CN109974609B - 一种钻锪质量在线检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种钻锪质量在线检测装置及方法，装置包括左、右外壳，左外壳内连接有第一轴，第一轴端部连接有左端盖，右外壳内安装有编码器，编码器的轴同轴配合有与右端盖连接的第三轴，左、右端盖之间安装有线激光扫描仪；左外壳上固定安装有电机，电机的第二轴通过第二轴承与右外壳连接，第二轴和第三轴通过传动带连接；外壳靠近线激光扫描仪的一端设有测量口，外壳靠近电机的一端设有微型计算机，微型计算机分别与编码器和电机电连接，外壳下端安装有电池，电池分别与微型计算机和电机连接，电池处分别设置有工作按钮和电源开关按钮。以上述装置为基础，本发明还提供一检测方法，避免了检测结果对人工操作的依赖，测量速度快。

Description

一种钻锪质量在线检测装置及方法

技术领域

本发明涉及在线检测技术领域，特别是涉及一种钻锪质量在线检测装置及方法。

背景技术

机械连接是飞机装配过程中最主要的连接方式，完成一架大型飞机的装配通常需要上百万个连接件，所需加工孔的数量较大。制孔精度对产品装配质量有着至关重要的影响，据统计，飞机装配作业中报废的零件约有60％是由孔质量不合格导致的。因此，对制孔精度的检测及控制非常关键。针对飞机大型壁板现已有机器人自动制孔末端执行器系统可完成自动化制孔锪窝，但能实现在线检测的装置较少，制孔精度检测多采用手工检测的方式，工作量大、检测稳定性较差且自动化程度较低，耗时长。

专利CN108168488A发明了一种接触式制孔质量检测装置，包括探测单元、连接器、第一衬套、第二衬套、安装座；该发明装置通过将探头伸入待测孔中与待测孔的侧壁接触挤压，探头上的可变形块因压缩发生变形，再将可变形块的径向变形转化为探针的轴向变形，最后计算探针的位移变化以得到待测孔的孔径、孔深、锪窝深度、锪窝半径等；与传统的手工制孔质量检测方法相比很大程度上提高了制孔质量检测精度，减小了检测结果对人工操作的依赖，但接触式测量相对非接触式激光测量仍存在测量速度较慢，且可能会对飞机壁板被测孔表面造成接触式损伤。

发明内容

本发明的目的是提供一种钻锪质量在线检测装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，避免了检测结果对人工操作的依赖，测量速度快，且对飞机壁板被测孔表面无损伤。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种钻锪质量在线检测装置，包括通过螺栓连接且对称设置的左外壳和右外壳，所述左外壳内侧通过第一轴承连接有第一轴，所述第一轴端部固定连接有左端盖，所述右外壳内侧固定安装有编码器，所述编码器的轴同轴配合连接有第三轴，所述第三轴末端固定连接有右端盖，所述左端盖和右端盖之间固定安装有线激光扫描仪；所述左外壳上固定安装有电机，所述电机的第二轴通过第二轴承与所述右外壳连接，所述第二轴和所述第三轴通过传动带连接，所述第一轴和所述第三轴同轴设置；所述左外壳和右外壳靠近所述线激光扫描仪的一端开设有测量口，所述左外壳和右外壳靠近所述电机的一端设置有微型计算机，所述微型计算机分别与所述编码器和电机电连接，所述左外壳和右外壳下端安装有电池，所述电池分别与所述微型计算机和电机连接，所述电池处分别设置有工作按钮和电源开关按钮。

可选的，所述左外壳和右外壳底部连接有握持部，所述电池设置于所述握持部内，所述工作按钮设置于所述握持部一侧。

可选的，所述测量口上覆盖有前玻璃板。

可选的，位于所述前玻璃板上下两端的所述左外壳和右外壳上对称安装有四个支脚。

可选的，所述支脚为L型的块状结构。

可选的，所述微型计算机包括计算机和触控式显示器。

本发明还提供一种以上述检测装置为基础的钻锪质量在线检测方法，包括如下步骤：

步骤1：按下电源开关按钮，启动检测装置并进行初始化；

步骤2：手持检测装置或机器人携带检测装置运动到待测沉头孔处，长按工作按钮，微型计算控制电机带动激光扫描仪转动开始检测；

步骤3：当编码器反馈的角位移达到预设值或者松开工作按钮，微型计算机控制电机停止；

步骤4：线激光扫描仪将所测轮廓数据传递给微型计算机，并进行数据处理；

步骤5：微型计算机将处理数据所得结果包括孔径、窝径、窝深、垂直度等在触控式显示器上显示。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的钻锪质量在线检测装置的检测模块相对于轴做旋转运动检测，在同样可检面积下相对于直线运动检测缩小了装置的检测口面积，从而缩小了整个装置的体积，因此便于携带和安装；检测装置可以通过工作按钮随时调整检测范围，做到按下开始检测，松开停止检测；检测与数据处理一体化，读数直观方便；可集成于机器人自动制孔系统，用于飞机壁板自动化制孔锪窝质量的在线检测；测量时间只需1-2秒，且Z轴重复精度达到0.5μm，X轴重复精度达到10μm。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为本发明检测装置结构正侧视图；

附图2为本发明检测装置结构后侧视图；

附图3为本发明检测装置俯视图；

附图4为本发明检测装置的系统组成简图；

附图5为本发明检测方法流程图；

附图标记说明：左外壳1，编码器2，右外壳3，电机4，右端盖5，微型计算机6，线激光扫描仪7，电源开关按钮8，电池9，工作按钮10，左端盖11，前玻璃板12，第一轴承13，第一轴14，支脚15，传动带16，第二轴17，第二轴承18，第三轴19。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种钻锪质量在线检测装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，避免了检测结果对人工操作的依赖，测量速度快，且对飞机壁板被测孔表面无损伤。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。

