CN107806839A - 一种便捷式精密锥度测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便捷式精密锥度测量装置，属于测量装置领域，其中包括：环轨以及外锥度测量装置；环轨两端所延伸的管状空间内形成用于放置被测工件的放置区；外锥度测量装置与环轨移动配合，以使外锥度测量装置绕放置区、沿环轨滑移；外锥度测量装置包括第一基体以及多个第一激光测距探头，多个第一激光测距探头均设置在第一基体上，第一基体与环轨移动配合；多个第一激光测距探头的延长线相互平行，且所朝方向一致，均朝向放置区。其能简化对工件进行测量的步骤，提高测量装置的通用性。

Description

一种便捷式精密锥度测量装置
技术领域
本发明涉及一种测量装置，尤其涉及一种便捷式精密锥度测量装置。
背景技术
目前，市场上的车床主轴、外联式主轴等，其轴芯鼻端内孔、鼻端外周位置都有配合锥度面特征。品管等部门在检测轴芯鼻端或者其他部位内锥孔、外锥面锥度是否满足设计要求的时候，一般情况下都是用标准的锥棒、锥度塞规结合油泥，通过观看油泥在轴芯上的覆盖率来衡量内孔锥度；采用三坐标测量仪结合探针测量相应位置的外锥度大小。外锥度的测量在三坐标测量仪的作用下可以方便做到，但是内锥度的测量恒定方法有一定的局限性，对操作师傅的首发要求较高，一旦锥棒或者塞规的轴线于轴芯的轴线歪斜，就会出现测量工具于轴芯配合处歪斜卡死的现象，对轴芯锥度的测量精度带来一定的影响，造成测量结果不准的情况；另外，内锥度测量锥棒在制作加工过程中也会因为机床加工精度的音速，造成本身锥度误差，进而影响锥度的测量；锥棒的使用针对性比较强，只能测量相对应的某一锥度的锥面特征，当测量其他规格的内孔锥度特征时，就需要制造新的锥棒，通用性差。
总的来说，在测量内孔锥度的情况下，利用锥棒测量锥度存在操作困难的情况，检具精度受加工机床的限制，本身带有误差积累，且通用性差。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种便捷式精密锥度检测装置，在保证能测量出工件的外部锥度前提下，减少操作过程的难易程度。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种便捷式精密锥度测量装置，包括：
环轨以及外锥度测量装置；所述环轨两端所延伸的管状空间内形成用于放置被测工件的放置区；所述外锥度测量装置与所述环轨移动配合，以使所述外锥度测量装置在所述放置区内绕所述环轨滑移；所述外锥度测量装置包括第一基体以及多个第一激光测距探头，多个所述第一激光测距探头均设置在所述第一基体上，所述第一基体与所述环轨移动配合；多个所述第一激光测距探头的延长线相互平行，且均朝向所述放置区。
进一步地，所述便捷式精密锥度测量装置还包括内锥度测量装置，所述内锥度测量装置以可相对于所述环轨转动的方式设置在所述放置区内；所述内锥度测量装置包括第二基体以及多个第二激光测距探头；多个所述第二激光测距探头均设置在所述第二基体上，多个所述第二激光测距探头的延长线相互平行，且均朝向所述放置区的外部。
进一步地，所述便捷式精密锥度测量装置还包括驱动控制器、数据接收处理模块以及人机交互系统；所述驱动控制器分别与所述第一基体和所述第二基体连接，用于控制所述第一基体沿所述环轨移动、以及驱动所述第二基体相对于所述环轨转动；所述人机交互系统分别与所述驱动控制器和所述数据接收处理模块电路连接，用于对所述驱动控制器传达指令，并接收外锥度测量装置和所述内锥度测量装置测量所得数值，将所得数值传输给所述数据接收处理模块进行计算，最终所述数据接收处理模块将计算所得结果反馈给所述人机交互系统。
进一步地，所述便捷式精密锥度测量装置还包括支撑板；所述环轨设置在所述支撑板上；所述放置区内，位于所述支撑板上，形成有用于支撑所述被测工件的支撑面；所述内锥度测量装置以可相对于所述支撑板转动的方式设置在所述支撑面上。
