CN103134460A - 用于检测孔的侧壁与孔的端面的垂直度的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于检测孔的轴线与孔的端面的垂直度的检测方法，该方法按如下步骤依次进行：a、将检测棒插入孔中，该检测棒的直径与孔的直径相匹配；b、利用三坐标检测仪检测并收集检测棒的位于孔外部的周面上的至少三个检测点的三维坐标值，至少三个检测点位于检测棒的同一圆周上；c、三坐标检测仪通过至少三个检测点的三维坐标值计算出圆周的圆心的三维坐标值；d、三坐标检测仪将圆心的三维坐标值与孔的设计轴线上的对应点的三维坐标值比较，得出圆心在其中两个方向上的偏离值，其中对应点与圆心的在另一个方向上的坐标值相等；e、分析偏离值是否满足设计要求的精度，从而判断孔是否合格。该检测方法能够方便地检测直径尺寸较小的孔。

Description

用于检测孔的侧壁与孔的端面的垂直度的检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测方法，具体地，涉及一种用于检测孔的侧壁与孔的端面的垂直度的检测方法。

背景技术

检具是工业生产企业用于控制产品各种尺寸(例如孔径、空间尺寸等)的简捷工具，检具能够提高生产效率和控制质量，适用于大批量生产的产品，例如车辆的零部件，以替代专业的测量工具。广义上，具备可调、大部分部件可以重复使用的专用尺寸误差检测工具都可以归为检具。检具可以通过适当调整完成对不同型号或产品的检测，具备一对多、占用空间小、材料浪费少的特点。同时，检具通常是模块化结构，制造周期都比较短。

由于检具用于检测零部件的各种尺寸，因此对其自身的尺寸和制造精度要求比较高，检具在制作完成后需要对检具的各方面的精度进行检测(例如，位置、垂直度、线性、圆度等)，确认符合数模设计的要求后方可使用，目前检具精度检测使用最多的仪器是三坐标检测仪，三坐标检测仪可以方便和精确地完成对检具精度的检测。另外，检具上为了安装和定位的方便开有孔，这些孔中存在一些小尺寸的孔(例如直径小于6mm的孔)，由于三坐标检测仪的探头需要具备一定的尺寸，其直径不能过小，使得在检测直径尺寸较小的孔时探头无法进入孔内，不能对孔的侧壁与孔的端面的垂直度进行检测，从而不能完成对检具的精度确认。

因此，需要一种孔(尤其是直径较小的孔)的侧壁与孔的端面的垂直度的检测方法，方便检具的精度检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于检测孔的侧壁与孔的端面的垂直度的检测方法，该检测方法能够方便地检测直径尺寸较小的孔，方法简便易行。

为了实现上述目的，本发明提供一种检测方法，该检测方法用于检测孔的轴线与孔的端面的垂直度，其中，该检测方法按如下步骤依次进行：

a、将检测棒插入孔中，该检测棒的直径与所述孔的直径相匹配；

b、利用三坐标检测仪检测并收集所述检测棒的位于所述孔外部的周面上的至少三个检测点的三维坐标值，所述至少三个检测点位于所述检测棒的同一圆周上；

c、所述三坐标检测仪通过所述至少三个检测点的三维坐标值计算出所述圆周的圆心的三维坐标值；

d、所述三坐标检测仪将所述圆心的三维坐标值与所述孔的设计轴线上的对应点的三维坐标值进行比较，得出所述圆心在其中两个方向上的偏离值，其中所述对应点与所述圆心在另一个方向上的坐标值相等；

e、分析所述偏离值是否满足设计要求的精度，从而判断所述孔是否合格。

优选地，在所述步骤e中，所述设计要求的精度为0.09mm。

优选地，所述检测棒的直径小于所述孔的直径，并且满足以下条件：孔的直径-检测棒的直径＜设计要求的精度/3。

优选地，所述检测棒的表面粗糙度R_a为0.2μm-0.6μm。

优选地，所述检测棒的长度为15mm-20mm。

优选地，在所述步骤a中，所述检测棒的长度的1/4-3/4的部分插入所述孔中。

优选地，所述步骤b至所述步骤e可以重复进行多次。

通过上述技术方案，由于三坐标检测仪的探头的尺寸大于孔的直径，导致探头无法伸入孔内进行检测时，可以采用本发明的检测方法来检测孔的侧壁与孔的端面的垂直度。本发明的检测方法适用于各种孔的垂直度的检测，特别是直径较小(例如直径小于6mm的孔)的圆孔，该检测方法简便易行，并且精确度较高。

