CN108801174A - 一种用于测量非圆内孔轮廓的检测装置及其检测方法 - Google Patents

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杨浩轩
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梁栋
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Abstract

本发明涉及一种检测装置，特别涉及一种用于测量非圆内孔轮廓的检测装置及其检测方法，包括工作台和固定在工作台上的支撑架，支撑架上设有激光位移传感器，工作台上设有用于放置待测零件的平台，平台上方位于待测零件两侧设有用于夹紧待测零件的定位块，定位块包括滑动设置在工作台上的第一V型定位块和第二V型定位块，定位块上连接有驱动其运动的驱动装置，激光位移传感器位于待测零件的上方，激光位移传感器或平台中至少一个是可转动的，本发明采用激光斜线投射测椭圆内径间接换算测量轮廓径向长度的方法，避免了激光位移传感器大于内孔无法测量。

Description

一种用于测量非圆内孔轮廓的检测装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及一种检测装置，特别涉及一种用于测量非圆内孔轮廓的检测装置及其检测方法。
背景技术
在加工制造业中，对于零件的加工，无论是加工的过程，还是加工完成后的质量和性能，都需要经历大量的检测工作。目前对于非圆内孔零件工序尺寸的检测，主要采用通规、止规、游标卡尺等工具，还是以手工检测为主，检测效率非常低。尤其是非圆内孔活塞批量生产的情况下，更需要快速检测非圆内孔轮廓精度。
发明内容
为了解决现有技术存在的非圆内孔检测效率低的问题，本发明提供一种检测效率高的用于测量非圆内孔轮廓的检测装置及其检测方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于测量非圆内孔轮廓的检测装置，包括工作台和固定在工作台上的支撑架，所述的支撑架上设有激光位移传感器，所述的工作台上设有用于放置待测零件的平台，所述的平台上方位于待测零件两侧设有用于夹紧待测零件的定位块，所述的定位块包括滑动设置在工作台上的第一V型定位块和第二V型定位块，所述的定位块上连接有驱动其运动的驱动装置，激光位移传感器位于待测零件的上方，所述的激光位移传感器或平台中至少一个是可转动的。
进一步的，所述的支撑架上固定有第一步进电机，所述的激光位移传感器固定在所述第一步进电机的输出端，所述的平台与工作台固定连接，所述的驱动装置包括同时与第一V型定位块和第二V型定位块螺纹连接的第一丝杠，所述的第一丝杠一端连接有第二步进电机，第一V型定位块和第二V定位型块上螺纹的旋向相反，所述的工作平台上设有用于检测待测零件是否位于机械零点的第一位置传感器。
进一步的，所述的支撑架上固定有水平线性模组，所述的水平线性模组包括第三步进电机，第三步进电机的输出端连接有第二丝杠，所述的第二丝杠上螺纹连接有螺母滑块，所述的螺母滑块下端固定有旋转气缸，所述的激光位移传感器固定在旋转气缸的输出端，所述的支撑架上设有用于检测激光位移传感器是否位于机械原点的第二位置传感器，所述的平台与工作台转动连接，所述的平台下方连接有驱动其转动的第四步进电机，所述的第一V型块上连接有第一定位夹紧气缸，所述的第二V型块上连接有第二定位夹紧气缸。
一种如上所述的用于测量非圆内孔轮廓的检测装置的检测方法，包括以下步骤：
步骤一：将待测零件放置在平台上，并将激光位移传感器和待测零件进行对中；
步骤二：激光位移传感器或者平台旋转360°，转动中连续测量斜向激光投射到径向非圆内孔上的距离，并将检测数值通过通讯线传送给上位机进行斜线长度与角度余弦乘积的处理，得出径向距离实时拟合出轮廓图形并显示。
作为本发明的一个实施例，步骤一中，第二步进电机通过第一V型定位块和第二V型定位块驱动待测零件回到第一位置传感器设定的机械零点，而激光位移传感器固定在机械零点的上方，实现对中。
作为本发明的另一个实施例，步骤一中，激光位移传感器由螺母滑块带动从第二位置传感器定位的检测原点位置，移动到接近中心位置，设此时激光测点投射到左下方的非圆内孔径上得到斜线距离，旋转气缸转动180°后光点投射到右下方得到至右侧斜线，若左右斜线距离相等表明该测点处于中心检测位置，否则移动模组符合要求为止，实现自动。
