CN108151678A - 便携式瓷瓶端面平行度与同心度检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式瓷瓶端面平行度与同心度检测装置及其检测方法。本发明检测装置的驱动传动部分包括伺服电机、联接盘和下圆板，下圆板的上表面作为基准面，所述的伺服电机固定在检测台架主体上，所述的下圆板通过联接盘固定连接在伺服电机的旋转部端面上，所述伺服电机的上部贯穿基板，下圆板位于基板上方；测试部分包括传感器基座、激光传感器、感应片、原点开关和上圆板，所述的传感器基座固定在检测台架主体的侧部上，激光传感器安装在传感器基座上，原点开关安装在检测台架主体的基板上，感应片固定安装在下圆板的底面上。本发明保证了瓷瓶上下孔中心圆轴线最大偏移和端面平行度检测的准确性，使检测精度大幅度提高。
Description
技术领域
本发明涉及瓷瓶尺寸检测装置，特别是一种便携式瓷瓶两安装平面的端面平行度与同心度检测装置及其检测方法。
背景技术
瓷瓶是输电线路上的重要元件，主要起电气绝缘和机械支持的作用，且它的使用数量大，质量存在分散性。而瓷瓶的几何尺寸及精度的高低直接关系到输电线路能否正常运行，尺寸、精度不符合要求的瓷瓶在输电线路运行中甚至会发生断裂，造成严重的事故和经济损失。
瓷瓶在出厂前需要进行抽样试验以反映整批瓷瓶的质量水平，在输电线路现场安装时也需要进行检测以确保产品合格可用。在检测方法上，目前行业里普遍通过测量瓷瓶上装配的圆板来辅助测量瓷瓶的端面平行度和孔中心圆轴线间最大偏移（即同心度），这种方法仅通过圆锥形螺钉将圆板固定在瓷瓶安装孔上，这种安装定位方式不能有效保证圆板与瓷瓶孔中心圆轴线同心，存在检测精度不高的问题。在检测设备上，行业里对于上述两项尺寸检测主要还是以目测和手工测量为主，利用游标卡尺、千分表、划线针等工具在旋转平台中心或划线平台上进行检测，检测精度不高，且检测场所固定、机动性差、不能实现在安装现场进行检测的目的，而完成多项尺寸检测任务需要使用不同的检测平台会导致检测效率低下。对于检测人员来说，检测操作繁琐耗时、任务繁重、容易疲劳。
发明内容
为解决现有瓷瓶尺寸检测精度差、任务重和效率低的问题，本发明提供一种结构简单紧凑、使用方便且能有效提高瓷瓶尺寸检测精度和效率的便携式瓷瓶端面平行度与同心度检测装置。
为此，本发明采用如下的技术方案：便携式瓷瓶端面平行度与同心度检测装置，包括机架部分、驱动传动部分和测试部分；
所述的机架部分包括检测台架主体和基板，检测台架主体包括底座和竖向安装在底座一侧的侧部，所述的基板固定在底座的顶部；
所述的驱动传动部分包括伺服电机、联接盘和下圆板，下圆板的上表面作为基准面，所述的伺服电机固定在检测台架主体上，所述的下圆板通过联接盘固定连接在伺服电机的旋转部端面上，所述伺服电机的上部贯穿基板，下圆板位于基板上方；
所述的测试部分包括传感器基座、激光传感器、感应片、原点开关和上圆板，所述的传感器基座固定在检测台架主体的侧部上，激光传感器安装在传感器基座上，原点开关安装在检测台架主体的基板上，感应片固定安装在下圆板的底面上。
本发明采用上述结构，可以下圆板上表面作为基准，以上圆板上表面的端面平行度作为瓷瓶试件的上下端面平行度；以上圆板轴线相对于下圆板的轴线偏移作为瓷瓶试件的孔中心圆轴线间最大偏移量。上、下圆板的使用保证了瓷瓶试件上、下孔中心圆轴线最大偏移和端面平行度检测的准确性，使检测精度大幅度提高。
作为上述技术方案的补充，所述的下圆板上开有呈正交十字形分布的四个下腰形槽孔，利用下腰形槽孔、螺栓和螺母将下圆板与待测试的瓷瓶试件的底部固定连接。采用此种连接结构，使瓷瓶试件的下孔中心圆轴线与下圆板轴线的同心精度高。
