CN110044283A - 一种内径检测装置及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种内径检测装置，包括移载部分、测量机构和测量用的标定装置，测量机构包括A传感器和B传感器，A传感器和B传感器激光发出的光线在过所测截面圆心的同一个水平面上和竖直平面上；所述标定装置包括已知内径D0的标定件，标定件的中心和工件自动回转夹紧机构的中空旋转平台的中心在同一水平面的连线与水平运动机构的运动方向平行。本发明能够通过非接触式测量方式，快速并高精度检测内孔，尤其是深孔的直径，通过内孔定位方式消除气缸套的外表面为毛面、底面有倾斜对测量结果的影响，能实现在线全自动测量，提高测量效率，保证测量精确度。
Description
技术领域
本发明属于内径检测技术领域，具体涉及一种内径检测装置及其测量方法。
背景技术
气缸套内径检测作为生产环节中检测项目的重要环节，一直是检测的重点和难点。目前检测方法主要分为接触式测量和非接触式测量两大类。常见的接触式测量方法存在着测量速度慢、容易划伤气缸套内表面等缺点。由于气缸套外表面及内表面为非精加工面，且底面存在不平整等原因，目前的非接触测量（激光传感器等），测量时无法精确标定，测量精度、准确度等均有较大的影响，同时无法实现全自动测量、在线测量，无法满足工厂生产线的实际在线检测需求。
具体表现为：由于气缸套的外表面为毛面、底面有倾斜，在测量时常规检测装置无法保证传感器的测量中心与气缸套的中心保持一致，存在偏心；另外由于测量时需要测量气缸套至少三个截面不同位置的直径，必须使气缸套和传感器有相对运动才能实现，偏心及气缸套偏摆的存在，会引入测量误差。申请号为2018102624281公开了一种气缸套内径检测装置为带导向接触式测量方式。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种内径检测装置及其测量方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种内径检测装置，包括移载部分、测量机构和测量用的标定装置，移载部分包括由动力机构驱动、带动测量机构做水平运动和竖直运动的水平运动机构和竖直运动机构以及带动工件做回转运动的工件自动回转夹紧机构，测量机构包括A传感器和B传感器，A传感器和B传感器激光发出的光线在过所测截面圆心的同一个水平面上和竖直平面上；所述标定装置包括已知内径D0的标定件，标定件的中心和工件自动回转夹紧机构的中空旋转平台的中心在同一水平面的连线与水平运动机构的运动方向平行。
测量机构包括传感器固定架，所述A传感器和B传感器安装在传感器固定架上，传感器固定架上部通过连接支架与竖直运动机构相连接。
所述标定件固定在固定架上，固定架固定在工作台上。
所述工件自动回转夹紧机构固定在工作台上，工件自动回转夹紧机构包括固定座和中空旋转平台，中空旋转平台固定在固定座上，固定座内设置有旋转驱动装置，中空旋转平台的轴线和测量机构的竖直运动方向平行，中空旋转平台上固定有三爪卡盘，工作台上固定有气动夹手，气动夹手的夹指向上能卡住三爪卡盘的扳手。
工作台上还设置有温度测量装置。
工件的测量定位方式为内孔定位。
所述测量部分的测量方法包括以下步骤：（1）移动测量机构至已知直径D0的标定件，通过测量机构获取标定件内孔表面到传感器Ⅰ发光点的距离为E0，标定件内孔表面到传感器Ⅱ发光点的距离为F0；（2）计算安装初始值：C= D0-（E0+F0）；（3）对待测工件进行检测：移动测量机构至待测工件内孔测量位置，通过测量机构获取待测工件内孔表面到传感器Ⅰ发光点的距离为E，待测工件内孔表面到传感器Ⅱ发光点的距离为F；（4）计算待测工件内径：D=C+E+F。
本发明的有益效果在于：本发明能够通过非接触式测量方式，快速并高精度检测内孔，尤其是深孔的直径，通过内孔定位方式消除气缸套的外表面为毛面、底面有倾斜对测量结果的影响，能实现在线全自动测量，提高测量效率，保证测量精确度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为测量机构结构示意图。
图3为检测装置结构示意图。
图4为标定装置结构示意图。
图5为本发明的测量原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1-5所示，本发明提供一种内径检测装置，包括移载部分、测量机构4和测量用的标定装置，移载部分包括由动力机构驱动、带动测量机构4做水平运动和竖直运动的水平运动机构1和竖直运动机构2以及带动工件7做回转运动的工件自动回转夹紧机构，测量机构4包括A传感器13和B传感器14，A传感器13和B传感器14激光发出的光线在过所测截面圆心的同一个水平面上和竖直平面上；标定装置包括已知内径D0的标定件6，标定件6的中心和工件自动回转夹紧机构的中空旋转平台8的中心在同一水平面的连线与水平运动机构1的运动方向平行。
测量机构4包括传感器固定架12，A传感器13和B传感器14安装在传感器固定架12上，传感器固定架12上部通过连接支架3与竖直运动机构2相连接。
标定件6固定在标定件固定架15上，标定件固定架15固定在工作台上。
工件自动回转夹紧机构固定在工作台上，工件自动回转夹紧机构包括固定座16和中空旋转平台8，中空旋转平台8固定在固定座16上，固定座16内设置有旋转驱动装置，中空旋转平台8的轴线和测量机构4的竖直运动方向平行，中空旋转平台8上固定有三爪卡盘11，工作台上固定有气动夹手9，气动夹手9的夹指向上能卡住三爪卡盘11的扳手10，实现工件7可以以内孔定位自动夹紧和松开，以及360度旋转的功能。所述三爪卡盘和气动夹手还可以采用气动卡盘来代替。
