CN106052749A - 一种用于管类检测的终检监视仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检测管类零件的终检监视仪，包括检测夹具、传感器、通信线、微机及软件系统，软件系统包括检测、调试、设置、退出和显示子程序五个模块，检测模块主要包括测量模块、计算模块、判断模块和驱动模块。本发明的有益效果是：通过零件终检获取的数据，不仅能够对产品的质量进行检测，还能够能对工艺能力进行监视，在产品出现质量问题之前，提醒操作者及时采取措施，防止工艺能力的下降，提前预防次品的产生。

Description

一种用于管类检测的终检监视仪

技术领域

本发明涉及产品检测技术领域，尤其是一种用于管类检测的终检监视仪。

背景技术

管类零件是机械领域极为常见的零件，在现代工业中应用广泛。生产线的工艺能力，是指生产工序在一定时间内处于稳定状态下的实际加工能力。它反映某一工艺在稳定状态下，所加工的产品质量特性值的总体离散程度，而产品质量是工艺能力的综合反映。在管类零件的实际生产过程中，常因工艺能力的缓慢下降，造成产品频繁的出现质量问题。

而目前管类零件生产过程中仅凭经验来判断工艺能力，传统的管类零件终检设备只是单纯的检测产品的形状误差和位置误差，例如简单的测量分析管类零件的位置度或同轴度，来判断产品是否合格，并没有对生产线工艺能力的监视功能。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种既能检测产品质量又能监视工艺能力的管类零件终检监视仪。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于检测管类零件的终检监视仪，包括检测夹具、传感器、通信线、微机及软件系统，所述检测夹具将被检产品定位、且夹紧,所述传感器用于检测被测件检测点的位移数据，所述通信线将这些数据传送到微机。

优选地，所述检测夹具随检测对象改变而变，不能通用。

优选地，所述的软件系统包括检测、调试、设置、退出和显示子程序五个模块。

优选地，所述检测模块主要包括测量模块、计算模块、判断模块和驱动模块，所述测量模块是通过传感器采集数据并汇总至微机，所述计算模块采用快速检测和快速算法将采集到的指标数据(位置度、圆度、平面度或同轴度等)与允许公差进行比较，所述判断模块利用计算得到的数据判断产品是否合格，所述驱动模块接收判断模块的输出信号并打印合格产品的生产批号。

优选地，所述调试模块包括传感器环境实时调试功能和硬件清零功能，所述设置模块通过文件设置来定义其被测点、零位补偿、公差值等数据，所述退出模块包括退出软件、数据保存和当日记录数据打印功能，所述显示子程序是时间中断程序，每秒更新数据数次，采用时间中断方式调用。

由于采用了上述技术方案，本发明在的设置有多种检测夹具，能够准确的检测各种管类产品形位公差，又可以通过软件系统，对检测到的数据进行统计分析，从而对工艺能力进行监视。

附图说明

图1是本发明的结构图；

图2是本发明的连接图；

图3是本发明的软件系统框架图；

图4是本发明的主程序框图；

图5是本发明实施例的圆度计算辅助图；

图6是本发明实施例的同轴度计算辅助图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1并结合图2至图4所示，本发明提供的一种用于检测管类零件的终检监视仪，包括检测夹具、传感器、通信线、微机及软件系统，所述检测夹具将被检产品定位、且夹紧,所述传感器用于检测被测件检测点的位移数据，所述通信线将这些数据传送到微机。

进一步的，所述检测夹具随检测对象改变而变，不能通用。

进一步的，所述的软件系统包括检测、调试、设置、退出和显示子程序五个模块。

进一步的，所述检测模块主要包括测量模块、计算模块、判断模块和驱动(打标机)模块，所述测量模块是通过传感器采集数据并汇总至微机，所述计算模块采用快速检测和快速算法将采集到的指标数据(位置度、圆度、平面度或同轴度等)与允许公差进行比较，所述判断模块利用计算得到的数据判断产品是否合格，所述驱动模块接收判断模块的输出信号并打印合格产品的生产批号。