进一步地，多个所述第一激光测距探头沿垂直于所述支撑面方向排列设置在所述第一基体上；多个所述第一激光测距探头的延长线和多个所述第二激光测距探头的延长线相互平行。
进一步地，所述第二基体为柱状结构，多个所述第二激光测距探头沿垂直于所述支撑面方向排列设置在所述第二基体上；所述第二基体的轴心线垂直于所述支撑面。
进一步地，所述支撑面上还设有用于支承所述被测工件的支撑环；所述支撑环的中轴线与所述第二基体的轴心线重合。
进一步地，所述第二基体的轴心线与所述被测工件的轴心线重合。
进一步地，所述环轨还设有用于调节所述外锥度测量装置相对于所述环轨位置的调节组件。
进一步地，所述调节组件包括电动滑座、第一连杆和第二连杆；所述电动滑座滑动扣合于所述环轨；所述第一连杆一端设置在所述电动滑座上，所述第一连杆的另一端朝远离所述环轨方向延伸；所述第二连杆一端与所述第一连杆的杆体滑动配合，以使所述第二连杆可沿所述第一连杆所延伸方向移动；所述第二连杆的另一端与所述外锥度测量装置活动配合。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明利用外锥度测量装置的多个第一激光测距探头分别对被测工件外锥面进行测量，利用非物理性接触测量，结合相对应的模糊控制算法，得出被测工件的外锥度测量结果。第一基体沿环轨方向移动，使多个第一激光测距探头绕被测工件对被测工件进行测距，最后通过相应的模糊控制算法以及三角函数算法，将多个第一激光测距探头所得数据进行计算得出被测工件外锥面的锥度。通过该种方式对被测工件进行测量，避免了机械测量的误差累积，通过控制计算可将测量所得数值实现自动补偿，消除误差，并在不改变原装置基本结构特征的前提下做到通用性检测，通用性强，精度更高。
附图说明
图1为本发明便捷式精密锥度测量装置结构示意图；
图2为本发明便捷式精密锥度测量装置剖视图；
图3为本发明外锥度测量装置结构示意图；
图4为本发明内锥度测量装置结构示意图。
图中：10、环轨；11、放置区；20、外锥度测量装置；21、第一基体；22、第一激光测距探头；30、调节组件；31、电动滑座；32、第一连杆；33、第二连杆；40、被测工件；50、内锥度测量装置；51、第二基体；52、第二激光测距探头；53、电机；70、支撑板；71、支撑面；72、支撑环。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1～4所示，本发明提供一种便捷式精密锥度测量装置，利用非物理性接触的方式对被测工件40进行测量，避免了机械测量的误差累积以及解决了测量检具通用性差等问题，该便捷式精密锥度测量装置包括：环轨10以及外锥度测量装置20；环轨10两端所延伸的管状空间内形成用于放置被测工件40的放置区11；外锥度测量装置20与环轨10移动配合，以使外锥度测量装置20在放置区11内绕环轨10滑移；外锥度测量装置20包括第一基体21以及多个第一激光测距探头22，多个第一激光测距探头22均设置在第一基体21上，第一基体21与环轨10移动配合；多个第一激光测距探头22的延长线相互平行，且所朝方向一致，均朝向放置区11。
在上述方案实施过程中，被测工件40可功过夹具件进行定位固定，以将被测工件40固定定位在放置区11内，如机械手，通过变成将加工成品区和放置区11通过机械手连接，加工成品区输出加工完成的被测工件40后，通过机械手直接将被测工件40夹取到放置区11进行测量，降低人力成本，或可在放置区11内加装夹具或平台，以将被测工件40放置在上述夹具或平台上进行测量。通过第一基体21带动多个第一激光测距探头22沿环轨10移动，多个第一激光测距探头22绕被测工件40的外锥面移动，对探头与被测工件40外锥面之间的距离进行测量，以分别得出多个沿被测工件40外周面上的独立数值，该数值的精度为um级，随后通过模糊控制算法，消除机床加工误差对被测工件40锥度特征测量精度的影响，再通过三角函数算法得出被测工件40外锥面的锥度大小。