有益效果：
(1)采用激光斜线投射测椭圆内径间接换算测量轮廓径向长度的方法，避免了激光位移传感器大于内孔无法测量；
(2)通过线性模组移动激光传感器至大概中心位置后，利用旋转180度后打到待测工件内壁斜线距离相等(不相等线性模组左右移动)，确定中间测点位置，为激光位移传感器检测时测点基本在中间位置做好准备，定位准确；
(3)采用零件旋转、激光传感器不动，斜线投射测椭圆内径间接换算测量轮廓径向长度的方法，避免了激光位移传感器转动带来的测量误差。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例1的检测装置的第一立体结构图；
图2为本发明实施例1的检测装置的第二立体结构图；
图3为本发明实施例2的检测装置的立体结构图。
其中，1、工作台，2、支撑架，3、激光位移传感器，4、待测零件，5、平台，6、第一V型定位块，7、第二V型定位块，8、第一步进电机，9、第一丝杠，10、第二步进电机，11、第三步进电机，12、第二丝杠，13、螺母滑块，14、旋转气缸，15、第四步进电机，16、第一定位夹紧气缸，17、第二定位夹紧气缸。
具体实施方式
一种用于测量非圆内孔轮廓的检测装置，包括工作台1和固定在工作台1上的支撑架2，支撑架2上设有激光位移传感器3，工作台1上设有用于放置待测零件4的平台5，平台5上方位于待测零件4两侧设有用于夹紧待测零件4的定位块，定位块包括滑动设置在工作台1上的第一V型定位块6和第二V型定位块7，定位块上连接有驱动其运动的驱动装置，激光位移传感器3位于待测零件4的上方，激光位移传感器3或平台5中至少一个是可转动的。
实施例1：
如图1-2，支撑架2上固定有第一步进电机8，激光位移传感器3固定在所述第一步进电机8的输出端，平台5与工作台1固定连接，驱动装置包括同时与第一V型定位块6和第二V型定位块7螺纹连接的第一丝杠9，第一丝杠9一端连接有第二步进电机10，第一V型定位块6和第二V定位型块上螺纹的旋向相反，工作平台5上设有用于检测待测零件4是否位于机械零点的第一位置传感器。
本实施例的检测装置的检测方法为：
(1)第二步进电机10驱动第一V型定位块6和第二V型定位块7回到位置传感器设定的机械零点，将待测零件4放置在第一V型定位块6和第二V型定位块7中间，然后第二步进电机10反向旋转将第一V型定位块6和第二V型定位块7夹紧待测零件4，并驱动待测零件4到达第一位置传感器设定的机械零点，此时，激光位移传感器3在待测零件4椭圆内孔上方中心位置，激光测点投射到左下方的椭圆内孔径上，为尺寸检测为好准备，尺寸检测前需要对激光传感器进行标定；
(2)第一步进电机8带动激光位移传感器3作圆周运动，第一步进电机8上设有第一周向定位传感器，找到第一周向定位传感器作为检测起点后，再转动360°再次碰到第一周向定位传感器为止，转动中连续测量斜向激光投射到径向椭圆内孔上的距离，并将检测数值通过通讯线传送给上位机进行斜线长度与角度余弦乘积的处理，得出径向距离实时拟合出轮廓图形并显示；
(3)测量完成后，第二步进电机10带动驱动第一V型定位块6和第二V型定位块7回机械零点，松开并取走检测好的零件，上位机处理和存储检测信息。
实施例2：
如图3，支撑架2上固定有水平线性模组，水平线性模组包括第三步进电机11，第三步进电机11的输出端连接有第二丝杠12，第二丝杠12上螺纹连接有螺母滑块13，螺母滑块13下端固定有旋转气缸14，激光位移传感器3固定在旋转气缸14的输出端，支撑架2上设有用于检测激光位移传感器3是否位于机械原点的第二位置传感器，平台5与工作台1转动连接，平台5下方连接有驱动其转动的第四步进电机15，第一V型块上连接有第一定位夹紧气缸16，第二V型块上连接有第二定位夹紧气缸17。
本实施例的检测装置的检测方法为：
(1)首先，将待测零件4放置于第一V型定位块6和第二V型定位块7中间，第一定位夹紧气缸16和第二定位夹紧气缸17夹紧待测零件4；
(2)激光位移传感器3由水平线性模组上的螺母滑块13带动从第二位置传感器定位的检测原点位置，移动到接近中心位置，设此时激光测点投射到左下方的椭圆内孔径上得到斜线距离，旋转气缸14旋转180°后光点投射到右下方得到至右侧斜线，若左右斜线距离相等表明该测点处于中心检测位置，否则移动模组符合要求为止，实现自动定中后，为轮廓尺寸检测做好准备，尺寸检测前需要对激光传感器3进行标定；
