CN107883849A - 钻头后角测量设备及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钻头后角测量设备及测量方法，属于机械技术领域。它解决了现有的钻头后角测量设备成本高、测量时间长的问题。本钻头后角测量设备，包括测量台、固定在测量台上的支架和设于支架上的用于测量钻头前端曲面参数的测量单元，测量台上设有用于竖直定位钻头的定位组件，测量台上设有用于驱动钻头沿自身中轴线匀速转动的动力单元，机架上设有用于控制动力单元转动速度的控制系统，测量单元与控制系统连接。通过该钻头后角测量设备的测量方法，可提高钻头后角测量的效率，测量结果可直接显示，提高了工作效率，减轻劳动强度，增加经济效益，有效降低了设备成本。

Description

钻头后角测量设备及测量方法

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种钻头后角测量设备及测量方法。

背景技术

目前针对麻花钻头后角的测量方法主要有两类：一类是使用万能工具显微镜，这种方法存在测量时间长、过程繁琐、无法快速读数和测量设备成本高的缺点，使用起来不够方便；另一类方法是基于图像处理技术来测量，这种方法具有测量速度快，读数方便的优点，但是其测量设备成本高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能准确和快速得出测量结果的钻头后角测量设备。还提出了一种操作方便高效的钻头后角测量设备的测量方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

本钻头后角测量设备，包括测量台、固定在测量台上的支架和设于支架上的用于测量钻头前端曲面参数的测量单元，所述的测量台上设有用于竖直定位钻头的定位组件，其特征在于，所述的测量台上设有用于驱动钻头沿自身中轴线匀速转动的动力单元，所述的机架上设有用于控制动力单元转动速度的控制系统，所述的测量单元与控制系统连接。

在上述的钻头后角测量设备中，所述的控制系统包括显示器、控制器和参数输入设备，所述的动力单元与控制器连接，所述的测量单元通过RS232串口线与控制器连接。

在上述的钻头后角测量设备中，所述的参数输入设备为键盘。

在上述的钻头后角测量设备中，所述的测量单元为具有探头的千分/百分测微计，所述千分/百分测微计探头的延伸方向与钻头的延伸方向相同且正对钻头前端的曲面设置。

在上述的钻头后角测量设备中，所述的动力单元为步进电机。

在上述的钻头后角测量设备中，所述的定位组件包括开设在测量台上的定位孔，所述的步进电机位于该定位孔的下端处。该定位孔的端口处设有倒角，将钻头插入到定位孔内时，钻头的下端通过可拆卸的连接方式与步进电机的转轴同轴固连。

在上述的钻头后角测量设备中，所述的支架包括竖直固定在测量台上的竖杆和水平设于竖杆上的横杆，所述的测量单元设于横杆上，所述的控制系统设于横杆上。横杆相对于竖杆具有三个自由度：横杆可沿着竖杆上下移动、绕着竖杆旋转、以及横杆自身的轴向运动，当横杆移动到位后，与竖杆固连。将显示器和键盘安置在横杆上，便于操作。

在上述的钻头后角测量设备中，所述的测量台上设有水平仪。

千分/百分测微计垂直于测量台的上表面，定位孔垂直设于测量台的上表面，只要保证测量台上表面的水平度，则可保证工件竖直设置，因此设置水平仪，使测量台上表面处于水平面内。

控制器负责驱动步进电机匀速转动，同时接收千分/百分测微计传来的数据，控制器通过排序找到钻头的最高点、最低点、从最低点转动到最高点所需的时间，结合输入的钻头的半径、精度等参数计算出钻头的后角和误差等参数，并发送到显示器上显示出来。千分/百分测微计完成对钻头转动时测量点的高度变化的采样，并将数据通过RS232串口线传输给控制系统。控制器控制钻头匀速转动并与千分/百分测微计的数据采集保持同步。

一种钻头后角测量设备的测量方法，包括以下步骤：

步骤1、手动将钻头通过定位组件定位在测量台上，调节支架使千分/百分测微计的探头按位置半径r竖直对准钻头曲面上所要测量的点，即探头距钻头中轴线的距离为r，为钻头半径；