进一步的，所述调试模块包括传感器环境实时调试功能和硬件清零功能，所述设置模块通过文件设置来定义其被测点、零位补偿、公差值等数据，所述退出模块包括退出软件、数据保存和当日记录数据打印功能，所述显示子程序是时间中断程序，每秒更新数据数次，采用时间中断方式调用。

检测的产品大于10个以后，软件系统开始计算管类零件的位置度、平面度、圆度和同轴度，判断产品是否合格；并计算检测点的方差和均值，进一步计算工艺能力系数，从而分析工艺能力。

检测的产品大于10个以后，软件系统还开始统计尺寸平均值、工艺能力系数值，从而对工艺能力进行监视。

软件主要由检测、调试、设置和退出四个模块组成。显示程序是时间中断程序，每秒更新数据数次，采用时间中断方式调用。

检测模块主要完成测量、计算、判断和驱动(打标机)功能。测量是指对各传感器采集数据，并将这些数据传送到微机。计算是指将上述采集到的数据通过计算得到指标数据：位置度、圆度、平面度或同轴度等终检指标，将这些指标数据与允许公差进行比较，全部指标在允许范围内，则“合格”，并输出信号驱动打标机，打印生产批号；若有一个指标超出允许值，则显示“不合格”，以及显示那些不超标的数据(用红色警示)，操作者依据，修复那些可修复的被测件，或放入废品收件箱内。

其中计算方法均按管类零件的工艺产生误差的特点，位置度、平面度、圆度及同轴度，均采用快速检测和快速算法。调试模块提供实时调试传感器环境，使传感器零位和软件的零位一致，并提供硬件清零等功能。设置模块提供形成设置文件功能，这个终检仪软件是通用的，不同的被测对象，通过设置文件来定义其被测点、零位补偿、公差值等数据。退出模块，主要完成退出软件是所有数据保存和当日记录数据的打印等功能。

实施案例一：位置度计算,假设管芯上N个点的坐标分别为X1和Y1、X2和Y2…X_N、Y_N，其与设计值之间的增量为：Δ_x1、Δ_x2…Δ_xN，Δ_y1，Δ_y2…Δ_yN，J(j＝1,2，…N)点的位置度Δ_wj为：

$\begin{array}{cc}{\mathrm{\Δ}}_{Wj}=\sqrt{{\mathrm{\Δ}}_{xj}^2-{\mathrm{\Δ}}_{yj}^2}& \left(j=1,2,\mathrm{...}N\right)\end{array}---\left(1\right)$

式中Δ_xj和Δ_yj是j点对应的坐标Xj和Yj的增量。

实施案例二：平面度计算，设有N个传感器垂直于被测表面，测量时j增量式传感器的增量位移为Δj，若其最大值为Δmax和最小值为Δmin，则平面度误差Δp为：

$\left.\begin{array}{c}{\mathrm{\α}}_{\max }=\underset{1\≤j\≤N}{Max}\left\{{\mathrm{\Δ}}_j\right\}\\ {\mathrm{\α}}_{\min }=\underset{1\≤j\≤N}{Min}\left\{{\mathrm{\Δ}}_j\right\}\\ {\mathrm{\Δ}}_P={\mathrm{\α}}_{\max }-{\mathrm{\α}}_{\min }\end{array}\right\}---\left(2\right)$

采用几(N)个传感器，一般视被测平面大小而定，对于小型管类组件的端部法兰平面而言，一般N取4-8。

实施案例三：圆度计算，圆度测量采用四个位移传感器，分别布置与二个互相垂直的直径方向上，由于管类零件圆度误差主要由弯管工艺形成，圆度误差均与弯曲方向有关。

四个位移传感器测量零件的半径增量分别为Δ₁、Δ₂、Δ₃和Δ₄，对应于四个位移传感器的四个半径分别为r₁＝r₀+Δ₁、r₂＝r₀+Δ₂、r₃＝r₀+Δ₃和r₄＝r₀+Δ₄。