作为上述技术方案的补充，所述的下圆板上还开有埋头孔，伺服电机的旋转部端面上开有螺纹孔，联接盘上开有埋头孔和螺纹孔，所述伺服电机旋转部端面上的螺纹孔与联接盘上的埋头孔通过螺丝连接，所述联接盘上的螺纹孔与下圆板上的埋头孔通过螺丝连接。采用此种连接结构，使伺服电机的旋转轴线与下圆板轴线的同心精度高。
作为上述技术方案的补充，所述联接盘的上表面形成一凸台，所述下圆板的底面形成一与凸台配合使用的定位槽，使下圆板被横向定位在伺服电机的旋转部端面上，防止下圆板在伺服电机旋转时发生横向移动。
作为上述技术方案的补充，所述的上圆板上开有呈正交十字形分布的四个上腰形槽孔，利用上腰形槽孔和螺丝将上圆板与待测试的瓷瓶试件的顶部固定连接。采用此种连接结构，使瓷瓶试件的上孔中心圆轴线与上圆板轴线的同心精度高。
作为上述技术方案的补充，所述的传感器基座有三个，即上传感器基座、中传感器基座和下传感器基座，所述的上传感器基座和下传感器基座分别设置在检测台架主体侧部内侧的上部和下部，所述的中传感器基座靠近上传感器基座设置；所述的上、下传感器基座上开有用于激光传感器上下移动的竖向滑槽，所述检测台架主体的侧部上开有用于上、下传感器基座左右移动的横向滑槽。
当激光传感器放置在下传感器基座上时，用于检测下圆板上表面的端面平行度作为基准是否合格；当激光传感器放置在上传感器基座上时，用于检测瓷瓶端面的平行度；当激光传感器放置在上传感器基座中时，用于检测瓷瓶的同心度。
作为上述技术方案的补充，所述的测试部分还包括设置在传感器基座一侧的角连接件，通过角连接件保证传感器基座相对于检测台架主体在水平和垂直方向上的安装精度。
作为上述技术方案的补充，所述的检测装置还包括控制部分，所述的控制部分包括可编程控制器和用于驱动伺服电机的伺服驱动器，可编程控制器用于控制伺服驱动器，激光传感器采集的信号传输给可编程控制器；所述的测试部分还包括操作显示屏，该操作显示屏与可编程控制器连接。此处的操作显示屏即为上位机，通过操作显示屏给可编程控制器发送命令控制伺服驱动器的工作。
作为上述技术方案的补充，所述的机架部分还包括水平尺和至少四个水平调节脚轮，所述的水平调节脚轮固定在所述的检测台架主体的底座上，所述的水平尺固定在所述的基板上；所述的水平尺有两个，分别呈纵向、横向分布。通过水平调节脚轮调整机架部分的水平，通过水平尺检测机架部分的水平。
本发明还提供一种便携式瓷瓶端面平行度与同心度检测装置的检测方法，其包括如下步骤：
1)将检测装置安放在水平的场所，激光传感器安装在下传感器基座上，以检测下圆板上表面的端面平行度，如不合格则需重新安装或更换新的下圆板，以保证检测基准精度；完毕后，将激光传感器换装至上传感器基座上；
2)将待测试的瓷瓶试件底部四个通孔与下圆板上的呈正交十字形的下腰形槽孔通过螺栓和螺母连接固定，瓷瓶试件顶部的通孔与上圆板上的呈正交十字形的上腰形槽孔之间通过螺丝连接固定；
3)调整激光传感器的位置，使其和上圆板上表面的距离在激光传感器的测量范围内，驱动伺服电机带动下圆板、瓷瓶试件和上圆板一起转动，之后利用激光传感器进行测量；
4)再将激光传感器换装至中传感器基座上，并调整激光传感器的位置，使其和上圆板的圆柱面的距离在激光传感器的测量范围内，驱动伺服电机带动下圆板、瓷瓶试件和上圆板一起转动，之后利用激光传感器进行测量。
本发明具有的有益效果如下：
1、与现有行业检测方法相比，正交十字槽式圆板保证了上、下圆板分别与瓷瓶上下孔中心圆轴线同心，且上、下圆板的使用保证了瓷瓶上下孔中心圆轴线最大偏移和端面平行度检测的准确性，使检测精度大幅度提高；
2、整个装置实现了测量自动化，可直接获得检测结果，操作简单易懂、使用方便快捷，检测效率大幅度提高；
3、整个装置结构紧凑、占用空间小，可进行水平调节、适应性好，而且便携、可移动，便于在安装现场进行检测。
附图说明
图1-2是本发明检测装置的整体结构示意图(未包括上圆板)；
图3是本发明检测装置的驱动传动部分结构示意图；
