CN108534651B - 一种多点触发的直线度误差检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多点触发的直线度误差检测装置。在水平基座上面两条导轨和U形支架下面两条滑轨间形成导轨副，滑轨上的U形支架与两条导轨垂直，U形支架底面中间位置安装有线线位移传感器，线位移传感器与处理器电连接，U形支架的长槽内安装有多个触发器，多个触发器上的测头能与相应位置的被检测工件表面相接触，多个触发器经集线器和处理器与计算机电连接。本发明利用单个线线位移传感器、通过多点触发的方式来检测直线度误差，通过调节触发器的位置和调整触发器安装数量，适应被检长工件的检测要求，该检测装置具有适应性强、制造成本低、效率高、和操作简便等特点，是一种可用于长工件直线度误差生产现场直线度误差的数字化检测装置。
Description
技术领域
本发明涉及直线度误差检测装置与方法，尤其是涉及一种多点触发的直线度误差检测装置。
背景技术
随着轨道交通、大型工程设备的快速发展，诸如机车轨道、电梯导轨、龙门刨床等大型设备的直线导轨等质量控制要求日益提高，迫切需要研发各种类型的直线度误差检测装置，来满足不同用户的应用需求。
目前，用于直线度误差检测的有基准平尺、水平仪、光学平直仪等传统仪器，也有诸如激光扫描仪、多测头测量仪等较为先进的仪器，传统的直线度测量仪，结构简单、价格便宜，但需要人工采集和计算测量数据，效率较低，当用于长工件的直线度检测时，其检测效率低下的缺点尤其突出。而光学直线度检测设备和现有的数字化改造的直线度测量仪，用于长工件的直线度误差检测时，存在设备价格高、设备安装调试麻烦、生产现场使用不便等问题。另外还有采用激光或线位移传感器的直线度误差检测仪器，大致可以分为两种：一种是采用单个或若干个测量头沿被检测轮廓方向移动进行连续测量，采集数据进行处理获得直线度误差；另一种是采用多个线位移传感器进行多特征点式的测量数据采集，如发明专利“基于特征点的T型导轨直线度自动检测系统”，专利号ZL201010524040.8，申请日2010-10-29。第一类方法，如果用于检测长工件的直线度误差，测量头需要走比较大的行程，从而影响到测量效率；而后者，如果要求直线度测量的特征点较多时，则需要配备同等数量的线位移传感器，会大大增加仪器的成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种多点触发的直线度误差检测装置。利用单一线位移传感器、通过多点触发的方式来检测直线度误差，不但可以提高长工件的直线度测量效率，还可以降低直线度检测仪器的成本，是一种可以用于大批量生产现场的数字化检测装置。
本发明采用的技术方案是：
本发明在水平基座上面的两条导轨和U形支架下面的两条滑轨间形成导轨副，滑轨上的U形支架与两条导轨垂直， U形支架底面中间位置安装有线线位移传感器，线位移传感器与处理器电连接，U形支架的长槽内安装有多个触发器，多个触发器上的测头能与相应位置的被检测工件表面相接触，多个触发器经集线器和处理器与计算机电连接。
所述多个触发器结构相同，均包括触头、簧片、第一弹簧、第一导向块、定距导套、第二导向块、导套、测头、前端盖、壳体、第二弹簧、后端盖和电连插头；壳体内同轴安装导套，导套与壳体之间有第一导向块和第二导向块，第一导向块和第二导向块间用定距导套隔开，测头的圆柱端同轴安装在导套的一端内，测头的触头端露出在导套外，导套的另一端内装有簧片，簧片与测头的圆柱端面之间装有第一弹簧，导套的外圆柱装有第二弹簧，第二弹簧位于第一导向块和导套轴肩之间，壳体前后面分别安装前端盖和后端盖，后端盖中心孔内同轴安装电连插头，位于壳体内的电连插头上装有触头，触头能与簧片相接触。
当某一个测头接触到被检测工件表面时，该测头带动导套向左移动，使触头与簧片接触，发出电信号，触头压缩第一弹簧进入导套内部，防止过接触。
所述多个触发器的个数为5-13个。
所述U形支架靠近被检测工件端面刻有刻线标尺，所述多个触发器均有一条固定刻线。
所述处理器为LPC11C24处理器。
所述线位移传感器为光栅线位移传感器或磁栅线位移传感器。
本发明具有的有益效果是：
