CN104931004A - 管件锥孔与外壁同轴度检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工检测技术领域，公开了一种管件锥孔与外壁同轴度检测仪，包括管件固定机构、三个位移传感器和微机，所述管件固定机构通过管件的锥孔配合固定管件，所述三个位移传感器设置在所述管件的一个截面平面上，呈120度均布在所述管件的外管壁上进行位移测量，所述三个位移传感器通过集线器连接至所述微机，所述微机中预设有软件，所述软件根据所述三个位移传感器的测量值计算得到所述管件锥孔与外壁的同轴度。本发明采用锥孔定位，螺母夹紧方式固定被测零件，结构简单，装夹快速，以锥孔轴心线为基准，检测管壁外圆圆心方式检测同轴度，利用三点可确定一个圆的原理，简化同轴度检测方法，实现快速检测。

Description

管件锥孔与外壁同轴度检测仪

技术领域

本发明涉及机电一体化机械加工检测技术领域，特别是一种管件锥孔与外壁同轴度检测仪。

背景技术

汽车用管类零件由于其加工精度要求的特殊性，其位置度检测范围较大(约1-3毫米)，而圆度、平面度和同轴度检测允差约为0.1-0.3毫米，但检测面的位置度误差较大。

现有测量锥孔管件的同轴度仪，虽然检测精度很高，但一般检测仪速度慢、设备成本高、对环境要求高，实际只能用于生产线上抽检，不能适应于车间生产流水线上对一般产品的检测使用。对于小管径锥孔的测量，由于空间限制，也具有一定的困难。

随着用户对产品质量的要求提高，甚至要求产品100％检测，为解决生产流水线的检测，现有的检测设备无法完成这种要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种管件锥孔与外壁同轴度检测仪，通过位移传感器检测固定锥孔的管件外表面的位移量，计算得到锥孔相对于管轴外壁的同轴度。

本发明采取的技术方案是：

一种管件锥孔与外壁同轴度检测仪，其特征是，包括管件固定机构、三个位移传感器和微机，所述管件固定机构通过管件的锥孔配合固定管件，所述三个位移传感器设置在所述管件的一个截面平面上，呈120度均布在所述管件的外管壁上进行位移测量，所述三个位移传感器通过集线器连接至所述微机，所述微机中预设有软件，所述软件根据所述三个位移传感器的测量值通过以下公式计算得到所述管件锥孔与外壁的同轴度Δt：

${\mathrm{\Δ}}_t=\sqrt{{\mathrm{\ΔX}}^2+{\mathrm{\ΔY}}^2}$

式中，ΔR₁、ΔR₂、和ΔR₃为三个传感器的测量值，ΔX和ΔY为圆心坐标变化量。

进一步，所述检测仪包括底板，所述管件固定构件固定在所述底板上，所述管件固定构件包括内芯、外套和螺母，所述内芯与所述管件的锥孔配合后固定在所述外套上，所述外套设置在所述底板上的安装孔上，通过所述螺母固定在所述底板上。

进一步，所述三个传感器中的两个通过固定支架固定在所述底板上，另一个传感器设置在一个直线导轨上，所述直线导轨固定设置在所述底板上。

进一步，所述软件中预设有误差充许值Δ_允差，当Δt≤Δ_允差时，所述微机输出管件合格信息，反之输出管件不合格信息。

进一步，所述三个传感器距所述管件端部的距离为管件长度的75％至85％。

本发明的有益效果是：

(1)采用锥孔定位，螺母夹紧方式固定被测零件，结构简单，装夹快速；

(2)以锥孔轴心线为基准，检测管壁外圆圆心方式检测同轴度，利用三点可确定一个圆的原理，简化同轴度检测方法，实现快速检测；

(3)采用具有较大测量范围的容栅数值式位移传感器，其数字信号通过集线器和RS232串行口与微机连接，实现电脑自动化检测。

附图说明

附图1为同轴度检测系统原理图；

附图2为同轴度检测仪的机械结构正视图；

附图3为同轴度检测仪的机械结构侧视图；

附图4为同轴度计算示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明管件锥孔与外壁同轴度检测仪的具体实施方式作详细说明。

参见附图1，检测仪由机械机构、电气部分和软件组成。机械机构由定位机构、夹紧机构、固定支架和移动支架等机械结构组成。电气硬件由传感器、集线器和微机等器件组成。

定位机构将被测工件固定于统一的“检测位置”，夹紧机构确保被测件在检测过程中保持“检测位置”不变，三个传感器将此位置的位移变化量通过集线器依次通过RS232传送到微机的串行口。