图4是本发明检测装置的伺服电机与基板及联接盘的连接示意图；
图5-6是本发明检测装置上圆板的结构示意图(图6为图5的A-A向剖视图)；
图7-8是本发明检测装置下圆板的结构示意图(图8为图7的B-B向剖视图)；
图9是本发明检测装置实施时的示意图；
图10是本发明检测装置的工作原理图。
图中，1-前盖板，2-操作显示屏，3-检测台架主体，4-伺服驱动器基板，5-水平调节脚轮，6-角连接件，7-底座，8-激光传感器，9-线槽板，10-下圆板，11-水平尺，12-基板，13-伺服驱动器，14-伺服电机，15-感应片，16-原点开关，17-上圆板，18-瓷瓶试件，19-联接盘，20-侧部，21-上传感器基座，22-中传感器基座，23-下传感器基座，24-下腰形槽孔，25-凸台，26-定位槽，27-上腰形槽孔。
具体实施方式
一种便携式瓷瓶端面平行度和同心度检测装置，包括机架部分、驱动传动部分、测试部分和控制部分。
如图1、2所示，所述的机架部分包括采用铝型材搭建的检测台架主体3、基板12、水平尺11、前盖板1和四个水平调节脚轮5，检测台架主体3包括底座7和竖向安装在底座一侧的侧部20，所述的基板12固定在底座7的顶部。所述的水平调节脚轮5通过螺丝固定在所述的检测台架主体的底座7上，所述的水平尺11通过螺丝固定在所述的基板12上；所述的水平尺11有两个，分别呈纵向、横向分布。前盖板1通过螺栓及弹性螺母连接固定在检测台架主体3上。
如图9所示，所述的测试部分包括操作显示屏2、传感器基座、角连接件6、激光传感器8、感应片15、原点开关16和上圆板17，所述的传感器基座固定在检测台架主体3的侧部上，激光传感器8安装在传感器基座上，原点开关16安装在检测台架主体的基板12上，感应片15固定安装在下圆板10的底面上，操作显示屏2安装在前盖板1上。如图5-6所示，上圆板17上开有呈正交十字形分布的四个上腰形槽孔27，利用上腰形槽孔27和圆锥形螺丝将上圆板17与待测试的瓷瓶试件18的顶部固定连接。角连接件6设置在传感器基座的一侧，通过角连接件6保证传感器基座相对于检测台架主体在水平和垂直方向上的安装精度。
所述的传感器基座有三个，即上传感器基座21、中传感器基座22和下传感器基座23，所述的上传感器基座21和下传感器基座23分别设置在检测台架主体侧部20内侧的上部和下部，所述的中传感器基座22靠近上传感器基座21设置；所述的上、下传感器基座21、23上开有用于激光传感器上下移动的竖向滑槽，所述检测台架主体的侧部上开有用于上、下传感器基座左右移动的横向滑槽。
当激光传感器放置在下传感器基座上(即图2中的C处)时，用于检测下圆板上表面的端面平行度作为基准是否合格；当激光传感器放置在上传感器基座上(即图2中的A处)时，用于检测瓷瓶端面的平行度；当激光传感器放置在上传感器基座中时，用于检测瓷瓶的同心度(即图2中的B处)。
如图3-4所示，所述的驱动传动部分包括伺服电机14、联接盘19和下圆板10，下圆板10的上表面作为基准面，所述的伺服电机14固定在检测台架主体3上，所述的下圆板10通过联接盘19固定连接在伺服电机14的旋转部端面上，所述伺服电机14的上部贯穿基板12，下圆板10位于基板12上方。所述联接盘的上表面形成凸台25，所述下圆板10的底面形成与凸台25配合使用的定位槽26，使下圆板被横向定位在伺服电机的旋转部端面上。
如图7-8所示，所述的下圆板10上开有呈正交十字形分布的四个下腰形槽孔24和多个埋头孔，利用下腰形槽孔、圆锥形螺栓和螺母将下圆板10与待测试的瓷瓶试件18的底部固定连接。伺服电机14的旋转部端面上开有多个螺纹孔，联接盘19上开有多个埋头孔和多个螺纹孔，所述伺服电机14旋转部端面上的螺纹孔与联接盘19上的埋头孔通过螺丝连接，所述联接盘19上的螺纹孔与下圆板10上的埋头孔通过螺丝连接。