为了实现在一台装置上能对被测工件40同时实现外锥面以及内孔锥度的测量，便捷式精密锥度测量装置还包括内锥度测量装置50，内锥度测量装置50以可相对于环轨10转动的方式设置在放置区11内，优选的，内锥度测量装置50安装有电机53，其中，电机53的输出轴与内锥度测量装置50固接，且电机53的输出轴垂直于环轨10平面；内锥度测量装置50包括第二基体51以及多个第二激光测距探头52，电机53的输出轴与第二基体51固接；多个第二激光测距探头52均设置在第二基体51上，多个第二激光测距探头52的延长线相互平行，且所朝方向一致，均朝向放置区11的外部。
在内锥度测量装置50实施过程中，第二基体51与第二激光测距探头52通过电机53带动位于放置区11内旋转，多个第二激光测距探头52旋转后测量得出探头与被测工件40内孔面的多个长度数值，随后通过模糊控制算法，消除机床加工误差对被测工件40内锥度特征测量精度的影响，再通过三角函数算法得出被测工件40内锥面的锥度大小，以实现外锥度测量装置20绕被测工件40外周面移动测量的同时，内锥度测量装置50也在被测工件40的孔内旋转，对被测工件40的外锥面以及内锥面一同测量得出两者的尺寸与锥度。
作为优选的实施方式，便捷式精密锥度测量装置还包括驱动控制器、数据接收处理模块以及人机交互系统；驱动控制器分别与第一基体21和第二基体51连接，具体的，驱动控制器分别与电动滑座31以及电机53连接，用于控制第一基体21沿环轨10移动、以及驱动第二基体51相对于环轨10转动；人机交互系统分别与驱动控制器和数据接收处理模块电路连接，用于对驱动控制器传达指令，并接收外锥度测量装置20和内锥度测量装置50测量所得数值，将所得数值传输给数据接收处理模块进行计算，最终数据接收处理模块将计算所得结果反馈给人机交互系统。
优选的，便捷式精密锥度测量装置还包括支撑板70；环轨10设置在支撑板70上；放置区11内，位于支撑板70上，形成有用于支撑被测工件40的支撑面71；内锥度测量装置50以可相对于支撑板70转动的方式设置在支撑面71上，在本发明实施过程中，被测工件40的鼻端端面放置在支撑板70上，置于支撑面71上，并套设在内锥度测量装置50的外围，通过内锥度测量装置50相对被测工件40旋转，外锥度测量装置20绕被测工件40外周旋转，以测量得出被测工件40内锥面以及外锥面的尺寸以及锥度。
为了使被测工件40的外锥面以及内锥面能在测量时得数更准确，多个第一激光测距探头22沿垂直于支撑面71方向排列设置在第一基体21上；多个第一激光测距探头22的延长线和多个第二激光测距探头52的延长线相互平行。
具体的，第二基体51为柱状结构，多个第二激光测距探头52沿垂直于支撑面71方向排列设置在第二基体51上；第二基体51的轴心线垂直于支撑面71。
由于部分工件内锥面或外锥面较短，在实际测量过程中，内锥度测量装置50以及外锥度测量装置20无法太过于靠近支撑面71对被测工件40进行测量，因此，支撑面71上还设有用于支承被测工件40的支撑环72，支撑环72可将被测工件40支起，方便内锥度测量装置50以及外锥度测量装置20的测量；支撑环72的中轴线与第二基体51的轴心线重合，环绕在内锥度测量装置50的外围。
第二基体51的轴心线与被测工件40的轴心线重合，以使第二基体51旋转时，轴心线始终处于被测工件40的轴芯部分，使第二激光测距探头52测出数值误差更低。
环轨10还设有用于调节外锥度测量装置20相对于环轨10位置的调节组件30，以调节外锥度测量装置20相对于环轨10以及支撑板70的位置。
调节组件30包括电动滑座31、第一连杆32和第二连杆33；电动滑座31滑动扣合于环轨10；第一连杆32一端设置在电动滑座31上，第一连杆32的另一端朝远离环轨10方向延伸；第二连杆33一端与第一连杆32的杆体滑动配合，以使第二连杆33可沿第一连杆32所延伸方向移动；第二连杆33的另一端与外锥度测量装置20活动配合。