步骤2、通过参数输入设备输入待测钻头的半径r、精度、预期后角值和公差范围等参数；

步骤3、控制器驱动步进电机匀速转动，千分/百分测微计的探头受钻头曲面的挤压而产生轴向运动，步进电机每转动一次就记录一次千分/百分测微计的值和步进电机的转动次数(步进电机的转动次数由计数器记录)，将这两个数值一一对应存放，要求步进电机的转动角度需要大于或等于2π，即大于或等于360°；

步骤4、千分/百分测微计将采样到的数据通过RS232串口线传输给控制器，控制器丢掉连续不变的无效值，将其它有效值换算为测量点的最高点与最低点的高度差k，以及这两点之间的平面角度δ，结合预设的半径r等参数，控制器通过三角函数公式计算出实际后角α和偏差量，判断出产品是否合格，并将结果显示出来。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

通过向控制系统预设相关参数，实现快速准确的测量和显示出所测钻头的后角值，再与公差范围相比对，可以快速对钻头的合格与否做出判断，提高工作效率，减轻劳动强度，增加经济效益，有效降低了设备成本。

附图说明

图1是本发明提供的较佳实施例的结构示意图。

图2是本发明提供的待测钻头的结构示意图。

图中，1、测量台；2、竖杆；3、横杆；4、控制系统；5、测量单元；6、钻头；7、水平仪；8、动力单元；9、定位孔。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示的钻头后角测量设备，对图2的钻头6进行测量，它包括测量台1、固定在测量台1上的支架和设于支架上的用于测量钻头6前端曲面参数的测量单元5，测量台1上设有用于竖直定位钻头6的定位组件，测量台1上设有用于驱动钻头6沿自身中轴线匀速转动的动力单元8，机架上设有用于控制动力单元8转动速度的控制系统4，测量单元5与控制系统4连接。

本实施例中，控制系统4包括显示器、控制器和参数输入设备，动力单元8与控制器连接，测量单元5通过RS232串口线与控制器连接。其中，参数输入设备为键盘。

测量单元5为具有探头的千分测微计，千分测微计探头的延伸方向与钻头6的延伸方向相同且正对钻头6前端的曲面设置。

如图1所示，动力单元8为步进电机。

如图1所示，定位组件包括开设在测量台1上的定位孔9，步进电机位于该定位孔9的下端处。具体的，在步进电机转轴的端部设置卡爪，当钻头6插入到定位孔9内后，卡爪能将钻头6夹持，使钻头6与步进电机的转轴同轴固连。将钻头6固定好后，钻头6与定位孔9间隙配合。

如图1所示，支架包括竖直固定在测量台1上的竖杆2和水平设于竖杆2上的横杆3，测量单元5设于横杆3上，控制系统4设于横杆3上。横杆3相对于竖杆2具有三个自由度：横杆3可沿着竖杆2上下移动、绕着竖杆2旋转、以及横杆3自身的轴向运动，当横杆3移动到位后，与竖杆2固连。将显示器和键盘安置在横杆3上，便于操作。

如图1所示，在测量台1上设有水平仪7。千分测微计垂直于测量台1的上表面，定位孔9垂直设于测量台1的上表面，只要保证测量台1上表面的水平度，则可保证工件竖直设置，因此设置水平仪7，使测量台1上表面处于水平面内。

控制器负责驱动步进电机匀速转动，同时接收千分测微计传来的数据，控制器通过排序找到钻头6的最高点、最低点、从最低点转动到最高点所需的时间，结合输入的钻头6的半径、精度等参数计算出钻头6的后角和误差等参数，并发送到显示器上显示出来。千分测微计完成对钻头6转动时测量点的高度变化的采样，并将数据通过RS232串口线传输给控制系统4。控制器控制钻头6匀速转动并与千分测微计的数据采集保持同步。

钻头后角测量设备的测量方法，包括以下步骤：

步骤1、手动将钻头6通过定位组件定位在测量台1上，调节支架使千分测微计的探头按位置半径r竖直对准钻头6曲面上所要测量的点(千分测微计的探头对准钻头6曲面的边缘，当钻头6转动时，千分测微计的探头沿钻头6曲面的边缘运动)，即探头距钻头6中轴线的距离为r，为钻头6半径；