所述的控制部分包括可编程控制器、电源转换器、线槽板9、伺服驱动器基板4和用于驱动伺服电机14的伺服驱动器13，可编程控制器、电源转换器均通过线槽板9固定在检测台架主体3上，伺服驱动器13通过伺服驱动器基板4固定在检测台架主体3上。可编程控制器用于控制伺服驱动器13，激光传感器8采集的信号传输给可编程控制器；可编程控制器与操作显示屏2连接，通过操作显示屏给可编程控制器发送命令控制伺服驱动器的工作。
上述便携式瓷瓶端面平行度与同心度检测装置的检测方法，其包括如下步骤：
1)将检测装置安放在水平的场所，激光传感器安装在下传感器基座上(图2中的位置C)，以检测下圆板上表面的端面平行度，如不合格则需重新安装或更换新的下圆板，以保证检测基准精度；完毕后，将激光传感器换装至上传感器基座上(图2中的位置A)。
2)将待测试的瓷瓶试件底部四个通孔与下圆板上的呈正交十字形的下腰形槽孔通过螺栓和螺母连接固定，瓷瓶试件顶部的通孔与上圆板上的呈正交十字形的上腰形槽孔之间通过螺丝连接固定。
3)调整激光传感器的位置，使其和上圆板上表面的距离在激光传感器的测量范围内，在操作显示屏2上操作，驱动伺服电机带动下圆板、瓷瓶试件和上圆板一起转动，之后利用激光传感器进行测量；可以下圆板上表面作为基准，以上圆板上表面的端面平行度作为瓷瓶试件的上下端面平行度，从而避免了以瓷瓶试件18上、下端部分别为测量平面和基准平面时由于上下端部因翻砂制造精度差的问题导致的测量误差。
4)再将激光传感器换装至中传感器基座上(图2中的位置B)，并调整激光传感器的位置，使其和上圆板的圆柱面的距离在激光传感器的测量范围内，在操作显示屏2上操作，驱动伺服电机带动下圆板、瓷瓶试件和上圆板一起转动，之后利用激光传感器进行测量，以上圆板轴线相对于下圆板的轴线偏移作为瓷瓶试件的孔中心圆轴线间最大偏移量。
测量完成后即可在操作显示屏2判断界面获得当前检测瓷瓶试件18的合格信息。
本发明的工作原理如图10所示，工作原理描述如下：
操作显示屏2作为上位机，利用网线与可编程控制器连接，通过操作显示屏2给可编程控制器发送命令控制伺服驱动器13，从而控制伺服电机14的转动，伺服电机14转动带动待检测的瓷瓶试件18转动；在瓷瓶试件18转动的过程中，激光传感器8采集距离数据并通过信号线将数据传送给可编程控制器；距离数据经可编程控制器记录并处理后实时显示在操作显示屏2上，便于监视距离数据的变化，并依据相关检测标准对瓷瓶试件18尺寸是否合格进行判断。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.便携式瓷瓶端面平行度与同心度检测装置，包括机架部分、驱动传动部分和测试部分，其特征在于，
所述的机架部分包括检测台架主体(3)和基板(12)，检测台架主体(3)包括底座(7)和竖向安装在底座一侧的侧部(20)，所述的基板(12)固定在底座(7)的顶部；
所述的驱动传动部分包括伺服电机(14)、联接盘(19)和下圆板(10)，下圆板(10)的上表面作为基准面，所述的伺服电机(14)固定在检测台架主体(3)上，所述的下圆板(10)通过联接盘(19)固定连接在伺服电机(14)的旋转部端面上，所述伺服电机(14)的上部贯穿基板(12)，下圆板(10)位于基板(12)上方；
所述的测试部分包括传感器基座、激光传感器(8)、感应片(15)、原点开关(16)和上圆板(17)，所述的传感器基座固定在检测台架主体(3)的侧部上，激光传感器(8)安装在传感器基座上，原点开关(16)安装在检测台架主体的基板(12)上，感应片(15)固定安装在下圆板(10)的底面上。
2.根据权利要求1所述的便携式瓷瓶端面平行度与同心度检测装置，其特征在于，所述的下圆板(10)上开有呈正交十字形分布的四个下腰形槽孔(24)，利用下腰形槽孔、螺栓和螺母将下圆板(10)与待测试的瓷瓶试件(18)的底部固定连接。