其中，检测棒的直径设置为检测棒插入孔中不会发生晃动并且与孔的侧壁贴合，从而金属棒的垂直度直接反映了孔的垂直度。由于三点确定一个圆，检测至少三个检测点以更准确地确定检测点所在圆周的圆心的三维坐标值，使得检测更加准确。将三坐标检测仪计算得出的圆心的三维坐标值与设计轴线进行对比。由于轴线的其中两个方向上的坐标值固定不变(例如，图1中所示为X坐标值和Y坐标值均为固定值)，可以仅比较在该两个方向上的坐标值(即X坐标值和Y坐标值)，从而得出偏离值，其中在另一个方向上的坐标值相等(即Z坐标值)。若偏离值小于设计要求的精确，孔合格；若偏离值大于等于设计要求的精确，孔不合格。同时，两个方向上的偏离值均需要满足设计要求的精度。

该检测方法简便易行，只需操作三坐标检测仪的探头接触检测棒同一圆周上的至少三个检测点即可，从而就可以很直观地从三坐标检测仪上分析出检测结果，解决了小直径孔的垂直度无法检测的问题。其中，三坐标检测仪可以采用海克斯康DELTAHA自动测量仪。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的用于检测孔的侧壁与孔的端面的垂直度的检测方法的检测示意图；以及

图2是本发明的用于检测孔的侧壁与孔的端面的垂直度的检测方法的检测原理图。

附图标记说明

1              孔                  2        检测棒

3              三坐标检测仪        A，B，C  检测点

O              圆心                O’      对应点

X，Y，Z        圆心的三维坐标值

X’，Y’，Z’  对应点的三维坐标值

a              X方向的偏离值

b              Y方向的偏离值

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1和图2所示，本发明的实施方式提供一种检测方法，该检测方法用于检测孔的轴线与孔的端面的垂直度，其中，该检测方法按如下步骤依次进行：

a、将检测棒2插入孔1中，该检测棒2的直径与所述孔1的直径相匹配；

b、利用三坐标检测仪3检测并收集所述检测棒2的位于所述孔1外部的周面上的至少三个检测点A，B，C的三维坐标值，所述至少三个检测点A，B，C位于所述检测棒2的同一圆周上；

c、所述三坐标检测仪3通过所述至少三个检测点A，B，C的三维坐标值计算出所述圆周的圆心O的三维坐标值X，Y，Z；

d、所述三坐标检测仪3将所述圆心O的三维坐标值X，Y，Z与所述孔2的设计轴线上的对应点O’的三维坐标值X’，Y’，Z’进行比较，得出所述圆心O在其中两个方向上的偏离值a，b，其中所述对应点O’与所述圆心O在另一个方向上的坐标值相等；

e、分析所述偏离值a，b是否满足设计要求的精度，从而判断所述孔1是否合格。

由于三坐标检测仪3的探头的尺寸大于孔1的直径，导致探头无法伸入孔1内进行检测时，可以采用本发明的检测方法来检测孔1的侧壁与孔1的端面的垂直度。本发明的检测方法适用于各种孔的垂直度的检测，特别是直径较小(例如直径小于6mm的孔)的圆孔，该检测方法简便易行，并且精确度较高。

其中，检测棒2的直径设置为检测棒2插入孔1中不会发生晃动并且与孔1的侧壁贴合，从而金属棒2的垂直度直接反映了孔1的垂直度。由于三点确定一个圆，检测至少三个检测点A，B，C以更准确地确定检测点A，B，C所在圆周的圆心O的三维坐标值X，Y，Z，使得检测更加准确。将三坐标检测仪3计算得出的圆心O的三维坐标值X，Y，Z与设计轴线进行对比。由于轴线的其中两个方向上的坐标值固定不变(例如，图1中所示为X坐标值和Y坐标值均为固定值)，可以仅比较在该两个方向上的坐标值(即X坐标值和Y坐标值)，从而得出偏离值a，b，其中在另一个方向上的坐标值相等(即Z坐标值)。若偏离值a，b小于设计要求的精确，孔合格；若偏离值a，b大于等于设计要求的精确，孔不合格。同时，两个方向上的偏离值a，b均需要满足设计要求的精度。

