CN105806224A - 一种大尺寸轴类零件高精度测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种大尺寸轴类零件高精度测量装置及方法，主要包括支撑平台、传感器组、导轨、回转平台及顶尖尾座，在支撑平台上设置导轨，导轨上滑动连接有导轨滑块，导轨滑块上垂直安装有安装架，传感器组固定在安装架上；支撑平台的工作面两端分别设置有支座和自由导轨，顶尖尾座安装在自由导轨上，回转平台安装在支座上；回转平台与顶尖尾座对待检测的轴类零件进行夹紧支撑。本发明用于解决现有的测量装置在检测大尺寸轴类零件时采用人工测量或视觉测量而导致不能测量或稳定性差、效率低、精度低等问题，提供一种能够测量不同长度轴类零件，并且具有测量精度较高，稳定性好，效率高等优点的轴类零件测量装置。

Description

一种大尺寸轴类零件高精度测量装置及方法

技术领域

本发明涉及一种自动测量装置领域，特别是涉及一种大尺寸轴类零件高精度测量装置及方法。

背景技术

目前，随着机械加工精度以及效率的不断提高，测量装置的要求也越来越高。测量精度以及测量效率严重影响着整个工业的发展，针对于机械测量精度要求的不断提高，就必须要开发一种测量精度高，稳定性好的测量装置应用于环境复杂的工厂。

传统的视觉测量因其效率高、安全性好等优点在国内外得到了较快的发展，被广泛应用于工业生产线上在线测量，如汽车、机械、电子、航空等领域。

然而，对于动车车轴一类的大型轴类零件，传统的视觉测量不能够完成对大尺寸的轴类零件进行测量，主要的测量方式还是通过人工测量，不但效率低、测量精度低，有时候也会带来一些不安全因素。虽然，目前已经开发出一些视觉测量装置，但是也经常因零件过大，使用环境差等造成测量装置不稳定，精度达不到等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种尺寸轴类零件高精度测量装置及方法，为解决现有的测量装置在检测大尺寸轴类零件时采用人工测量或视觉测量而导致不能测量或稳定性差、效率低、精度低等问题，从而能够测量不同长度轴类零件，并且具有测量精度较高，稳定性好，效率高等优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：大尺寸轴类零件高精度测量装置，其特征在于：包括支撑平台、传感器组、导轨、回转平台及顶尖尾座，在所述支撑平台上设置所述导轨，所述导轨上滑动连接有导轨滑块，所述导轨滑块上垂直安装有安装架，所述传感器组固定在所述安装架上；所述支撑平台的工作面两端分别设置有支座和自由导轨，所述顶尖尾座安装在所述自由导轨上，所述回转平台安装在所述支座上；所述回转平台与所述顶尖尾座对待检测的轴类零件进行夹紧支撑。

可选的，所述大尺寸轴类零件高精度测量装置还包括有光栅尺，所述光栅尺与所述导轨平行固定在所述支撑平台的台面上，所述光栅尺的表头与所述导轨滑块固定在一起。

可选的，所述支撑平台的底面对称布置有若干机床垫铁。

可选的，所述传感器组中的传感器为光幕传感器，所述传感器组由上部传感器和下部传感器组成，所述上部传感器包括上部发射器与上部接收器，所述上部传感器位于所述待检测轴类零件的上侧；所述下部传感器包括下部发射器与下部接收器，所述下部传感器位于所述待检测轴类零件的下侧。

可选的，所述导轨为第一电机控制的丝杠导轨，在所述导轨两端分别装有第一限位开关和第二限位开关；所述第一电机位于所述自由导轨的外侧。

可选的，所述导轨采用的是伺服电机闭环控制的丝杠导轨，通过所述伺服电机带动丝杠导轨上的丝杠转动；所述伺服电机控制器具体为WNMPC08-300BB步进闭环控制器。

可选的，所述回转平台与所述顶尖尾座通过拨动顶尖对所述待检测的轴类零件进行夹紧支撑。

可选的，所述回转平台采用第二电机控制，所述第二电机也为伺服电机。

一种进行大尺寸轴类零件高精度自动测量的方法，所述方法应用于所述的大尺寸轴类零件高精度测量装置，其特征在于，包括：

所述待检测轴类零件通过所述拨动顶尖与所述顶尖尾座夹紧支撑，保持静止状态；

所述第一电机通电，带动所述丝杠转动，在所述丝杠的带动下，所述导轨滑块可沿轴向方向平稳移动，所述传感器组随所述导轨滑块一起运动，同时所述上部传感器与所述下部传感器分别输出两组模拟量信号；