微机在软件控制下，通过串行口取得各位移传感器测得的实时数据，再通过运算得到被测件的同轴度实际误差值，然后判断被测件是否合格，并将测量值显示屏上，同时给出合格与否的明确结论。

检测过程如下：1、定位：安装被测件到统一的检测位置。

2、夹紧：夹住被测件，使其在检测过程中不因为振动等因素而晃动，以致影响检测精度、甚至影响检测准确度。

3、检测：微机通过串行口和集线器发出命令，让传感器读取实时位移数据。

4、送数：传感器通过集线器依次将实测数据通过串行口送给微机。

5、运算：微机按收到的数据运算得到被测件实际同轴度误差值。

6、判断：微机将同轴度误差值与允许值比较，得到“合格”或“不合格”的结论。

7、显示：微机将实际同轴度误差值和“合格”与否的结论显示在屏幕上。

8、结束：松开夹具机构，卸下被测件。结束一次检测循环。

参见附图2、3，检测仪由底板1、管件固定构件和支架机构组成，管件固定构件包括定位机构2和夹紧机构3。内芯5拧紧在外套6中，内芯5上套设管件4，外套6穿过底板1的通孔后由螺母7将其固定于底板1上。

支架机构包括两个固定支架8和一个移动支架9，两个固定支架8安装在底板1上，锁紧夹套10和锁紧螺母11将两个位移传感器12分别固定在两个固定支架8上。另一个位移传感器12用同样的方法固定在移动支架9上，又被安装在导轨的移动板上，进而被安装在导轨支架上。该传感器12能随移动支架9沿导轨作直线运动，其两端分别为检测位置和空闲位置，当传感器处于空闲位置时，可安装被测工件。

定位采用锥孔表面，限制五个自由度。被测件定位后，传感器到达检测位置，三个传感器的轴心线在同一个XOY平面内。设被测工件即管件的长度为L，传感器12距管件锥孔端的高度为H(参见附图2)，两者之间的关系为H的长度是L的75％至85％，优选H＝L*80％。

参见附图4，设三个传感器的读数分别ΔR₁、ΔR₂、和ΔR₃，则：圆心坐标X和Y，如圆心坐标的变化量为ΔX和ΔY，则圆度误差Δt可由下述的(1)式表示：

${\mathrm{\Δ}}_t=\sqrt{{\mathrm{\ΔX}}^2+{\mathrm{\ΔY}}^2}$

当：Δt≤Δ_允差成立，则被测件为合格产品，反之，如(2)式不成立，则被测件为不合格产品。

检测仪的电气部分由数字式位移传感器、微机、集线器和电源组成。位移传感器用于检测被测件各点的位移信号，并将此机械信号变成电气信号，同时转换成数字信号，通过集线器传向微机。电源为各传感器和集线器的提供电压。

微机的软件将这些信号通过上述公式运算，得到平面度误差值，并判定被测件是否合格。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种管件锥孔与外壁同轴度检测仪，其特征在于：包括管件固定机构、三个位移传感器和微机，所述管件固定机构通过管件的锥孔配合固定管件，所述三个位移传感器设置在所述管件的一个截面平面上，呈120度均布在所述管件的外管壁上进行位移测量，所述三个位移传感器通过集线器连接至所述微机，所述微机中预设有软件，所述软件根据所述三个位移传感器的测量值通过以下公式计算得到所述管件锥孔与外壁的同轴度Δt：

${\mathrm{\Δ}}_t=\sqrt{{\mathrm{\ΔX}}^2+{\mathrm{\ΔY}}^2}$

式中，ΔR₁、ΔR₂、和ΔR₃为三个传感器的测量值，ΔX和ΔY为圆心坐标变化量。

2.根据权利要求1所述的管件锥孔与外壁同轴度检测仪，其特征在于：所述检测仪包括底板，所述管件固定构件固定在所述底板上，所述管件固定构件包括内芯、外套和螺母，所述内芯与所述管件的锥孔配合后固定在所述外套上，所述外套设置在所述底板上的安装孔上，通过所述螺母固定在所述底板上。

3.根据权利要求1所述的管件锥孔与外壁同轴度检测仪，其特征在于：所述三个传感器中的两个通过固定支架固定在所述底板上，另一个传感器设置在一个直线导轨上，所述直线导轨固定设置在所述底板上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的管件锥孔与外壁同轴度检测仪，其特征在于：所述软件中预设有误差充许值Δ_允差，当Δt≤Δ_允差时，所述微机输出管件合格信息，反之输出管件不合格信息。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的管件锥孔与外壁同轴度检测仪，其特征在于：所述三个传感器距所述管件端部的距离为管件长度的75％至85％。