CN105157542A - 一种切割索校直检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

一种切割索校直检测装置及检测方法，设计了一种能够同时检测切割索一侧V形面及顶部圆弧跳动量的机构，使得切割索跳动量能通过百分表直接读出，每隔一定长度记下百分表读数。通过直接读出的跳动量算出切割索其中一侧V形面、顶部圆弧相邻两点的差值△X及△Y，从而得出该长度切割索的矢量值，然后合成该长度切割索的扭曲量，根据该长度切割索的扭曲量得出整个切割索的扭曲量，以扭曲量大小来判定切割索是否校直。本发明方法可以作为切割索校直程度检测的判定依据。

Description

一种切割索校直检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种切割索校直检测装置及检测方法，属于火工装置装配领域。

背景技术

切割索是一种典型的航天火工装置，主要通过直接引爆或通过传爆管引爆切割索中的猛炸药，其“V”型结构使得其外部包覆的金属在爆轰波作用下形成高温高速的“射流”，此“射流”沿“V”型中心轴形成一条“射流束”，能使紧贴切割索组件的钢结构壁板被切割开，达到分离或抛射的目的。

目前切割索参见图1，校直后通过目测的方式检测其直线度，存在效率低、各检验人员标准不一致、无法量化等问题，给生产及交付造成了瓶颈。因此设计一套能检测切割索直线度的设备以及提出一种能够量化我厂切割索是否合格的算法具有重要意义。为克服现有技术的不足，提出了以切割索扭曲量大小来判定其校直与否的检测方法。

从现有国内外文献来看，解决切割索扭曲量算法的方法未见报道。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前切割索校直后通过目测的方式检测其直线度，存在效率低、各检验人员标准不一致、无法量化等问题，设计了一套能检测切割索直线度、扭曲量的设备，以切割索扭曲量大小来判定其校直与否的检测方法，使得切割索的直线度有了量化检测的方法。

本发明的技术解决方案是：

提供一种切割索校直检测装置，包括：小车、支撑架、百分表A、百分表B、底面、导轨和挡板；

底座：上表面为平面，所述切割索放置在底座的上表面；

导轨：固定在底座的上表面，与切割索平行设置；

挡板：固定在底座的上表面，具有倾斜的侧面，该倾斜的侧面与切割索的一个外侧面匹配，切割索的一个外侧面贴合在挡板的倾斜的侧面上，定位切割索；

支撑架：固定在小车上，具有水平部和竖直部，所述水平部用于固定百分表B，所述水平部具有通孔；所述竖直部用于固定百分表A，所述竖直部具有通孔；

百分表A：水平放置，固定在支撑架的竖直部，测量杆穿过竖直部的通孔，表头接触切割索的另一个外侧面；

百分表B：竖直放置，固定在支撑架的水平部，测量杆穿过水平部的通孔，表头接触切割索的顶端；

小车：用于承载支撑架沿导轨滑行。

优选的，小车具有四个车轮，每个车轮外圆中间有槽，槽与轨道相配合。

优选的，底座的上表面为平整的大理石台面，平面度不高于1μm。

优选的，导轨与底座的平行度以及两导轨间平行度公差在1.5μm以内，导轨与车轮的配合公差1.5μm以内。

优选的，挡板倾斜的侧面，倾斜角度公差在0.05°以内。

优选的，百分表A与百分表B在其表头调整好位置后通过螺钉锁紧。

同时提供一种基于所述的切割索校直检测装置的校直检测方法，包括如下步骤：

(1)将切割索固定在底座上，切割索的一个外侧面贴合在挡板的倾斜的侧面上，定位切割索；将小车放置在轨道上，百分表A测量杆穿过支撑架的竖直部的通孔，表头接触切割索的另一个外侧面；百分表B的测量杆穿过支撑架的水平部的通孔，表头接触切割索的顶端；锁紧百分表A与百分表B；