本发明利用单一线位移传感器、通过多点触发的方式来检测直线度误差，不但可以提高长工件的直线度测量效率，还可以降低直线度检测仪器的成本，通过调节触发器的位置和调整触发器安装数量，适应被检长工件的检测要求，具有检测效率高、成本低、操作和调节简便的特点，是一种可以用于长工件直线度误差生产现场检测的数字化检测装置。
附图说明：
图1是本发明结构原理主视图。
图2是图1的俯视图。
图3是触发器的结构示意图。
图4是触发器的安装示意图。
图5是数据处理系统结构框图。
图中： 1、水平基座，2、线位移传感器，3、滑轨，4、导轨，5、U形支架，6、触发器，7、螺钉和垫片，8、限位块，9、计算机，10、处理器，11、集线器，12、触头，13、簧片，14、第一弹簧，15、第一导向块，16、定距导套，17，第二导向块，18、导套，19、测头，20、前端盖，21、壳体，22、第二弹簧，23、后端盖，24、电连插头，25、被检测工件。
具体实施方式
下面结合附图及实施步骤对本发明作进一步描述。
如图1～图3所示，在水平基座1上面的两条导轨4和U形支架5下面的两条滑轨(3)间形成导轨副，滑轨3上的U形支架5与两条导轨4垂直，U形支架5底面中间位置安装有线线位移传感器2，线位移传感器2与处理器10电连接，U形支架5的长槽内安装有多个触发器6，多个触发器6上的测头19能与相应位置的被检测工件25表面相接触，多个触发器6经集线器11和处理器10与计算机电连接。
如图3所示，所述多个触发器6结构相同，均包括触头12、簧片13、第一弹簧14、第一导向块15、定距导套16、第二导向块17、导套18、测头19、前端盖20、壳体21、第二弹簧22、后端盖23和电连插头24；壳体21内同轴安装导套18，导套18与壳体21之间有第一导向块15和第二导向块17，第一导向块15和第二导向块17间用定距导套16隔开，测头19的圆柱端同轴安装在导套18的一端内，测头19的触头端露出在导套18外，导套18的另一端内装有簧片13，簧片13与测头19的圆柱端面之间装有第一弹簧14，导套18的外圆柱装有第二弹簧22，第二弹簧22位于第一导向块15和导套18轴肩之间，壳体21前后面分别安装前端盖20和后端盖23，后端盖23中心孔内同轴安装电连插头24，位于壳体21内的电连插头24上装有触头12，触头12能与簧片13相接触。
当某一个测头19接触到被检测工件25表面时，该测头19带动导套18向左移动，使触头12与簧片13接触，发出电信号，触头12压缩第一弹簧14进入导套18内部，防止过接触。
所述多个触发器6的个数为5-13个。触发器6的个数可以根据被检长工件的检测需要设置。
所述U形支架5靠近被检测工件25端面刻有刻线标尺，所述多个触发器6有一条固定刻线。各个触发器6之间的间距可以根据被检测工件25的检测要求进行调节。
所述处理器10为LPC11C24处理器。
所述线位移传感器2为光栅线位移传感器或磁栅线位移传感器。
如图4所示，多个触发器6从U形支架5前端安装在U形支架5内，测头19的触点朝向被检测工件25表面，通过安装在U形支架5长槽内的螺钉和垫片7将各自触发器6固定在所需位置。如图2所示，U形支架5两开口端各有限位块8。
本发明工作原理如下：
第一步：安装调整触发器6。如图2、图4所示，根据被检测工件25的直线度误差评定要求，在测量长度内水平安装触发器6。触发器6从U型支架5的前端装入，端面和底面定位，使触发器6触头上的刻线与U形支架5前端的刻线对齐，并调整触发器6触头位于同一个直线。旋紧螺钉和垫片7使触发器6固定。根据测量要求不同，触发器6可以沿U型支架5的U型槽内滑动，从而调整被检测点的间距，同时，所安装的触发器的数量可以在5~13个之间。触发器6安装完毕，先以标准尺接触触发器6的触头，各触发器6触头触发的位置信号存储到处理器对应存储单元，该信号即为对应触头的初始系统误差Yi。
第二步：如图2、图5所示，检测时，手动驱动U形支架5沿导轨4移动，安装在同一水平线上的多个触发器6接近被检测工件25，多个测头19将依次与被检测工件25特征点接触，发出位置数据信息y1、y2、y3、y4、y5……，经LPC11C24处理器10系统编程处理，消除系统误差yi后的位置数据，通过VisualBasic编写的程序绘制被检测轮廓曲线，显示到计算机9上，并通过最小区域法检测出被检测工件25直线度误差值。
