CN107345796A - 一种零件外表面的测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种零件外表面的测量装置，在竖直方向由上到下依次包括：定位工装，竖直方向具有一通孔，用于对待测工件导向；测量机构，竖直方向具有一与定位工装通孔同轴的通孔作为测量腔，该测量机构对该测量腔内被测工件外表面进行测量；可旋转工装，具有一承载待测工件的可旋转的承载座，于上述通孔下方设置，且具有一同轴的通孔；可竖直方向移动的顶杆，由下向上穿过所述承载座、测量机构，伸入到定位工装的通孔内。还相应的提供了一种测量方法。通过本发明可获得被测工件的外周特定位置的多种数据，从而提高了检测范围，也为这些数据的后续使用提供支撑。

Description

一种零件外表面的测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及一种零件外表面的测量装置及测量方法。

背景技术

活塞是往复活塞式压缩机的关键零件，活塞在气缸内不断地往复运动，气缸便循环地吸气、压缩和排气。活塞与气缸的配合间隙主要影响压缩机的运动精度进而间接影响压缩机的性能，因此活塞的多截面处的直径，对其尺寸、平整度等数据均需进行测量，以判断是否达到所要求的标准。

例如，中国专利申请号CN201320177474.4的专利申请就公开了一种用于活塞的检测装置，其通过旋转机构驱动待测活塞的旋转，并根据摄像头所连续采集的活塞图像来与存储的标准图像进行比对的差异，来判断活塞是否合格。目前，该检测方法存在下述缺陷：

由于其基于采集的图像与所存储的标准图像的比对方式判断活塞是否合格，导致其不能获得例如尺寸、外周周长、平整度等具体数据，也由此导致其检测范围有限。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种零件外表面的测量装置及测量方法，可获得被测工件的外周特定位置的多种数据，从而提高了检测范围，也为这些数据的后续使用提供支撑。

本发明提供的零件外表面的测量装置，在竖直方向由上到下依次包括：

定位工装，竖直方向具有一通孔，用于对待测工件导向；

测量机构，竖直方向具有一与定位工装通孔同轴的通孔作为测量腔，该测量机构对该测量腔内被测工件外表面进行测量；

可旋转工装，具有一承载待测工件的可旋转的承载座，于上述通孔下方设置，且具有一同轴的通孔；

可竖直方向移动的顶杆，由下向上穿过所述承载座、测量机构，伸入到定位工装的通孔内。

由上，通过顶杆将从定位工装进入的工件送入测量机构的测量腔，并通过将测量腔内的工件进行旋转及测量，从而可以获得被测工件的外周特定位置尺寸、周长、平整度等多种数据，从而提高了检测范围，也为这些数据的后续使用提供支撑。

可选的，所述定位工装包括具有朝上呈喇叭状的通孔；该通孔下部的孔径与测量机构的通孔内径相同。

由上，通过呈喇叭状的通孔可以将工件顺畅导入定位工装并进入测量机构测量腔，该喇叭状的通孔尤其利于使得圆柱状的工件调整为轴向竖直的向下输送。

可选的，所述测量机构为气动传感器，所述作为测量腔的通孔侧壁上具有气动传感器所用的气孔。

由上，由于测量腔与被测工件采用包围式结构的非开放性结构特点、间距小的特点，尤其适用气动传感器，检测准确且快速。

可选的，所述气动传感器所用的气孔包括至少两个，于竖直方向不同高度设置。

由上，通过竖直方向不同高度，可以同时检测工件不同高度的上述多种数据，检测效率高，获得的数据完整。

可选的，所述可旋转工装还包括支撑所述承载座的筒状旋转体；所述测量机构下方还设置一支撑座，其中心具有正对测量机构通孔的一通孔，与所述筒状旋转体外周滑动连接。

由上，通过筒状旋转体，可以将驱动其转动的气缸距离下方一定距离设置，通过支撑座可以很好的对筒状旋转体的旋转起到支撑和定位作用。

可选的，所述承载座可竖直方向移动。

由上，通过承载座的竖直方向的移动，使得气动传感器可以对应工件的不同高度，从而可以获得工件不同高度的上述多种数据。

可选的，所述顶杆位于所述通孔、所述承载座的中心位置。

由上，在顶杆下降过程中，可以尽量的使得工件位于各个通孔中心下移，尽量与各通孔侧壁少接触、以及可以尽量被承载于承载座的中心位置，旋转时可以尽量保持在正中位置进行旋转。