在本发明使用过程中，在对被测工件40进行测量之前，先将一个锥度标准工装筒放置在支撑环72上，人机交互系统控制驱动控制器，驱动电动滑座31以及电机53工作，以采集第一激光测距探头22与第二激光测距探头52与标准工装外锥面和内锥面的距离数值，然后在环绕的过程中，将数据发送到数据接收处理模块，计算锥度并与标准工装的锥度进行对比计算，用以修正系统测量误差。之后将标准工装更换成被测工件40，将被测工件40放置在支撑环72上，通过人机交互系统、驱动控制器驱动电动滑座31与电机53重复上述工作步骤，数据接收处理模块再将锥度计算结果输出到人机交互系统上，即可得出该被测工件40锥度的测量结果，以和标准工装的数值做对比。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种便捷式精密锥度测量装置，其特征在于，包括：
环轨以及外锥度测量装置；所述环轨两端所延伸的管状空间内形成用于放置被测工件的放置区；所述外锥度测量装置与所述环轨移动配合，以使所述外锥度测量装置在所述放置区内绕所述环轨滑移；所述外锥度测量装置包括第一基体以及多个第一激光测距探头，多个所述第一激光测距探头均设置在所述第一基体上，所述第一基体与所述环轨移动配合；多个所述第一激光测距探头的延长线相互平行，且均朝向所述放置区。
2.如权利要求1所述的便捷式精密锥度测量装置，其特征在于：所述便捷式精密锥度测量装置还包括内锥度测量装置，所述内锥度测量装置以可相对于所述环轨转动的方式设置在所述放置区内；所述内锥度测量装置包括第二基体以及多个第二激光测距探头；多个所述第二激光测距探头均设置在所述第二基体上，多个所述第二激光测距探头的延长线相互平行，且均朝向所述放置区的外部。
3.如权利要求2所述的便捷式精密锥度测量装置，其特征在于：所述便捷式精密锥度测量装置还包括驱动控制器、数据接收处理模块以及人机交互系统；所述驱动控制器分别与所述第一基体和所述第二基体连接，用于控制所述第一基体沿所述环轨移动、以及驱动所述第二基体相对于所述环轨转动；所述人机交互系统分别与所述驱动控制器和所述数据接收处理模块电路连接，用于对所述驱动控制器传达指令，并接收外锥度测量装置和所述内锥度测量装置测量所得数值，将所得数值传输给所述数据接收处理模块进行计算，最终所述数据接收处理模块将计算所得结果反馈给所述人机交互系统。
4.如权利要求2所述的便捷式精密锥度测量装置，其特征在于：所述便捷式精密锥度测量装置还包括支撑板；所述环轨设置在所述支撑板上；所述放置区内，位于所述支撑板上，形成有用于支撑所述被测工件的支撑面；所述内锥度测量装置以可相对于所述支撑板转动的方式设置在所述支撑面上。
5.如权利要求4所述的便捷式精密锥度测量装置，其特征在于：多个所述第一激光测距探头沿垂直于所述支撑面方向排列设置在所述第一基体上；多个所述第一激光测距探头的延长线和多个所述第二激光测距探头的延长线相互平行。
6.如权利要求4所述的便捷式精密锥度测量装置，其特征在于：所述第二基体为柱状结构，多个所述第二激光测距探头沿垂直于所述支撑面方向排列设置在所述第二基体上；所述第二基体的轴心线垂直于所述支撑面。
7.如权利要求6所述的便捷式精密锥度测量装置，其特征在于：所述支撑面上还设有用于支承所述被测工件的支撑环；所述支撑环的中轴线与所述第二基体的轴心线重合。
8.如权利要求6所述的便捷式精密锥度测量装置，其特征在于：所述第二基体的轴心线与所述被测工件的轴心线重合。
9.如权利要求1～8中任一项所述的便捷式精密锥度测量装置，其特征在于：所述环轨还设有用于调节所述外锥度测量装置相对于所述环轨位置的调节组件。
10.如权利要求9所述的便捷式精密锥度测量装置，其特征在于：所述调节组件包括电动滑座、第一连杆和第二连杆；所述电动滑座滑动扣合于所述环轨；所述第一连杆一端设置在所述电动滑座上，所述第一连杆的另一端朝远离所述环轨方向延伸；所述第二连杆一端与所述第一连杆的杆体滑动配合，以使所述第二连杆可沿所述第一连杆所延伸方向移动；所述第二连杆的另一端与所述外锥度测量装置活动配合。
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