(2)以切割索端头起始点作为零点，通过小车的运动带动百分表A(21)和百分表B沿切割索运动，每隔一定长度记录一次百分表A读数X_n、百分表B的读数Y_n，直至小车运动到切割索终点，其中n表示记录的次数；

(3)计算百分表A读数变化量△X_n-1＝X_n－X_n-1；百分表B的读数变化量△Y_n-1＝Y_n－Y_n-1；计算T_n-1＝△Y_n-1/△X_n-1；计算△T＝┃T_max－T_min┃，其中T_max、T_min分别为T_n-1的最大值及最小值；

(4)判断△T是否在阈值范围内，如果在阈值范围则该切割索直线度合格，如果不在阈值范围则该切割索直线度不合格。

优选的，所述一定长度为切割索全部长度的1/100～1/10。

优选的，△T是否在阈值范围为0～5。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明相比目前目测的方式检测其直线度的方法，提出了以扭曲量大小来衡量是否校直的理论，且设计了一套机构来检测扭曲量，使得扭曲量能够量化，解决了原检测方法效率低、各检验人员标准不一致、无法量化等问题；该检测方法简便、准确，易于操作，减少了人为误差，同时给生产及交付带来了极大的利好，达到了预期的目的。

(2)本发明在设计的检测机构的基础上，利用实测的跳动量算出切割索其中一个V形斜面、顶部圆弧相邻两点的差值△X及△Y，得出该小段切割索的矢量值，然后合成该小段切割索的扭曲量，根据每小段切割索的扭曲量得出整个切割索的扭曲量。采用后面点与前面点差值进行计算，使得百分表在切割索上压紧程度要求低，同时减少了由检测机构带来的误差。

(3)本发明涉及挡板具有倾斜的侧面与切割索的一个外侧面贴合，保证了切割索的定位精度；挡板的倾斜角度公差在0.05°以内、底座上表面的平面度不高于1μm，导轨与底座之间的平行度及两导轨之间平行度在1.5μm以内，导轨与车轮的配合公差1.5μm以内，两个百分表的相互垂直度小于0.3°，降低了装置对直线度的影响，保证了测量的准确性。

附图说明

图1为本发明切割索截面图；

图2为本发明校直检测装置示意图；

图3为本发明切割索与挡板接触示意图；

图4为本发明百分表A、B在切割索上测量示意图；

图5为本发明△X、△Y的矢量图。

具体实施方式

参见图2，切割索校直检测装置包括：小车26、支撑架29、百分表A21、百分表B29、底座27、导轨25和挡板24；

在小车26上固定支撑架22，然后在支撑架22上固定2个百分表A21、百分表B29，并使得百分表表头与切割索23其中一侧V形面及圆弧顶部相接触，参见图4。支撑架22上两百表之间角度为90°，其中一个百分表水平放置，另一百分表垂直放置，百分表A21与百分表B29在其底部调整好位置后通过螺钉30锁紧。小车26底部有四个车轮28，车轮通过轴承与小车26相连，车轮外圆中间有槽，槽与轨道25相配合。导轨的截面为等腰梯形，上边长为2mm，高5mm，底角为65°，车轮外圆中间的槽宽度为5mm，二者配合公差要求小于1.5μm，保证小车在轨道上运行时不偏离。

导轨为直线型导轨，与挡板24的竖直侧面平行设置。参见附图3，挡板24为截面不规则的棱体，截面为矩形贴合直角三角形的一个直角边，直角三角形的斜边斜边所在棱边倾斜角度和切割索外侧V形面的一面倾斜角度一致，用于定位切割索23，保证了导轨与切割索23平行。

导轨与车轮的配合公差1.5μm以内。试验时，使得切割索23另一V形面与挡板24倾斜的侧面贴合，挡板24倾斜的侧面与切割索23V形面外形相配合。由于切割索外侧V形面是由固定尺寸模具滚压而来，所以其外侧角度一致，挡板倾斜的侧面角度公差控制在0.05°以内，可使得挡板与切割索相贴合；所述小车26、挡板24、切割索23均置于一块平整的大理石台面底座27上，平面度不高于1μm，且装配挡板24与轨道25时进行直线度打表，使得挡板与轨道相平行，从而保证小车26在运行的时候是一条直线。