本发明还提供了基于上述测量装置的测量方法，包括：

驱动顶杆上移伸入定位工装的通孔，承载进入定位工装的被测工件；

驱动顶杆下移，将被测工件托送至测量机构的作为测量腔的通孔内，并被可旋转工装的承载座所承载；

驱动所述承载座旋转以带动其承载的被测工件旋转，由测量机构对被测工件外表面进行测量。

由上，通过顶杆将从定位工装进入的工件送入测量机构的测量腔，并通过将测量腔内的工件进行旋转及测量，从而可以获得被测工件的外周特定位置尺寸、周长、平整度等多种数据，从而提高了检测范围，也为这些数据的后续使用提供支撑。

可选的，还包括：测量结束后，驱动顶杆上移伸入定位工装的通孔，将所述被测工件托送至定位工装外。

由上，通过顶杆将工件送出，便于该工件的取出，及下一被检测工件的放入。

可选的，还包括：驱动所述承载座在竖直方向不同高度位置，分别旋转以带动其承载的被测工件旋转，由测量机构对被测工件外表面进行测量。

由上，通过承载座的竖直方向的移动，使得气动传感器可以对应工件的不同高度，从而可以获得工件不同高度的上述多种数据。

附图说明

图1为测量装置的主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的右视的部分剖视图。

具体实施方式

下述实施例中，所述柱状零件以活塞900为例进行说明。通过本发明测量装置可实现对多品种工件的自动测量，有利于提高检测精度和检测效率。

具体参见附图，对本发明提供的柱状零件的精密测量装置进行详细描述，竖直方向由上到下依次包括：

定位工装100，位于顶部设置，中心具有朝上呈喇叭状的通孔，该通孔底部孔径收敛至内径与柱状零件的外径基本相同，使得待测活塞900可以顺畅的轴向竖直的落入所述通孔，并对工件进行精确定位；

采用气动传感器的自动精密测量机构200，用以对工件进行测量，其位于定位工装100底部，中心具有与定位工装100连通的通孔，该通孔内径与定位工装100底部通孔内径相同，且同轴设置，该通孔构成测量腔，内壁上设置有气动传感器所用气孔；

支撑座300，其中心具有与一通孔，正对气动传感器自动精密测量机构200的通孔同轴设置。该支撑座300主体用于支撑其上的自动精密测量机构200和定位工装100，该支撑座300的通孔与下述可旋转工装400的筒状旋转体402外周滑动连接，用于支撑该筒状旋转体。

可旋转工装400，其包括用来承载待测活塞的承载座401、位于承载座401下方、支撑该承载座401的筒状旋转体402。可旋转工装 400正对气动传感器自动精密测量机构300的通孔设置，且承载座401 中心具有一通孔，该通孔与后述第二气缸600驱动的顶杆610滑动连接；

第一气缸410，位于所述可旋转工装400底部，用于驱动所述可旋转工装400的筒状旋转体402旋转，以带动筒状旋转体402承载着待测活塞的承载座401进行旋转；其中心具有一通孔，且同轴设置。该通孔与后述第二气缸600驱动的顶杆610滑动连接；

第二气缸600，位于所述第一气缸410底部，该第二气缸600驱动一竖直方向可上下移动的一顶杆610。该顶杆610可向上伸出，依次穿过第一气缸410中心通孔、可旋转工装400筒状旋转体402和承载座401中心通孔、支撑座300中心通孔、气动传感器自动精密测量机构200中心通孔、伸入定位工装100通孔内，承接下落的活塞900；该顶杆610向下缩回至低于定位工装100时，托着其上的活塞900下降落入气动传感器自动精密测量机构200内，并被可旋转工装400承载座所承载。