第二步中，测头19信号被识别的过程为：如图3所示，在接触力的作用下，测头19带动导套18克服第二弹簧22沿第一导向块15和第二导向块17向左移动，使触头12与簧片13接触，发出触发电信号，触头12发出的信号经电连插头24传输给LPC11C24处理器10。使LPC11C24处理器10接受的线位移传感器2的位移脉冲信息发生中断触发， LPC11C24处理器10记录和采集这些触发位置数据。
如图5所示，本发明所述直线度误差检测装置，其直线度误差数据处理方法为：
触发信号接入到LPC11C24处理器10的输入端口，设置LPC11C24处理器10的输入口为中断模式。LPC11C24处理器10内置CAN总线收发器及控制器，内部的32位计数器实现对线位移传感器2脉冲信号的接收。当有信号触发时， LPC11C24处理器10的存储单元记录采集被检测工件在该检测点的位移量yi，随着各个触发器6依次与被检测工件接触，处理器采集记录下各被检测点的位置信息。数据处理包括去噪、滤波以及曲线的实时绘制三步；实现去噪的方法，即设定一个幅值突变的阈值，当采集的数据突变比阈值大时则舍弃该组测量数据；滤波，是从采集的数据中根据不同的频率得到用来计算各参数下被检测工件直线度的有关数据。利用MSComm控件进行通信，通过VisualBasic编写的程序绘制被检测轮廓曲线，显示到计算机9上，并通过最小区域法检测出被检测工件直线度误差值。
Claims (6)
1.一种多点触发的直线度误差检测装置，其特征在于：在水平基座(1)上面的两条导轨(4)和U形支架(5)下面的两条滑轨(3)间形成导轨副，滑轨(3)上的U形支架(5)与两条导轨(4)垂直，
U形支架(5)底面中间位置安装有线线位移传感器(2)，线位移传感器(2)与处理器(10)电连接，U形支架(5)的长槽内安装有多个触发器(6)，多个触发器(6)上的测头(19)能与相应位置的被检测工件(25)表面相接触，多个触发器(6)经集线器(11)和处理器(10)与计算机(9)电连接；
所述多个触发器(6)结构相同，均包括触头(12)、簧片(13)、第一弹簧(14)、第一导向块(15)、定距导套(16)、第二导向块(17)、导套(18)、测头(19)、前端盖(20)、壳体(21)、第二弹簧(22)、后端盖23)和电连插头(24)；壳体(21)内同轴安装导套(18)，导套(18)与壳体(21)之间有第一导向块(15)和第二导向块(17)，第一导向块(15)和第二导向块(17)间用定距导套(16)隔开，测头(19)的圆柱端同轴安装在导套(18)的一端内，测头(19)的触头端露出在导套(18)外，导套(18)的另一端内装有簧片(13)，簧片(13)与测头(19)的圆柱端面之间装有第一弹簧(14)，导套(18)的外圆柱装有第二弹簧(22)，第二弹簧(22)位于第一导向块(15)和导套(18)轴肩之间，壳体(21)前后面分别安装前端盖(20)和后端盖(23)，后端盖(23)中心孔内同轴安装电连插头(24)，位于壳体(21)内的电连插头(24)上装有触头(12)，触头(12)能与簧片(13)相接触。
2.根据权利要求1所述的一种多点触发的直线度误差检测装置，其特征在于：当某一个测头(19)接触到被检测工件(25)表面时，该测头(19)带动导套(18)向左移动，使触头(12)与簧片(13)接触，发出电信号，触头(12)压缩第一弹簧(14)进入导套(18)内部，防止过接触。
3.根据权利要求1所述的一种多点触发的直线度误差检测装置，其特征在于：所述多个触发器(6)的个数为5-13个。
4.根据权利要求1所述的一种多点触发的直线度误差检测装置，其特征在于：所述U形支架(5)靠近被检测工件(25)端面刻有刻线标尺，所述多个触发器(6)均有一条固定刻线。
5.根据权利要求1所述的一种多点触发的直线度误差检测装置，其特征在于：所述处理器(10)为LPC11C24处理器。
6.根据权利要求1所述的一种多点触发的直线度误差检测装置，其特征在于：所述线位移传感器(2)为光栅线位移传感器或磁线位移传感器。
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