CN109696146A - 一种同轴度检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同轴度检测方法，旨在解决工件同轴度检测繁琐、检测结果不准确的不足。第一步，将检测工件安装在三坐标测量仪工作台上；第二步，在待测孔或轴上确定四个水平面，三坐标测量仪的测量触头在每个平面位置移动与待测孔或轴进行接触测量，测出的接触点三坐标数据传递到计算机，每个平面上测量触头对待测孔或轴接触测量点至少三个；第三步，计算机对测出的接触点三坐标数据进行模拟，每一个平面对应测得的数据模拟形成一个圆，上方的两个圆模拟形成一个圆柱，下方的两个圆模拟形成另一个圆柱；第四步，模拟出两圆柱的轴线，将两轴线垂直投影到一圆柱端面上，形成两个点，两点之间的距离为被测工件孔或轴的同轴度。
Description
技术领域
本发明涉及一种工件检测方法，更具体地说，它涉及一种同轴度检测方法。
背景技术
同轴度是机械产品检测中常见的一种形位公差项目。对于一些大型零部件(如机床主轴等)或不规则轴类零件以及箱体零件的不规则内孔，则用三坐标测量同轴度的方法，目前通常用公共轴线法、直线度法、求距法求得。公共轴线法是在被测元素和基准元素上测量多个横截面的圆，再将这些圆的圆心构造一条3D直线，作为公共轴线，每个圆的直径可以不一致，然后分别计算基准圆柱和被测圆柱对公共轴线的同轴度，取其最大值作为该零件的同轴度，这种方法比较繁琐。直线度法是在被测元素和基准元素上测量多个横截面的圆，然后选择这几个圆构造一条3D直线，同轴度近似为直线度的两倍。被收集的圆在测量时最好测量其整圆，如果是在一个扇形上测量，则测量软件计算出来的偏差可能很大。求距法是同轴度为被测元素和基准元素轴线间最大距离的两倍。即用关系计算出被测元素和基准元素的最大距离后，将其乘以2即可，这种方法虽然简便，但是准确度不高。
发明内容
本发明克服了工件同轴度检测繁琐、检测结果不准确的不足，提供了一种同轴度检测方法，工件同轴度检测简单方便，检测结果准确可靠。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种同轴度检测方法，第一步，将检测工件安装在三坐标测量仪工作台上，工件上待检测的孔或轴竖直设置；第二步，在待测孔或轴一半长度以上位置确定两个水平面，在待测孔或轴一半长度以下位置确定两个水平面，三坐标测量仪的测量触头在每个平面位置移动与待测孔或轴进行接触测量，测出的接触点三坐标数据传递到计算机，每个平面上测量触头对待测孔或轴接触测量点至少三个；第三步，计算机对测出的接触点三坐标数据进行模拟，每一个平面对应测得的数据模拟形成一个圆，待测孔或轴一半长度以上位置形成的两个圆模拟形成一个圆柱，待测孔或轴一半长度以下位置形成的两个圆模拟形成另一个圆柱；第四步，模拟出两圆柱的轴线，将两轴线垂直投影到同一基准面上，形成两个点，两点之间的距离为被测工件孔或轴的同轴度。
采用三坐标测量仪采集待测孔或轴在同一水平面上的若干个测量点作为元素点，测量触头与待测孔内壁或待测轴外壁接触，测得该接触点的三坐标位置，三坐标数据传递到计算机，计算机将三坐标测量仪在每个水平面测得元素三坐标数据模拟出一个虚拟的圆，四个水平面模拟出四个圆，上方的两个圆模拟出一个圆柱，下方的两个圆模拟出另一个圆柱，两圆柱的两根轴线垂直投影到同一基准面上，基准面与水平面平行，在基准面上形成两个点，两点之间的距离为被测工件孔或轴的同轴度。这种同轴度检测方法对工件同轴度检测操作简单方便，检测结果准确可靠。
作为优选，第四步中以其中一圆柱端面作为基准面。直接在一圆柱端面上读取同轴度，更加准确。
作为优选，第二步中在待测工件一半长度以上位置的两个平面离工件上端的距离分别为工件长度的三分之一和六分之一；在待测工件一半长度以下位置的两个平面离工件下端的距离分别为工件长度的三分之一和六分之一。这种方式有利于提高工件同轴度检测精准度。
