工件的外直径或内直径重叠来使得承载元件（1）的纵轴线（A）对准工件的外直径或内直径地取向，

-借助于测量单元检测外直径或内直径与预调节的基准长度之间的偏差。

10.按权利要求9所述的测量方法，

其特征在于，所述测量装置的测量单元事先调节到基准长度上。

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