所述光栅尺随导轨滑块移动，每次移动到一个固定位置，所述光栅尺会输出脉冲信号并通过数据采集卡进行采集，当移动到轴末端时，所述导轨滑块触碰第一限位开关，所述第一电机断电，所述传感器组停止运动；

伺服电机控制器运动停止后，得到由所述两组模拟量信号及所述脉冲信号组成的三组数据，利用所述三组数据可得到整根轴的外形边线，并可求取轴上的轴径及长度尺寸。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

1、采用回转平台与顶尖尾座对待检测的轴类零件进行夹紧支撑，由于顶尖尾座与自由导轨连接，顶尖尾座在自由导轨上的放置位置可根据待测轴类零件的长度进行调节，从而实现测量不同长度轴类零件的目的，能够完成对大尺寸轴类零件的测量；

2、测量系统中的传感器组采用光幕传感器，并且采用双头(待测轴类零件上下两侧)设置方式，可解决工业测量中大尺寸轴类零件测量的难度问题，使得对轴类零件的测量精度更高、稳定性更好；

3、测量系统中采用光栅尺与光幕传感器配合使用，可同时准确测量待检测轴类零件的轴段长度及直径；

4、测量平台整体抗冲击能力较强，可防止因冲击变形带来的精度问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的立体示意图；

图2为本发明实施例的整体装置主视图；

图3为本发明中的传感器组；

图中：1支撑平台；2传感器组；3光栅尺；4导轨；5回转平台；6顶尖尾座；7待检测的轴类零件；8导轨滑块；9第一电机；10第一限位开关；11拨动顶尖；12丝杠；13机床垫铁；14上部发射器；15上部接收器；16下部发射器；17下部接收器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种尺寸轴类零件高精度测量装置及方法，为解决现有的测量装置在检测大尺寸轴类零件时采用人工测量或视觉测量而导致不能测量或稳定性差、效率低、精度低等问题，从而能够测量不同长度轴类零件，并且具有测量精度较高，稳定性好，效率高等优点。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例的立体示意图，图2为本发明实施例的整体装置主视图，图3为本发明中的传感器组。如图1-3所示的本发明的实施例，主要包括支撑平台1、传感器组2、导轨4、回转平台5及顶尖尾座6，在支撑平台1上设置导轨4，导轨4上滑动连接有导轨滑块8，导轨滑块8上垂直安装有安装架，传感器组2固定在安装架上，即传感器组可随导轨滑块的运动而运动；支撑平台1的工作面两端分别设置有支座和自由导轨，顶尖尾座6安装在自由导轨上，回转平台5安装在支座上；回转平台5与顶尖尾座6对待检测的轴类零件7进行夹紧支撑，顶尖尾座6在自由导轨上的放置位置可根据待测轴类零件7的长度进行调节，从而实现测量不同长度轴类零件的目的，能够完成对大尺寸轴类零件的测量。

大尺寸轴类零件高精度测量装置还包括有光栅尺3，光栅尺3与导轨4平行固定在支撑平台1的台面上，光栅尺3的表头与导轨滑块8固定在一起，光栅尺3随导轨滑块8的移动而移动。

支撑平台1的底面对称布置有若干机床垫铁13。

传感器组2中的传感器为光幕传感器，传感器组由上部传感器和下部传感器组成，上部传感器包括上部发射器14与上部接收器15，上部传感器位于所述待检测轴类零件的上侧；下部传感器包括下部发射器16与下部接收器17，下部传感器位于所述待检测轴类零件的下侧，通过采用双头(待测轴类零件上下两侧)设置方式，可解决工业测量中大尺寸轴类零件测量的难度问题，使得对轴类零件的测量精度更高、稳定性更好。

导轨4为第一电机9控制的丝杠导轨，在导轨4两端分别装有第一限位开关10和第二限位开关；第一电机9位于自由导轨的外侧，通过第一电机9带动丝杠12转动。

导轨4采用的是伺服电机闭环控制的丝杠导轨，通过伺服电机带动丝杠导轨4上的丝杠12转动；伺服电机控制器具体为WNMPC08-300BB步进闭环控制器。

回转平台5与顶尖尾座6通过拨动顶尖11对待检测的轴类零件7进行夹紧支撑。

回转平台5采用第二电机控制，第二电机也为伺服电机。

结合实施例来说明该大尺寸轴类零件高精度测量装置的具体使用方法，该方法包括：

待检测轴类零件7通过拨动顶尖11与顶尖尾座6夹紧支撑，保持静止状态；

第一电机9通电，带动丝杠12转动，在丝杠12的带动下，导轨滑块8可沿轴向方向平稳移动，传感器组2随导轨滑块8一起运动，同时上部传感器与下部传感器分别输出两组模拟量信号；