本发明提供一种钻锪质量在线检测装置及方法，如图1、图2、图3所示，本发明的检测装置结构主要包括：左外壳1，编码器2，右外壳3，电机4，右端盖5，微型计算机6，线激光扫描仪7，电源开关按钮8，电池9，工作按钮10，左端盖11，前玻璃板12，第一轴承13，第一轴14，支脚15，传动带16，第二轴17，第二轴承18，第三轴19。左外壳1和右外壳3通过螺栓固定连接，组成检测装置的外部框架；电池9用于装置所有用电设备供电，安装于外壳下端的握持部内；电源开关按钮8用于检测装置电源的开断；工作按钮10安装于握持部一侧，长按时检测装置工作，松开时停止检测；前玻璃板12用于封闭装置的检测口；支脚15是工作时与检测区域接触，起稳定检测装置的作用；编码器2可以测量角位移，通过螺母固定安装在右外壳3上，编码器2的轴与第三轴19同轴固定配合。

第一轴承13与第一轴14同轴配合，第一轴承13固定在左外壳1上；线激光扫描仪7通过螺栓固定安装在左端盖11和右端盖5之间，左、右端盖起到保护和支撑线激光扫描仪运动的作用；第一轴14一端固定在左端盖11上另一端与第一轴承13同轴配合连接，第三轴19一端固定在右端盖5上，另一端与编码器2的轴同轴固定配合，且第一轴14和第三轴19同轴，因此左右端盖和线激光扫描仪7整体可绕第一轴承13和编码器2的轴进行转动；电机4固定在左外壳1上，其上的第二轴17与固定在右外壳3上的第二轴承18同轴配合；电机4上的第二轴17与第三轴19之间通过传动带连接，从而电机4可通过传动带16带动左右端盖和线激光扫面仪7转动；编码器2和电机4的信号线与微型计算机6的信号总线相连，进行信号传输；微型计算机6集成了计算机和触控式显示器，接收编码器2的角位移信号以确定线激光扫描仪7旋转角度，用于控制电机4运动和停止，同时线激光扫描仪7转动时所测得轮廓数据传递给计算机。

如图4所示为本发明检测装置的系统组成简图，微型计算机为检测系统主站，接收编码器反馈的角位移信号和线激光扫描仪所测沉头孔轮廓信息，同时微型计算机根据编码器反馈的角位移信号控制电机运动，以限制检测范围，

计算机进行数据处理，修正因线激光扫描仪转动产生的轮廓偏移以及其它测量偏差，最后在触控式显示器上显示制孔锪窝质量的具体数值。

如图5所示为本发明检测方法流程图，主要包括步骤S1：按下电源开关按钮，启动检测装置并进行初始化；步骤S2：然后手持检测装置或机器人携带检测装置运动到待测沉头孔处，长按工作按钮，微型计算机控制电机带动激光扫描仪转动开始检测；步骤S3：当编码器反馈的角位移达到预设值或者松开工作按钮，微型计算机控制电机停止；步骤S4：线激光扫描仪将所测轮廓数据传递给微型计算机，并进行数据处理，最后微型计算机将处理数据所得结果包括孔径、窝径、窝深、垂直度等在触控式显示器上显示。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种钻锪质量在线检测装置，其特征在于：包括通过螺栓连接且对称设置的左外壳和右外壳，所述左外壳内侧通过第一轴承连接有第一轴，所述第一轴端部固定连接有左端盖，所述右外壳内侧固定安装有编码器，所述编码器的轴同轴配合连接有第三轴，所述第三轴末端固定连接有右端盖，所述左端盖和右端盖之间固定安装有线激光扫描仪；所述左外壳上固定安装有电机，所述电机的第二轴通过第二轴承与所述右外壳连接，所述第二轴和所述第三轴通过传动带连接，所述第一轴和所述第三轴同轴设置；所述左外壳和右外壳靠近所述线激光扫描仪的一端开设有测量口，所述左外壳和右外壳靠近所述电机的一端设置有微型计算机，所述微型计算机分别与所述编码器和电机电连接，所述左外壳和右外壳下端安装有电池，所述电池分别与所述微型计算机和电机连接，所述电池处分别设置有工作按钮和电源开关按钮；所述测量口上覆盖有前玻璃板；所述左外壳和右外壳底部连接有握持部，所述电池设置于所述握持部内，所述工作按钮设置于所述握持部一侧。

2.根据权利要求1所述的钻锪质量在线检测装置，其特征在于：位于所述前玻璃板上下两端的所述左外壳和右外壳上对称安装有四个支脚。

3.根据权利要求2所述的钻锪质量在线检测装置，其特征在于：所述支脚为L型的块状结构。

4.根据权利要求1所述的钻锪质量在线检测装置，其特征在于：所述微型计算机包括计算机和触控式显示器。

5.一种根据权利要求1所述钻锪质量在线检测装置的钻锪质量在线检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：按下电源开关按钮，启动检测装置并进行初始化；

步骤2：手持检测装置或机器人携带检测装置运动到待测沉头孔处，长按工作按钮，微型计算控制电机带动线激光扫描仪转动开始检测；

步骤3：当编码器反馈的角位移达到预设值或者松开工作按钮，微型计算机控制电机停止；

步骤4：线激光扫描仪将所测轮廓数据传递给微型计算机，并进行数据处理；

步骤5：微型计算机将处理数据所得结果包括孔径、窝径、窝深、垂直度在触控式显示器上显示。

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