作为优选，第一步中在三坐标测量仪工作台上安装检测工装，工件装夹在检测工装上；检测工装包括底座、设置在底座上的安装座，安装座上可转动安装有竖直设置的装夹柱，装夹柱外壁上设有支撑凸盘，装夹柱下端连接从动齿轮，安装座上安装驱动电机，驱动电机输出轴上连接主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合传动，装夹柱外壁上安装两层外电缸，每层均布设置三个外电缸，外电缸伸缩杆可径向朝外伸出装夹柱外壁，装夹柱上设有竖直设置的装夹孔，装夹孔内壁上安装两层内电缸，每层均布设置三个内电缸，内电缸伸缩杆可径向朝内伸入装夹孔，支撑凸盘支撑在安装座上，支撑凸盘上连接若干个锁止螺钉；工件装夹到检测工装时，待检测孔套装到装夹柱外壁上，驱动电机工作带动装夹柱转动，同时外电缸工作，外电缸伸缩杆同步精准向外伸出对待检测孔进行精准装夹，使待检测孔处于竖直状态；工件装夹到检测工装时，待检测轴插装到装夹孔中，驱动电机工作带动装夹柱转动，同时内电缸工作，内电缸伸缩杆同步精准向内伸出对待检测轴进行精准装夹，使待检测轴处于竖直状态；工件装夹到位后驱动电机、内电缸、外电缸停机，转动锁止螺钉，使锁止螺钉端部抵接到安装座上实现对装夹柱的锁止。
工件检测之前安装在检测工装上，通过检测工装对工件进行定位使待测孔或待测轴处于竖直状态。待测轴插装到安装孔后，装夹柱转动，同时内电缸伸缩杆同步精准向内伸出对待检测轴进行精准装夹，当待测轴处于倾斜位置时，装夹柱转动对待测轴进行位置调整，内电缸伸缩杆同步伸向待测轴外壁并夹紧在待测轴外壁上，保证待测轴处于竖直位置。待测孔套装到装夹柱后，装夹柱转动，同时外电缸伸缩杆同步精准向外伸出对待检测孔进行精准装夹，当待测孔处于倾斜位置时，装夹柱转动对待测孔进行位置调整，外电缸伸缩杆同步伸向待测孔内壁并夹紧在待测孔内壁上，保证待测孔处于竖直位置。这种方式有利于提高同轴度检测精准度。
作为优选，装夹柱下端安装绝缘块，绝缘块上安装有通电柱和通电套，通电柱、通电套均与装夹柱同轴设置，外电缸的两接线端子以及内电缸的两接线端子分别与通电柱、通电套导线连接，底座上安装通电柱环、通电套环，通电柱可转动套装在通电柱环中且通电柱和通电柱环电导通，通电套可转动套装在通电套环中且通电套和通电套环电导通。装夹柱转动时，通电柱可转动套装在通电柱环中且通电柱和通电柱环电导通，通电套可转动套装在通电套环中且通电套和通电套环电导通，便于外电缸和内电缸通电导线的安装布置。
作为优选，内电缸伸缩杆端部以及外电缸伸缩杆端部均呈半球形结构。伸缩杆端部呈半球状有利于提高对工件的装夹效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：同轴度检测方法对工件同轴度检测操作简单方便，检测结果准确可靠。
附图说明
图1是本发明的同轴度检测原理图；
图2是本发明的检测工装的结构示意图；
图中：1、圆柱，2、轴线，3、基准面，4、底座，5、安装座，6、装夹柱，7、支撑凸盘，8、从动齿轮，9、驱动电机，10、主动齿轮，11、外电缸，12、装夹孔，13、内电缸，14、锁止螺钉，15、绝缘块，16、通电柱，17、通电套，18、通电柱环，19、通电套环。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例：一种同轴度检测方法（参见附图1、附图2），第一步，将检测工件安装在三坐标测量仪工作台上，工件上待检测的孔或轴竖直设置；第二步，在待测孔或轴一半长度以上位置确定两个水平面，在待测孔或轴一半长度以下位置确定两个水平面，三坐标测量仪的测量触头在每个平面位置移动与待测孔或轴进行接触测量，测出的接触点三坐标数据传递到计算机，每个平面上测量触头对待测孔或轴接触测量点至少三个；第三步，计算机对测出的接触点三坐标数据进行模拟，每一个平面对应测得的数据模拟形成一个圆，待测孔或轴一半长度以上位置形成的两个圆模拟形成一个圆柱1，待测孔或轴一半长度以下位置形成的两个圆模拟形成另一个圆柱；第四步，模拟出两圆柱的轴线2，以其中一个圆柱端面作为基准面，将两轴线垂直投影到同一基准面3上，形成两个点，两点之间的距离为被测工件孔或轴的同轴度e。
第二步中在待测工件一半长度以上位置的两个平面离工件上端的距离分别为工件长度的三分之一和六分之一；在待测工件一半长度以下位置的两个平面离工件下端的距离分别为工件长度的三分之一和六分之一。