以切割索23端头起始点作为零点，通过小车的运动带动百分表A21、百分表B29在切割索23上运动，每隔一定长度记录一次百分表A、百分表B读数，直至小车运动到切割索终点。获取并记录工艺参数X，Y，其中X为水平方向百分表读数，Y为垂直方向百分表读数。得出△X_n-1—水平方向相邻两点的差值(即第n-1段的差值)、△Y_n-1—垂直方向相邻两点的差值(即第n-1段的差值)；通过作出的△X_n-1，△Y_n-1的矢量图，得出其矢量值再根据作出的矢量图得出与夹角为θ_n-1，以tanθ_n-1值作为其扭曲量(以T_n-1来定义)，通过对各点算得的扭曲量T_n-1值进行统计，选出T_n-1的最大值T_max及最小值T_min，以T_max与T_min差值的绝对值大小来判定切割索是否满足需求。

切割索校直检测方法，包括如下步骤：

(1)以切割索23端头起始点作为零点，通过小车的运动带动百分表A21、百分表B29在切割索23上运动，每隔一定长度记录一次百分表A21、百分表B29读数。

(2)获取并记录工艺参数X，Y，其中X为水平方向百分表读数，Y为垂直方向百分表读数。可得

△X_n-1＝X_n－X_n-1

△Y_n-1＝Y_n－Y_n-1

其中，n—切割索上的点；X_n—水平方向上第n点百分表读数；X_n-1—水平方向上第n-1点百分表读数；△X_n-1—水平方向相邻两点的差值(即第n-1段的差值)；Y_n—垂直方向上第n点百分表读数；Y_n-1—垂直方向上第n-1点百分表读数；△Y_n-1—垂直方向相邻两点的差值(即第n-1段的差值)；作出的△X_n-1，△Y_n-1的矢量图，可得

${\mathrm{\ΔZ}}_{n-1}=\sqrt{{\mathrm{\ΔX}}_{n-1}^2+{\mathrm{\ΔY}}_{n-1}^2}$

其中，的矢量值；的矢量值；△Y_n-1在第n-1段的矢量值；向量数值，参见图5。

设与夹角为θ_n-1，可得

T_n-1＝tanθ_n-1＝△Y_n-1/△X_n-1

其中，n—切割索上的点，T_n-1—切割索上第n-1段的扭曲量，通过对各点算得的T_n-1值进行统计，可得

△T＝┃T_max－T_min┃

其中，T_max、T_min—分别对应T_n-1最大值及最小值，△T—为其差值，即为该切割索扭曲量，以△T值的大小(通常设定为不大于5)来判定切割索是否满足需求。

(3)测量时，按以下步骤执行：1)选取切割索并放置于大理石台面上，向左推切割索并使得切割索左侧与挡板右侧相贴合；2)将小车放入轨道并将支撑架固定在小车上；3)将百分表从支撑架孔穿过，使得百分表表头与切割索接触并用表头压住切割索，然后用螺钉30锁紧百分表；4)调整小车在轨道上位置，使得百分表表头对准切割索端头；5)小车从切割索端头开始运动，每隔一段距离停顿一次，记录百分表读数，直至运动至切割索终点；6)根据上述算法算得扭曲量并判定是否合格。

首先设计一种能够同时检测切割索其中一个V形斜面及顶部圆弧跳动量的机构，使得切割索跳动量能通过百分表直接读出，每隔一定长度记下百分表读数。通过直接读出的跳动量算出切割索其中一个V形斜面、顶部圆弧相邻两点的差值△X及△Y，得出该小段切割索的矢量值，然后合成该小段切割索的扭曲量，根据每小段切割索的扭曲量得出整个切割索的扭曲量。