3.根据权利要求2所述的便携式瓷瓶端面平行度与同心度检测装置，其特征在于，所述的下圆板(10)上还开有埋头孔，伺服电机(14)的旋转部端面上开有螺纹孔，联接盘(19)上开有埋头孔和螺纹孔，所述伺服电机(14)旋转部端面上的螺纹孔与联接盘(19)上的埋头孔通过螺丝连接，所述联接盘(19)上的螺纹孔与下圆板(10)上的埋头孔通过螺丝连接。
4.根据权利要求2所述的便携式瓷瓶端面平行度与同心度检测装置，其特征在于，所述联接盘的上表面形成一凸台(25)，所述下圆板(10)的底面形成一与凸台(25)配合使用的定位槽(26)，使下圆板被横向定位在伺服电机的旋转部端面上。
5.根据权利要求1所述的便携式瓷瓶端面平行度与同心度检测装置，其特征在于，所述的上圆板(17)上开有呈正交十字形分布的四个上腰形槽孔(27)，利用上腰形槽孔(27)和螺丝将上圆板(17)与待测试的瓷瓶试件(18)的顶部固定连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的便携式瓷瓶端面平行度与同心度检测装置，其特征在于，所述的传感器基座有三个，即上传感器基座(21)、中传感器基座(22)和下传感器基座(23)，所述的上传感器基座(21)和下传感器基座(23)分别设置在检测台架主体侧部(20)内侧的上部和下部，所述的中传感器基座(22)靠近上传感器基座(21)设置；所述的上、下传感器基座(21、23)上开有用于激光传感器上下移动的竖向滑槽，所述检测台架主体的侧部上开有用于上、下传感器基座左右移动的横向滑槽。
7.根据权利要求1-5任一项所述的便携式瓷瓶端面平行度与同心度检测装置，其特征在于，所述的测试部分还包括设置在传感器基座一侧的角连接件(6)，通过角连接件(6)保证传感器基座相对于检测台架主体在水平和垂直方向上的安装精度。
8.根据权利要求1-5任一项所述的便携式瓷瓶端面平行度与同心度检测装置，其特征在于，还包括控制部分，所述的控制部分包括可编程控制器和用于驱动伺服电机(14)的伺服驱动器(13)，可编程控制器用于控制伺服驱动器(13)，激光传感器(8)采集的信号传输给可编程控制器；所述的测试部分还包括操作显示屏(2)，该操作显示屏(2)与可编程控制器连接。
9.根据权利要求1-5任一项所述的便携式瓷瓶端面平行度与同心度检测装置，其特征在于，所述的机架部分还包括水平尺(11)和至少四个水平调节脚轮(5)，所述的水平调节脚轮(5)固定在所述的检测台架主体的底座(7)上，所述的水平尺(11)固定在所述的基板(12)上；所述的水平尺(11)有两个，分别呈纵向、横向分布。
10.权利要求1-9任一项所述便携式瓷瓶端面平行度与同心度检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
a) 将检测装置安放在水平的场所，激光传感器安装在下传感器基座上，以检测下圆板上表面的端面平行度，如不合格则需重新安装或更换新的下圆板，以保证检测基准精度；完毕后，将激光传感器换装至上传感器基座上；
b) 将待测试的瓷瓶试件底部四个通孔与下圆板上的呈正交十字形的下腰形槽孔通过螺栓和螺母连接固定，瓷瓶试件顶部的通孔与上圆板上的呈正交十字形的上腰形槽孔之间通过螺丝连接固定；
c) 调整激光传感器的位置，使其和上圆板上表面的距离在激光传感器的测量范围内，驱动伺服电机带动下圆板、瓷瓶试件和上圆板一起转动，之后利用激光传感 器进行测量；
d) 再将激光传感器换装至中传感器基座上，并调整激光传感器的位置，使其和上圆板的圆柱面的距离在激光传感器的测量范围内，驱动伺服电机带动下圆板、瓷瓶试件和上圆板一起转动，之后利用激光传感器进行测量。
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180612 |