工作台上还设置有温度测量装置5，温度测量装置5采用非接触式测量方式，用于测量工件温度及环境温度。
工件的测量定位方式为内孔定位。
测量部分的测量方法包括以下步骤：（1）移动测量机构至已知直径D0的标定件，通过测量机构获取标定件内孔表面到传感器Ⅰ发光点的距离为E0，标定件内孔表面到传感器Ⅱ发光点的距离为F0；（2）计算安装初始值：C= D0-（E0+F0）；（3）对待测工件进行检测：移动测量机构至待测工件内孔测量位置，通过测量机构获取待测工件内孔表面到传感器Ⅰ发光点的距离为E，待测工件内孔表面到传感器Ⅱ发光点的距离为F；（4）计算待测工件内径：D=C+E+F。
本发明的工作过程如下：测量机构移动到标定装置上，按上述步骤（1-2）所述完成初始标定，然后进入测量状态，当机器人将工件7放置在工件自动回转夹紧机构上时，所述工件自动回转夹紧机构旋转使工件自动夹紧，同时，水平运动机构1运动到工件的最上方后，竖直运动机构2下降使测头到达需要测量的截面，当运动机构到达需要测量的截面时，A传感器13和B传感器14读取测量值，通过测量值拟合出截面直径，测量完成后竖直运动机构2上升，测头退出工件。当工件检测值异常，程序可以使测量机构自动回到标定装置的位置，对设备进行在线自动标定，并实现对设备进行周期性的在线自动标定。
相对于现有技术，本发明能够通过非接触式测量方式，快速并高精度检测内孔尤其是深孔的直径，通过内孔定位方式消除气缸套的外表面为毛面、底面有倾斜对测量结果的影响，能实现在线全自动测量，提高测量效率，保证测量精确度。
以上所述为本发明的优选实施例，应当指出，对于本领域的技术人员来说，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明整体构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种内径检测装置，包括移载部分、测量机构和测量用的标定装置，移载部分包括由动力机构驱动、带动测量机构做水平运动和竖直运动的水平运动机构和竖直运动机构以及带动工件做回转运动的工件自动回转夹紧机构，其特征在于：测量机构包括A传感器和B传感器，A传感器和B传感器激光发出的光线在过所测截面圆心的同一个水平面上和竖直平面上；所述标定装置包括已知内径D0的标定件，标定件的中心和工件自动回转夹紧机构的中空旋转平台的中心在同一水平面的连线与水平运动机构的运动方向平行。
2.如权利要求1所述的内径检测装置，其特征在于：测量机构包括传感器固定架，所述A传感器和B传感器安装在传感器固定架上，传感器固定架上部通过连接支架与竖直运动机构相连接。
3.如权利要求1所述的内径检测装置，其特征在于：所述标定件固定在固定架上，固定架固定在工作台上。
4.如权利要求1所述的内径检测装置，其特征在于：所述工件自动回转夹紧机构固定在工作台上，工件自动回转夹紧机构包括固定座和中空旋转平台，中空旋转平台固定在固定座上，固定座内设置有旋转驱动装置，中空旋转平台的轴线和测量机构的竖直运动方向平行，中空旋转平台上固定有三爪卡盘，工作台上固定有气动夹手，气动夹手的夹指向上能卡住三爪卡盘的扳手。
5.如权利要求1所述的内径检测装置，其特征在于：工作台上还设置有温度测量装置。
6.如权利要求1所述的内径检测装置，其特征在于：工件的测量定位方式为内孔定位。
7.一种内径检测装置的测量方法，其特征在于：所述测量部分的测量方法包括以下步骤：（1）移动测量机构至已知直径D0的标定件，通过测量机构获取标定件内孔表面到传感器Ⅰ发光点的距离为E0，标定件内孔表面到传感器Ⅱ发光点的距离为F0；（2）计算安装初始值：C= D0-（E0+F0）；（3）对待测工件进行检测：移动测量机构至待测工件内孔测量位置，通过测量机构获取待测工件内孔表面到传感器Ⅰ发光点的距离为E，待测工件内孔表面到传感器Ⅱ发光点的距离为F；（4）计算待测工件内径：D=C+E+F。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111721217A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-09-29 | 南京航空航天大学 | 基于光电传感的管壳件内径测量方法及装置 |
| CN112229339A (zh) * | 2020-09-18 | 2021-01-15 | 赵帅 | 一种回转体工件内径测量系统 |
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|---|---|---|---|---|
| CN106112610A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-11-16 | 先进科技（惠州）有限公司 | 三轴cnc自动上下料及多面切削装置 |
| CN106735311A (zh) * | 2016-12-25 | 2017-05-31 | 重庆德运模具制造有限公司 | 气动装夹式普通车床 |
| CN108692666A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-10-23 | 郑州郑大智能科技股份有限公司 | 一种气缸套内径检测装置 |
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