以1030mm长切割索为例，从切割索起点开始，每隔100mm记录一次百分表跳动量。各点跳动量如表1所示

表1某切割索跳动量

按照此方法可以获得各段扭曲量T_n-1，可得T_max、T_min分别为2、－2，由

△T＝┃T_max－T_min┃＝┃2－(－2)┃＝4

满足△T绝对值不大于5的要求。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种切割索校直检测装置，其特征在于包括：小车(26)、支撑架(22)、百分表A(21)、百分表B(29)、底面(27)、导轨(25)和挡板(24)；

底座(27)上表面为平面，待测切割索(23)放置在底座(27)的上表面；导轨(25)：固定在底座(27)的上表面，且待测切割索(23)与所述导轨(25)平行；

挡板(24)：固定在底座(27)的上表面，具有倾斜的侧面，该倾斜的侧面与切割索(23)的一个外侧面匹配，定位切割索(23)；

支撑架(22)：固定在小车(26)上，具有水平部和竖直部，所述水平部用于固定百分表B(29)，所述水平部具有通孔；所述竖直部用于固定百分表A(21)，所述竖直部具有通孔；

百分表A(21)：水平放置，固定在支撑架(22)的竖直部，测量杆穿过竖直部的通孔，表头接触切割索(23)的另一个外侧面；

百分表B(29)：竖直放置，固定在支撑架(22)的水平部，测量杆穿过水平部的通孔，表头接触切割索(23)的顶端；

小车(26)：用于承载支撑架(22)沿导轨(25)滑行。

2.如权利要求1所述的切割索校直检测装置，其特征在于：小车(26)具有四个车轮，每个车轮外圆中间有槽，槽与导轨(25)相配合。

3.如权利要求1所述的切割索校直检测装置，其特征在于，底座(27)的上表面为平整的大理石台面，平面度不高于1μm。

4.如权利要求1所述的切割索校直检测装置，其特征在于，导轨与底座的平行度以及两导轨间平行度公差在1.5μm以内，导轨与车轮的配合公差1.5μm以内。

5.如权利要求1所述的切割索校直检测装置，其特征在于，挡板(24)倾斜的侧面，倾斜角度公差在0.05°以内。

6.如权利要求1所述的切割索校直检测装置，其特征在于，百分表A(21)与百分表B(29)在其表头调整好位置后通过螺钉锁紧。

7.一种基于权利要求1所述的切割索校直检测装置的校直检测方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将切割索(23)固定在底座(27)上，切割索(23)的一个外侧面贴合在挡板的倾斜的侧面上，定位切割索(23)；将小车(26)放置在导轨(25)上，百分表A(21)测量杆穿过支撑架(22)的竖直部的通孔，表头接触切割索(23)的另一个外侧面；百分表B(30)的测量杆穿过支撑架(22)的水平部的通孔，表头接触切割索(23)的顶端；锁紧百分表A(21)与百分表B(29)；

(2)以切割索(23)端头起始点作为零点，通过小车(26)的运动带动百分表A(21)和百分表B(29)沿切割索(23)运动，每隔一定长度记录一次百分表A(21)读数X_n、百分表B(29)的读数Y_n，直至小车(26)运动到切割索终点，其中n表示记录的次数；

(3)计算百分表A(21)读数变化量△X_n-1＝X_n－X_n-1；百分表B(29)的读数变化量△Y_n-1＝Y_n－Y_n-1；计算T_n-1＝△Y_n-1/△X_n-1；计算△T＝┃T_max－T_min┃，其中T_max、T_min分别为T_n-1的最大值及最小值；

(4)判断△T是否在阈值范围内，如果在阈值范围则该切割索(23)直线度合格，如果不在阈值范围则该切割索(23)直线度不合格。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述一定长度为切割索(23)全部长度的1/100～1/10。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，△T是否在阈值范围为0～5。