定义D₁为r₁和r₃方向的直径，D₂为r₂和r₄方向的直径，零件的圆度误差

Δ_y＝|D₁-D₂|＝|Δ₁+Δ₃)–(Δ₂+Δ₄) (3)

其中零件的管径检测必须满D_min≤{D₁,D₂}≤D_max，式中D_min和D_max分别为管径的上限和下限尺寸。

实施案例四：同轴度计算，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(4)式表示：

成立，则被测件为合格产品，反之，如(5)式不成立，则被测件为不合格产品。

实施案例五:工艺能力计算与质量监控

(1)误差的统计计算

检测到的被测点的坐标数据，组成数组序列:

{X_i,j}i＝1,2,3…N；j＝1,2…M。

i传感器编号，1,2…N(共N个传感器)

j检测序列号，1,2…M(共检测M各被测件)

并计算其均值和方差：

$\begin{array}{cc}{\stackrel{\‾}{x}}_j=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{x}_i}{N}& (i=1,2...M)\end{array}---\left(6\right)$

$\begin{array}{cc}{\mathrm{\σ}}_j=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}(x_{i,j}-{\stackrel{\‾}{x}}_j)}{N}}& (i=1,2,...N;j=1,2,...M)\end{array}---\left(7\right)$

(2)工艺能力分析

设检测点j(j＝1,2…N)对应的设计允许公差带Δ_j，则工艺能力系数C_pj:

$\begin{array}{cc}{C}_{pj}=\frac{{\mathrm{\Δ}}_j}{6{\mathrm{\σ}}_j}& (j=1,2,...N)\end{array}---\left(8\right)$

当C_pj>1.33时，表示形成j点坐标尺寸的工艺能力充足，当1.33≥C_pj>1时工艺能力勉强，予以适当关注；当1≥C_pj>0.67时表示工艺能力不足，应密切注意，或采取适当措施；当0.67≥C_pj，则工艺能力差，对应工艺必须加以改进。当工艺能力系数勉强、不足或差时，提醒操作者，予以注意。

工艺尺寸分布图分析，采用直方图可清晰看到对应工艺尺寸分布情况。x轴范围为y轴范围是0-100％。

本发明不仅能够准确的检测管类零件，而且能够对其生产的工艺能力进行监视。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于检测管类零件的终检监视仪，其特征在于：包括检测夹具、传感器、通信线、微机及软件系统，所述检测夹具将被检产品定位、且夹紧,所述传感器用于检测被测件检测点的位移数据，所述通信线将这些数据传送到微机。

2.根据权利1所述的一种用于检测管类零件的终检监视仪，其特征在于：所述检测夹具随检测对象改变而变，不能通用。

3.根据权利要求1所述的一种用于检测管类零件的终检监视仪，其特征在于：所述的软件系统包括检测、调试、设置、退出和显示子程序五个模块。

4.根据权利要求要求3所述的软件系统，其特征在于：所述检测模块主要包括测量模块、计算模块、判断模块和驱动模块，所述测量模块是通过传感器采集数据并汇总至微机，所述计算模块采用快速检测和快速算法将采集到的指标数据与允许公差进行比较，所述判断模块利用计算得到的数据判断产品是否合格，所述驱动模块接收判断模块的输出信号并打印合格产品的生产批号。

5.根据权利要求3所述的软件系统，其特征在于：所述调试模块包括传感器环境实时调试功能和硬件清零功能，所述设置模块通过文件设置来定义其被测点、零位补偿、公差值等数据，所述退出模块包括退出软件、数据保存和当日记录数据打印功能，所述显示子程序是时间中断程序，每秒更新数据数次，采用时间中断方式调用。