CN103852019A - 一种研磨棒直径自动检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种研磨棒直径自动检测方法，它涉及精密研磨棒加工及测量技术领域；它的测量方法为：位于旋转轴和远端支撑模块中间的精密光学测头将开始读取所对应测量点上的直径，并实时将数据传递回控制系统，随着旋转轴下方的直线轴将带动旋转轴和研磨棒一起向精密光学测头方向不断进给，精密光学测头将不断读取研磨棒上各点的直径数据，它实现了对研磨棒自动、非接触式测量，仅需测量员上料、取料和分析测量数据，测量的中间过程无需人工干预，测量出的研磨棒数据会自动传递到控制系统，并最终直观显示出来。
Description
技术领域：
本发明涉及精密研磨棒加工及测量技术领域，具体涉及一种精密研磨棒直径进行测量的自动检测方法。
背景技术：
随着精密轴类零件加工精度要求越来越高，对作为精密轴类零件毛坯料的研磨棒自身精度提出更高的要求，衡量研磨棒自身精度的关键技术指标有研磨棒的直径、直线度、圆度等。一般毛坯料的研磨棒长度均超过2m，且随着精密轴类零件长度的不断加长，作为毛坯料的研磨棒长度也在不断增长，这给研磨棒加工及检测技术带来更大挑战。研磨棒直径规格粗细不等，种类繁多，以适应后续的精密轴类零件的加工。研磨棒一般采用无心磨床对外表面进行磨削加工，以使得加工后的研磨棒具有符合要求的表面粗糙度、圆度及直径等技术指标。由于棒料长度较长，加工过程会存在同一根棒料不同段直径、圆度等技术指标出现微小变化，需要对加工后的研磨棒各点直径及圆度进行精确检测，以确保这种微小变化控制在研磨棒加工误差范围内。直径作为研磨棒衡量自身精度的核心指标之一，在研磨棒加工后需被严格进行监控，以避免出现不合格品。
传统研磨棒直径的检测方法，一般采用螺旋测微仪或游标卡尺等测量工具，由人工采取抽检方式，对研磨棒进行接触式测量。这种方法有如下缺点：一、均采取接触测量方式，即测量过程中，测量工具必须与研磨棒进行接触，在一个研磨棒上需要在多点进行测量则需要在多点进行接触，以读取多个数据取平均值，才能得到整根研磨棒的实际直径。接触测量方式难免造成研磨棒表面与测量工具易受磨损，进而影响研磨棒自身品质，所使用的测量工具也易受损伤；二、采取人工测量方式，测量效率低；三、采取抽检测量方式，仅能在整根研磨棒上通过多次采点测量，取平均值，并通过统计学计算，得到的研磨棒直径实际上并不能真实反映出研磨棒各点实际的直径值，难免造成较大的测量误差，难以作为研磨棒现代化大规模生产所要求的可靠度更高的质量控制手段；四、人工检测，从测量工具中读取数值，易受人为因素影响，尤其是不同的测量员之间，读数及测量操作均有一定差异，最终影响研磨棒直径测量精度。
发明内容：
本发明的目的是提供一种研磨棒直径自动检测方法，它实现了对研磨棒自动、非接触式测量，仅需测量员上料、取料和分析测量数据，测量的中间过程无需人工干预，测量出的研磨棒数据会自动传递到控制系统，并最终直观显示出来。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用如下技术方案：它的测量方法为：测量前，由测量员将研磨棒7放置在研磨棒支撑模块上，并将研磨棒7从旋转轴6一端伸入，从另一端旋转轴6上的夹头14中穿出，直到将研磨棒7穿过远端支撑模块4中的轴套，放置好后，通过控制系统9给旋转轴6上的夹头14供气，以使夹头14夹紧研磨棒7，而此时远端支撑模块4上的平行二指夹钳处于松开状态，开始测量，则位于旋转轴6和远端支撑模块4中间的精密光学测头5将开始读取所对应测量点上的直径，并实时将数据传递回控制系统9，随着旋转轴6下方的直线轴12将带动旋转轴6和研磨棒7一起向精密光学测头5方向不断进给，精密光学测头5将不断读取研磨棒7上各点的直径数据，当旋转轴6运动到直线轴12最前端时，此时远端支撑模块4上的平行二指夹钳将夹紧研磨棒7，而旋转轴6上的夹头14随之松开，直线轴12带动旋转轴6做归零运动，运动到直线轴12起始端后，旋转轴6上的夹头14重新夹紧研磨棒7，而平行二指夹钳松开，直线轴12又开始不断带动旋转轴6及研磨棒7向精密光学测头5方向进给，而精密光学测头5继续读取研磨棒7的直径数据；上述动作过程循环往复，直到测量出整根研磨棒7的直径数据为止。
它的自动检测装置由支撑座1、平台2、研磨棒右端支撑模块3、远端支撑模块4、精密光学测头5、旋转轴6、研磨棒7、研磨棒左端支撑模块8、控制系统9、键盘10、鼠标11、直线轴12、精密光学测头线缆13、夹头14组成。
本发明实现了对研磨棒自动、非接触式测量，仅需测量员上料、取料和分析测量数据，测量的中间过程无需人工干预，测量出的研磨棒数据会自动传递到控制系统，并最终直观显示出来。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图，
图2为图1的后视图，
图3为本发明中远端支撑模块4的结构示意图，
图4为图3的后视图，
图5为本发明中精密光学测头5的结构示意图，
图6为本发明中精密光学测头5的原理图。
具体实施方式：