步骤2、通过参数输入设备输入待测钻头6的半径r、精度、预期后角值和公差范围等参数；

步骤3、控制器驱动步进电机匀速转动，千分测微计的探头受钻头6曲面的挤压而产生轴向运动，步进电机每转动一次就记录一次千分测微计的值和步进电机的转动次数(步进电机的转动次数由计数器记录)，将这两个数值一一对应存放，要求步进电机的转动角度需要大于或等于2π，即大于或等于360°；

步骤4、千分测微计将采样到的数据通过RS232串口线传输给控制器，控制器丢掉连续不变的无效值，将其它有效值换算为测量点的最高点与最低点的高度差k，以及这两点之间的平面角度δ，结合预设的半径r等参数，控制器通过三角函数公式计算出实际后角α和偏差量，判断出产品是否合格，并将结果显示出来。

实施例二

本实施例的结构原理同实施例一的结构原理基本相同，不同的地方在于，测量单元5为百分测微计。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种钻头后角测量设备，包括测量台(1)、固定在测量台(1)上的支架和设于支架上的用于测量钻头(6)前端曲面参数的测量单元(5)，所述的测量台(1)上设有用于竖直定位钻头(6)的定位组件，其特征在于，所述的测量台(1)上设有用于驱动钻头(6)沿自身中轴线匀速转动的动力单元(8)，所述的机架上设有用于控制动力单元(8)转动速度的控制系统(4)，所述的测量单元(5)与控制系统(4)连接。

2.根据权利要求1所述的钻头后角测量设备，其特征在于，所述的控制系统(4)包括显示器、控制器和参数输入设备，所述的动力单元(8)与控制器连接，所述的测量单元(5)通过RS232串口线与控制器连接。

3.根据权利要求2所述的钻头后角测量设备，其特征在于，所述的参数输入设备为键盘。

4.根据权利要求3所述的钻头后角测量设备，其特征在于，所述的测量单元(5)为具有探头的千分/百分测微计，所述千分/百分测微计探头的延伸方向与钻头(6)的延伸方向相同且正对钻头(6)前端的曲面设置。

5.根据权利要求4所述的钻头后角测量设备，其特征在于，所述的动力单元(8)为步进电机。

6.根据权利要求5所述的钻头后角测量设备，其特征在于，所述的定位组件包括开设在测量台(1)上的定位孔(9)，所述的步进电机位于该定位孔(9)的下端处。

7.根据权利要求1所述的钻头后角测量设备，其特征在于，所述的支架包括竖直固定在测量台(1)上的竖杆(2)和水平设于竖杆(2)上的横杆(3)，所述的测量单元(5)设于横杆(3)上，所述的控制系统(4)设于横杆(3)上。

8.根据权利要求1所述的钻头后角测量设备，其特征在于，所述的测量台(1)上设有水平仪(7)。

9.一种根据权利要求5或6所述的钻头后角测量设备的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、手动将钻头(6)通过定位组件定位在测量台(1)上，调节支架使千分/百分测微计的探头按位置半径r竖直对准钻头(6)曲面上所要测量的点；

步骤2、通过参数输入设备输入待测钻头(6)的半径r、精度、预期后角值和公差范围等参数；

步骤3、控制器驱动步进电机匀速转动，千分/百分测微计的探头受钻头(6)曲面的挤压而产生轴向运动，步进电机每转动一次就记录一次千分/百分测微计的值和步进电机的转动次数，将这两个数值一一对应存放，要求步进电机的转动角度需要大于或等于2π；

步骤4、千分/百分测微计将采样到的数据通过RS232串口线传输给控制器，控制器丢掉连续不变的无效值，将其它有效值换算为测量点的最高点与最低点的高度差k，以及这两点之间的平面角度δ，结合预设的半径r等参数，控制器通过三角函数公式计算出实际后角α和偏差量，判断出产品是否合格，并将结果显示出来。