光栅尺3随导轨4滑块移动，每次移动到一个固定位置，光栅尺3会输出脉冲信号并通过数据采集卡进行采集，当移动到轴末端时，导轨滑块8触碰第一限位开关10，第一电机9断电，传感器组2停止运动；

伺服电机控制器运动停止后，得到由两组模拟量信号及脉冲信号组成的三组数据，利用三组数据可得到整根轴的外形边线，并可求取轴上的轴径及长度尺寸。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种大尺寸轴类零件高精度测量装置，其特征在于：包括支撑平台、传感器组、导轨、回转平台及顶尖尾座，在所述支撑平台上设置所述导轨，所述导轨上滑动连接有导轨滑块，所述导轨滑块上垂直安装有安装架，所述传感器组固定在所述安装架上；所述支撑平台的工作面两端分别设置有支座和自由导轨，所述顶尖尾座安装在所述自由导轨上，所述回转平台安装在所述支座上；所述回转平台与所述顶尖尾座对待检测的轴类零件进行夹紧支撑。

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸轴类零件高精度测量装置，其特征在于：所述大尺寸轴类零件高精度测量装置还包括有光栅尺，所述光栅尺与所述导轨平行固定在所述支撑平台的台面上，所述光栅尺的表头与所述导轨滑块固定在一起。

3.根据权利要求1所述的一种大尺寸轴类零件高精度测量装置，其特征在于：所述支撑平台的底面对称布置有若干机床垫铁。

4.根据权利要求1所述的一种大尺寸轴类零件高精度测量装置，其特征在于：所述传感器组中的传感器为光幕传感器，所述传感器组由上部传感器和下部传感器组成，所述上部传感器包括上部发射器与上部接收器，所述上部传感器位于所述待检测轴类零件的上侧；所述下部传感器包括下部发射器与下部接收器，所述下部传感器位于所述待检测轴类零件的下侧。

5.根据权利要求1所述的一种大尺寸轴类零件高精度测量装置，其特征在于：所述导轨为第一电机控制的丝杠导轨，在所述导轨两端分别装有第一限位开关和第二限位开关；所述第一电机位于所述自由导轨的外侧。

6.根据权利要求5所述的一种大尺寸轴类零件高精度测量装置，其特征在于：所述导轨采用的是伺服电机闭环控制的丝杠导轨，通过所述伺服电机带动丝杠导轨上的丝杠转动；所述伺服电机控制器具体为WNMPC08-300BB步进闭环控制器。

7.根据权利要求1所述的一种大尺寸轴类零件高精度测量装置，其特征在于：所述回转平台与所述顶尖尾座通过拨动顶尖对所述待检测的轴类零件进行夹紧支撑。

8.根据权利要求1所述的一种大尺寸轴类零件高精度测量装置，其特征在于：所述回转平台采用第二电机控制，所述第二电机也为伺服电机。

9.一种进行大尺寸轴类零件高精度自动测量的方法，所述方法应用于权利要求1所述的大尺寸轴类零件高精度测量装置，其特征在于，包括：

所述待检测轴类零件通过所述拨动顶尖与所述顶尖尾座夹紧支撑，保持静止状态；

所述第一电机通电，带动所述丝杠转动，在所述丝杠的带动下，所述导轨滑块可沿轴向方向平稳移动，所述传感器组随所述导轨滑块一起运动，同时所述上部传感器与所述下部传感器分别输出两组模拟量信号；

所述光栅尺随导轨滑块移动，每次移动到一个固定位置，所述光栅尺会输出脉冲信号并通过数据采集卡进行采集，当移动到轴末端时，所述导轨滑块触碰第一限位开关，所述第一电机断电，所述传感器组停止运动；

伺服电机控制器运动停止后，得到由所述两组模拟量信号及所述脉冲信号组成的三组数据，利用所述三组数据可得到整根轴的外形边线，并可求取轴上的轴径及长度尺寸。