(3)第一定位夹紧气缸16和第二定位夹紧气缸17松开待测零件4，第四步进电机15驱动平台5，带动平台5上的待测零件4一起作圆周运动，第一定位夹紧气缸16设有第二周向定位传感器，找到第二周向定位传感器作为检测起点后，再转动360°再次碰到第二周向定位传感器为止，转动中连续测量斜向激光投射到径向椭圆内孔上的距离，并将检测数值通过通讯线传送给上位机进行斜线长度与角度余弦乘积的处理，得出径向距离实时拟合出轮廓图形并显示；
(4)测量完成后，取走待测零件4，激光位移传感器3回到第二位置传感器定义的原点，上位机处理和存储检测信息。
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种用于测量非圆内孔轮廓的检测装置，其特征在于：包括工作台(1)和固定在工作台(1)上的支撑架(2)，所述的支撑架(2)上设有激光位移传感器(3)，所述的工作台(1)上设有用于放置待测零件(4)的平台(5)，所述的平台(5)上方位于待测零件(4)两侧设有用于夹紧待测零件(4)的定位块，所述的定位块包括滑动设置在工作台(1)上的第一V型定位块(6)和第二V型定位块(7)，所述的定位块上连接有驱动其运动的驱动装置，激光位移传感器(3)位于待测零件(4)的上方，所述的激光位移传感器(3)或平台(5)中至少一个是可转动的。
2.根据权利要求1所述的一种用于测量非圆内孔轮廓的检测装置，其特征在于：所述的支撑架(2)上固定有第一步进电机(8)，所述的激光位移传感器(3)固定在所述第一步进电机(8)的输出端，所述的平台(5)与工作台(1)固定连接，所述的驱动装置包括同时与第一V型定位块(6)和第二V型定位块(7)螺纹连接的第一丝杠(9)，所述的第一丝杆(9)一端连接有第二步进电机(10)，第一V型定位块(6)和第二V定位型块上螺纹的旋向相反，所述的工作平台(5)上设有用于检测待测零件(4)是否位于机械零点的第一位置传感器。
3.根据权利要求1所述的一种用于测量非圆内孔轮廓的检测装置，其特征在于：所述的支撑架(2)上固定有水平线性模组，所述的水平线性模组包括第三步进电机(11)，第三步进电机(11) 的输出端连接有第二丝杠(12)，所述的第二丝杠(12)上螺纹连接有螺母滑块(13)，所述的螺母滑块(13)下端固定有旋转气缸(14)，所述的激光位移传感器(3)固定在旋转气缸(14)的输出端，所述的支撑架(2)上设有用于检测激光位移传感器(3)是否位于机械原点的第二位置传感器，所述的平台(5)与工作台(1)转动连接，所述的平台(5)下方连接有驱动其转动的第四步进电机(15)，所述的第一V型块上连接有第一定位夹紧气缸(16)，所述的第二V型块上连接有第二定位夹紧气缸(17)。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的用于测量非圆内孔轮廓的检测装置的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将待测零件(4)放置在平台(5)上，并将激光位移传感器(3)和待测零件(4)进行对中；
步骤二：激光位移传感器(3)或者平台(5)旋转360°，转动中连续测量斜向激光投射到径向非圆内孔上的距离，并将检测数值通过通讯线传送给上位机进行斜线长度与角度余弦乘积的处理，得出径向距离实时拟合出轮廓图形并显示。
5.根据权利要求4所述的用于测量非圆内孔轮廓的检测装置的检测方法，其特征在于：步骤一中，第二步进电机(10)通过第一V型定位块(6)和第二V型定位块(7)驱动待测零件(4)回到第一位置传感器设定的机械零点，而激光位移传感器(3)固定在机械零点的上方，实现对中。
6.根据权利要求4所述的用于测量非圆内孔轮廓的检测装置的检测方法，其特征在于：步骤一中，激光位移传感器(3)由螺母滑块(13)带动从第二位置传感器定位的检测原点位置，移动到接近中心位置，设此时激光测点投射到左下方的非圆内孔径上得到斜线距离，旋转气缸(14)转动180°后光点投射到右下方得到至右侧斜线，若左右斜线距离相等表明该测点处于中心检测位置，否则移动模组符合要求为止，实现自动。
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