参看图1-图6，本具体实施方式采用如下技术方案：它的测量方法为：测量前，由测量员将研磨棒7放置在研磨棒支撑模块上，并将研磨棒7从旋转轴6一端伸入，从另一端旋转轴6上的夹头14中穿出，直到将研磨棒7穿过远端支撑模块4中的轴套，放置好后，通过控制系统9给旋转轴6上的夹头14供气，以使夹头14夹紧研磨棒7，而此时远端支撑模块4上的平行二指夹钳处于松开状态，开始测量，则位于旋转轴6和远端支撑模块4中间的精密光学测头5将开始读取所对应测量点上的直径，并实时将数据传递回控制系统9，随着旋转轴6下方的直线轴12将带动旋转轴6和研磨棒7一起向精密光学测头5方向不断进给，精密光学测头5将不断读取研磨棒7上各点的直径数据，当旋转轴6运动到直线轴12最前端时，此时远端支撑模块4上的平行二指夹钳将夹紧研磨棒7，而旋转轴6上的夹头14随之松开，直线轴12带动旋转轴6做归零运动，运动到直线轴12起始端后，旋转轴6上的夹头14重新夹紧研磨棒7，而平行二指夹钳松开，直线轴12又开始不断带动旋转轴6及研磨棒7向精密光学测头5方向进给，而精密光学测头5继续读取研磨棒7的直径数据；上述动作过程循环往复，直到测量出整根研磨棒7的直径数据为止。
它的自动检测装置由支撑座1、平台2、研磨棒右端支撑模块3、远端支撑模块4、精密光学测头5、旋转轴6、研磨棒7、研磨棒左端支撑模块8、控制系统9、键盘10、鼠标11、直线轴12、精密光学测头线缆13、夹头14组成。
精密光学测头5由信号发生器、信号接收器及连接底板等构成，将精密光学测头安装于旋转轴和研磨棒远端支撑模块之间。测量时，旋转轴上的夹头和研磨棒远端支撑模块上的轴套支撑着的研磨棒正好位于精密光学测头的信号发生器、信号接收器之间，当直线轴带动旋转轴和研磨棒一起向有进给时，激光光学测头可连续不断地读取研磨棒各点上的直径数据，并实时传递给控制系统。
远端支撑模块4，如图3和图4所示，该支撑模块可通过调节手动Y轴以适应轴套相对研磨棒的前后距离，而通过手动Z轴以适应轴套相对研磨棒的上下距离，最终确保研磨棒顺利通过该模块的轴套，调节的大小可通过所配置的标尺来判断。调节好后，通过各自的紧定螺钉将手动Y轴和手动Z轴固定，确保在测量过程中不发生位置变动。
利用精密光学测头5进行的研磨棒7直径测量原理，如图6所示，通过信号发生器向研磨棒发射测量光束，这些光位于研磨棒测量点处的垂直截面内，足够覆盖研磨棒直径范围，有一部分光被研磨棒挡住无法进入到对面的信号接收器内，假定从信号发生器发射的光在垂直方向的总长度为L，而对面的信号接收器接收到研磨棒上部分未被遮挡的光束投影长度为L1，接收到研磨棒下部分未被遮挡的光束投影长度为L2，则实际研磨棒直径D＝L-L1-L2。由于测量光束是以光幕方式由信号发生器对射到正对面的信号接收器的，只要所测量时研磨棒位于信号发生器和信号接收器之间，且研磨棒直径小于信号发生器发射光幕在垂直方向上的总长度L，则采用这种方式就可以非常精确的测量出研磨棒在该点处的直径。再通过研磨棒直径自动检测装置上的直线轴带动旋转轴横向进给，从而带动研磨棒不断向精密光学测头方向运动，实现整根研磨棒各点直径的测量。
通过上述方式，实现了对研磨棒自动、非接触式测量，仅需测量员上料、取料和分析测量数据，测量的中间过程无需人工干预，测量出的研磨棒数据会自动传递到控制系统，并最终直观显示出来。
Claims (1)
1.一种研磨棒直径自动检测方法，其特征在于它的测量方法为：测量前，由测量员将研磨棒(7)放置在研磨棒支撑模块上，并将研磨棒(7)从旋转轴(6)一端伸入，从另一端旋转轴(6)上的夹头(14)中穿出，直到将研磨棒(7)穿过远端支撑模块(4)中的轴套，放置好后，通过控制系统(9)给旋转轴(6)上的夹头(14)供气，以使夹头(14)夹紧研磨棒(7)，而此时远端支撑模块(4)上的平行二指夹钳处于松开状态，开始测量，则位于旋转轴(6)和远端支撑模块(4)中间的精密光学测头(5)将开始读取所对应测量点上的直径，并实时将数据传递回控制系统(9)，随着旋转轴(6)下方的直线轴(12)将带动旋转轴(6)和研磨棒(7)一起向精密光学测头(5)方向不断进给，精密光学测头(5)将不断读取研磨棒(7)上各点的直径数据，当旋转轴(6)运动到直线轴(12)最前端时，此时远端支撑模块(4)上的平行二指夹钳将夹紧研磨棒(7)，而旋转轴(6)上的夹头(14)随之松开，直线轴(12)带动旋转轴(6)做归零运动，运动到直线轴(12)起始端后，旋转轴(6)上的夹头(14)重新夹紧研磨棒(7)，而平行二指夹钳松开，直线轴(12)又开始不断带动旋转轴(6)及研磨棒(7)向精密光学测头(5)方向进给，而精密光学测头(5)继续读取研磨棒(7)的直径数据；上述动作过程循环往复，直到测量出整根研磨棒(7)的直径数据为止。
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| CN202432992U (zh) * | 2012-02-20 | 2012-09-12 | 郑州海意科技有限公司 | 滤棒/烟支测量定位机构及长度、圆周、圆度测量装置 |
| CN202506977U (zh) * | 2012-01-19 | 2012-10-31 | 昆山思拓机器有限公司 | 监控医用支架管径变化的设备 |
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