另外，所述可旋转工装400的承载座401还可设置为可升降，则可进一步测量不同高度位置的活塞的外周数据。

其中，上述支撑座300可安装到支撑平台500的上支撑板上，第二气缸600可安装到安装平台500下支撑板上，第一气缸410可安装到安装平台500的上下支撑板之间。

下面结合上述结构描述，对本发明所述柱状零件的精密测量装置的工作原理进行描述：

S1：控制装置接收到即将测量待测活塞的信号，触发第二气缸600 驱动其顶杆610移动至上位。

S2：将待测活塞从预定位工装放入，控制装置接收到工件被正确放稳的信号后，触发第二气缸600驱动其顶杆610托着待测活塞移动至下位。下移过程中，由定位工装100对待测活塞进行定位，并进入气动传感器自动精密测量机构200的通孔内，并被置于可旋转工装400的承载座401上。

S3：控制装置接收到工件定位到位的信号后，然后触发第一气缸 410驱动可旋转工装400的筒状旋转体402旋转，带动其上的承载座 401承载待测活塞旋转运动；并触发气动传感器自动精密测量机构200 对工件的截面直径进行测量；旋转过程中并由气动传感器自动精密测量机构200进行测量，从而形成对活塞外圆周各个位置的测量(上下设置的、固定位置的机构气动测头连续测量旋转的被测工件，从而得到被测工件几个位置的外表面数据)，的并将测量数据传输至终端机(个人电脑)进行后期数据处理。

S4：测量完成后，第一气缸410复位，第二气缸600驱动其顶杆上移，将当前被测活塞顶至预定位工装位置，由操作员将工件被取出，整个测量装置等待下一个被测工件的进入。

通过上述活塞的精密测量装置可实现工件外径的自动测量，可实现测量重复精度为0.5μm；同时，更换工装和测头方便可靠，可实现利用同一测量装置对多品种工件进行测量，适用范围广。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种零件外表面的测量装置，其特征在于，在竖直方向由上到下依次包括：

定位工装，竖直方向具有一通孔，用于对待测工件导向；

测量机构，竖直方向具有一与定位工装通孔同轴的通孔作为测量腔，该测量机构对该测量腔内被测工件外表面进行测量；

可旋转工装，具有一承载待测工件的可旋转的承载座，于上述通孔下方设置，且具有一同轴的通孔；

可竖直方向移动的顶杆，由下向上穿过所述承载座、测量机构，伸入到定位工装的通孔内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述定位工装包括具有朝上呈喇叭状的通孔；该通孔下部的孔径与测量机构的通孔内径相同。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量机构为气动传感器，所述作为测量腔的通孔侧壁上具有气动传感器所用的气孔。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述气动传感器所用的气孔包括至少两个，于竖直方向不同高度设置。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述可旋转工装还包括支撑所述承载座的筒状旋转体；

所述测量机构下方还设置一支撑座，其中心具有正对测量机构通孔的一通孔，与所述筒状旋转体外周滑动连接。

6.根据权利要求1或5所述的装置，其特征在于，所述承载座可竖直方向移动。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述顶杆位于所述通孔、所述承载座的中心位置。

8.一种基于权利要求1至7任一测量装置的测量方法，其特征在于，包括：

驱动顶杆上移伸入定位工装的通孔，承载进入定位工装的被测工件；

驱动顶杆下移，将被测工件托送至测量机构的作为测量腔的通孔内，并被可旋转工装的承载座所承载；

驱动所述承载座旋转以带动其承载的被测工件旋转，由测量机构对被测工件外表面进行测量。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

测量结束后，驱动顶杆上移伸入定位工装的通孔，将所述被测工件托送至定位工装外。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

驱动所述承载座在竖直方向不同高度位置，分别旋转以带动其承载的被测工件旋转，由测量机构对被测工件外表面进行测量。