该检测方法简便易行，只需操作三坐标检测仪3的探头接触检测棒2同一圆周上的至少三个检测点即可，从而就可以很直观地从三坐标检测仪3上分析出检测结果，解决了小直径孔的垂直度无法检测的问题。其中，三坐标检测仪可以采用海克斯康DELTAHA自动测量仪。

为了使得孔的制造更加精确，优选地，在所述步骤e中，所述设计要求的精度为0.09mm。满足该精度的孔的垂直度较好，满足孔的制造精确的要求，特别是检具的使用需求。

为了使得该检测方法的检测精度进一步提高，优选地，所述检测棒2的直径小于所述孔1的直径，并且满足以下条件：孔的直径-检测棒的直径＜设计要求的精度/3。例如，孔的直径-检测棒的直径＜0.03mm，根据不同的待检测的孔1制作不同尺寸的检测棒2，使得检测棒2能够出入孔1中，在孔1中不会发生晃动并且与孔1的侧壁贴合，以提高检测的准确性。

由于三坐标检测仪为接触性检测，优选地，所述检测棒2的表面粗糙度R_a为0.2μm-0.6μm。检测棒2优选由金属制成，并且表面光滑达到0.2μm-0.6μm粗糙度R_a，从而得到的至少三个检测点A，B，C的三维坐标值比较准确。

为了检测棒2的制造方便和制造精度的保证，优选地，所述检测棒2的长度为15mm-20mm。因而检测棒2既满足插入孔1中的稳定性要求，又满足检测的精度要求，保证检测棒2较好的线性。

如图1所示，为了保证检测棒2插入孔1中之后，在检测的过程中不会发生晃动，优选地，在所述步骤a中，所述检测棒2的长度的1/4-3/4的部分插入所述孔1中。这样既保证检测棒2的位置的稳定，三坐标检测仪3接触检测棒2的外周面时，不会使其晃动并且与孔1保持较好的配合度。另外，检测棒2露出一定的长度便于检测。

为了提高检测的准确性，优选地，所述步骤b至所述步骤e可以重复进行多次。重复进行多次检测，因而得到多次检测结果，从中判断孔1的垂直度，提高检测精度。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种检测方法，该检测方法用于检测孔的轴线与孔的端面的垂直度，其中，该检测方法按如下步骤依次进行：

a、将检测棒(2)插入孔(1)中，该检测棒(2)的直径与所述孔(1)的直径相匹配；

b、利用三坐标检测仪(3)检测并收集所述检测棒(2)的位于所述孔(1)外部的周面上的至少三个检测点(A，B，C)的三维坐标值，所述至少三个检测点(A，B，C)位于所述检测棒(2)的同一圆周上；

c、所述三坐标检测仪(3)通过所述至少三个检测点(A，B，C)的三维坐标值计算出所述圆周的圆心(O)的三维坐标值(X，Y，Z)；

d、所述三坐标检测仪(3)将所述圆心(O)的三维坐标值(X，Y，Z)与所述孔(2)的设计轴线上的对应点(O’)的三维坐标值(X’，Y’，Z’)进行比较，得出所述圆心(O)在其中两个方向上的偏离值(a，b)，其中所述对应点(O’)与所述圆心(O)在另一个方向上的坐标值相等；

e、分析所述偏离值(a，b)是否满足设计要求的精度，从而判断所述孔(1)是否合格。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在所述步骤e中，所述设计要求的精度为0.09mm。

3.根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于，所述检测棒(2)的直径小于所述孔(1)的直径，并且满足以下条件：

孔的直径-检测棒的直径＜设计要求的精度/3。

4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述检测棒(2)的表面粗糙度R_a为0.2μm-0.6μm。

5.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述检测棒(2)的长度为15mm-20mm。

6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在所述步骤a中，所述检测棒(2)的长度的1/4-3/4的部分插入所述孔(1)中。

7.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述步骤b至所述步骤e可以重复进行多次。

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