第一步中在三坐标测量仪工作台上安装检测工装，工件装夹在检测工装上；检测工装包括底座4、设置在底座上的安装座5，安装座上可转动安装有竖直设置的装夹柱6，装夹柱外壁上设有支撑凸盘7，装夹柱下端连接从动齿轮8，安装座上安装驱动电机9，驱动电机输出轴上连接主动齿轮10，主动齿轮与从动齿轮啮合传动，装夹柱外壁上安装两层外电缸11，每层均布设置三个外电缸，外电缸伸缩杆可径向朝外伸出装夹柱外壁，装夹柱上设有竖直设置的装夹孔12，装夹孔内壁上安装两层内电缸13，每层均布设置三个内电缸，内电缸伸缩杆可径向朝内伸入装夹孔，支撑凸盘支撑在安装座上，支撑凸盘上连接若干个锁止螺钉14；工件装夹到检测工装时，待检测孔套装到装夹柱外壁上，驱动电机工作带动装夹柱转动，同时外电缸工作，外电缸伸缩杆同步精准向外伸出对待检测孔进行精准装夹，使待检测孔处于竖直状态；工件装夹到检测工装时，待检测轴插装到装夹孔中，驱动电机工作带动装夹柱转动，同时内电缸工作，内电缸伸缩杆同步精准向内伸出对待检测轴进行精准装夹，使待检测轴处于竖直状态；工件装夹到位后驱动电机、内电缸、外电缸停机，转动锁止螺钉，使锁止螺钉端部抵接到安装座上实现对装夹柱的锁止。装夹柱下端安装绝缘块15，绝缘块上安装有通电柱16和通电套17，通电柱、通电套均与装夹柱同轴设置，外电缸的两接线端子以及内电缸的两接线端子分别与通电柱、通电套导线连接，底座上安装通电柱环18、通电套环19，通电柱可转动套装在通电柱环中且通电柱和通电柱环电导通，通电套可转动套装在通电套环中且通电套和通电套环电导通。内电缸伸缩杆端部以及外电缸伸缩杆端部均呈半球形结构。
以上所述的实施例只是本发明较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (6)
1.一种同轴度检测方法，其特征是，第一步，将检测工件安装在三坐标测量仪工作台上，工件上待检测的孔或轴竖直设置；第二步，在待测孔或轴一半长度以上位置确定两个水平面，在待测孔或轴一半长度以下位置确定两个水平面，三坐标测量仪的测量触头在每个平面位置移动与待测孔或轴进行接触测量，测出的接触点三坐标数据传递到计算机，每个平面上测量触头对待测孔或轴接触测量点至少三个；第三步，计算机对测出的接触点三坐标数据进行模拟，每一个平面对应测得的数据模拟形成一个圆，待测孔或轴一半长度以上位置形成的两个圆模拟形成一个圆柱，待测孔或轴一半长度以下位置形成的两个圆模拟形成另一个圆柱；第四步，模拟出两圆柱的轴线，将两轴线垂直投影到同一基准面上，形成两个点，两点之间的距离为被测工件孔或轴的同轴度。
2.根据权利要求1所述的一种同轴度检测方法，其特征是，第四步中以其中一圆柱的端面作为基准面。
3.根据权利要求1所述的一种同轴度检测方法，其特征是，第二步中在待测工件一半长度以上位置的两个平面离工件上端的距离分别为工件长度的三分之一和六分之一；在待测工件一半长度以下位置的两个平面离工件下端的距离分别为工件长度的三分之一和六分之一。
4.根据权利要求1所述的一种同轴度检测方法，其特征是，第一步中在三坐标测量仪工作台上安装检测工装，工件装夹在检测工装上；检测工装包括底座、设置在底座上的安装座，安装座上可转动安装有竖直设置的装夹柱，装夹柱外壁上设有支撑凸盘，装夹柱下端连接从动齿轮，安装座上安装驱动电机，驱动电机输出轴上连接主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合传动，装夹柱外壁上安装两层外电缸，每层均布设置三个外电缸，外电缸伸缩杆可径向朝外伸出装夹柱外壁，装夹柱上设有竖直设置的装夹孔，装夹孔内壁上安装两层内电缸，每层均布设置三个内电缸，内电缸伸缩杆可径向朝内伸入装夹孔，支撑凸盘支撑在安装座上，支撑凸盘上连接若干个锁止螺钉；工件装夹到检测工装时，待检测孔套装到装夹柱外壁上，驱动电机工作带动装夹柱转动，同时外电缸工作，外电缸伸缩杆同步精准向外伸出对待检测孔进行精准装夹，使待检测孔处于竖直状态；工件装夹到检测工装时，待检测轴插装到装夹孔中，驱动电机工作带动装夹柱转动，同时内电缸工作，内电缸伸缩杆同步精准向内伸出对待检测轴进行精准装夹，使待检测轴处于竖直状态；工件装夹到位后驱动电机、内电缸、外电缸停机，转动锁止螺钉，使锁止螺钉端部抵接到安装座上实现对装夹柱的锁止。
5.根据权利要求4所述的一种同轴度检测方法，其特征是，装夹柱下端安装绝缘块，绝缘块上安装有通电柱和通电套，通电柱、通电套均与装夹柱同轴设置，外电缸的两接线端子以及内电缸的两接线端子分别与通电柱、通电套导线连接，底座上安装通电柱环、通电套环，通电柱可转动套装在通电柱环中且通电柱和通电柱环电导通，通电套可转动套装在通电套环中且通电套和通电套环电导通。
6.根据权利要求4或5所述的一种同轴度检测方法，其特征是，内电缸伸缩杆端部以及外电缸伸缩杆端部均呈半球形结构。
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