CN110986780B - 一种孔位偏差检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种孔位偏差检测装置，涉及测量技术领域。其包括底座、运动台和发光组件，运动台可滑动式地安装在底座上，所述运动台的滑动方向与X向坐标线和Z向坐标线中的一个坐标线方向平行；发光组件安装在所述运动台上，并发出与另一个坐标线方向平行的线型光束，所述线型光束用于照射在放置在检具平台的待检测零件上。本发明提供的一种孔位偏差检测装置，成本低，能够快速、准确地计算出孔沿两个坐标方向的偏差。相比于人工凭感觉测量，更有理论依据和说服力。

Description

一种孔位偏差检测装置

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种孔位偏差检测装置。

背景技术

汽车钣金零件通过模具制作完成后，需要在检具上测量是否满足设计要求。零件的面差、切边可以在检具上用测量工具测量，零件的孔尺寸可以用游标卡尺测量。

零件孔的位置偏差，一般是通过检具上带的划线销在零件孔的周围划出线圈。根据检具平台上的两个垂直方向，计算孔在各个方向上两侧，孔边与划线测量值差值除以2，就可以得出孔在此方向上偏差值。因测量人员无法准确判断孔边两侧测量方向是否是沿检具平台上规定的两个垂直方向，导致测量结果误差很大，且不能保证一致性。另外可以用三坐标测量设备测量孔的偏差，但此设备购买费用很高；测量时需要花费较多时间测量、对比分析测量值与理论值存在偏差；且对测量人员的技能需求较高。设计一种结构简单、使用简单、成本低的孔位偏差检测装置意义重大。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种孔位偏差检测装置，成本低，能够快速、准确地定出孔沿两个坐标方向的偏差。相比于人工凭感觉测量，更有理论依据和说服力。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种孔位偏差检测装置，用于配合检具平台对待检测零件上的孔位进行检测，所述检具平台上具有相互垂直的X向坐标线和Z向坐标线，包括：

底座；

运动台，可滑动式地安装在底座上，所述运动台的滑动方向与X向坐标线和Z向坐标线中的一个坐标线方向平行；

发光组件，安装在所述运动台上，并发出与另一个坐标线方向平行的线型光束，所述线型光束用于照射在放置在检具平台的待检测零件上。

可选地，所述底座上安装有第一发光单元，所述第一发光单元为发射一字线型光束的发光装置，所述第一发光单元发射的光束朝向所述底座的下方且与所述运动台的滑动方向平行。

可选地，所述发光组件包括安装在所述运动台上的第二发光单元和光线调节组件，所述第二发光单元为发射一字线型光束的发光装置；所述光线调节组件用于将所述第二发光单元发射的光束反射至待检测零件上，所述第二发光单元发射的光束经所述光线调节组件反射后垂直于所述运动台的滑动方向。

可选地，所述光线调节组件包括安装支架、支架杆和反射部件，所述支架杆的一端通过所述安装支架竖直安装在所述运动台上，所述反射部件通过一转轴可旋转地安装在所述支架杆的另一端，所述转轴的轴向与所述运动台的滑动方向平行。

可选地，所述支架杆为可伸缩杆，以用于调节所述反射部件与所述运动台之间的距离。

可选地，所述第二发光单元发射的光束朝向所述底座的上方且与所述运动台的滑动方向垂直，所述支架杆的中心线位于所述第二发光单元发射的光束所在的平面内。

可选地，所述转轴为带有一定阻尼的旋转机构，使得所述反射部件能够固定在任一个旋转位置上。

可选地，所述底座设有滑槽或滑轨。

可选地，所述滑槽为梯形凹槽，所述运动台设有与所述梯形凹槽相配合的梯形结构，使得所述运动台在所述底座上可滑动。

可选地，所述底座下部设有用于与所述检具平台磁性贴合的磁性垫块；所述第一发光单元和第二发光单元均为一字线激光发射装置。

本发明提供的一种孔位偏差检测装置，能够配合检具平台对待检测零件上的孔位进行检测。检具平台上具有相互垂直的X向坐标线和Z向坐标线。孔位偏差检测装置包括底座、运动台和发光组件。运动台可滑动且滑动方向与X向坐标线和Z向坐标线中的一个坐标线方向平行；发光组件发出与另一个坐标线方向平行的线型光束。在实际进行孔位偏差检测时，通过在检具平台上的两个相互垂直的坐标线上分别放置一个孔位偏差检测装置，用于使得照射在待检测零件上的光束分别平行于两个相互垂直的坐标方向，确保在待检测零件的孔位周边呈现出两条相互垂直，且与坐标线方向一致的光线，以用于对孔位偏差进行检测计算。

本发明提供的一种孔位偏差检测装置，成本低，能够快速、准确地定出孔沿两个坐标方向的偏差。相比于人工凭感觉测量，更有理论依据和说服力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种孔位偏差检测装置的结构示意图；

图2是根据图1所示的一种孔位偏差检测装置发射光束的示意图；

图3是根据图1所示的一种孔位偏差检测装置的底座的结构示意图；

图4是根据图1所示的一种孔位偏差检测装置的运动台的结构示意图；

图5是根据图1所示的一种孔位偏差检测装置的光线调节组件的结构示意图；

图6是根据图1所示的一种孔位偏差检测装置的设备操作示意图；

图7是根据图1所示的一种孔位偏差检测装置的设备操作示意图；

图8是根据图6所示的一种孔位偏差检测装置的工作示意图；

图9是根据图7所示的一种孔位偏差检测装置的局部放大示意图；

图10是本发明实施例提供的一种孔位偏差检测装置的检测原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

如图1-图5所示，本发明提供的一种孔位偏差检测装置，一般性地可以包括底座1、运动台2和发光组件3。运动台2可滑动式地安装在底座1上。运动台2的滑动方向与X向坐标线和Z向坐标线中的一个坐标线方向平行。发光组件3安装在运动台2上并可以随着运动台2运动。发光组件3能够发出与另一个坐标线方向平行的线型光束。线型光束用于照射在放置在检具平台6的待检测零件上。当在检具平台6的X向坐标线和Z向坐标线上个放置一个孔位偏差检测装置，即可使得照射在待检测零件的孔位上的光束为分别平行于X向坐标线和Z向坐标线的直角交叉的光线，以用于孔位偏差检测。

具体地，底座1上安装有第一发光单元13。第一发光单元13为发射一字线型光束的发光装置。第一发光单元13发射的光束朝向底座1的下方且与运动台2的滑动方向平行。即，当将孔位偏差检测装置放置在检具平台6上后，通过将第一发光单元13发射的光束与X向坐标线和Z向坐标线中的一个坐标线重合对准，即可保证运动台2的滑动方向与该坐标线平行。

发光组件3包括安装在运动台2上的第二发光单元31和光线调节组件32。第二发光单元31为发射一字线型光束的发光装置。光线调节组件32用于将第二发光单元31发射的光束反射至待检测零件5上。第二发光单元31发射的光束经光线调节组件32反射后垂直于运动台2的滑动方向，即平行于X向坐标线和Z向坐标线中的另一个坐标线的方向。

在一个具体的实施方式中，第一发光单元13和第二发光单元31均为发射一字线型光束的发光装置。第一发光单元13安装在底座1上，第一发光单元13发射的光束131朝向底座1的下方且与运动台2的滑动方向平行。第二发光单元31安装于运动台2上。运动台2上还安装有光线调节组件32。光线调节组件32将第二发光单元31发射的光束311反射至待检测零件5上。第二发光单元31发射的光束311经光线调节组件32反射后垂直于运动台2的滑动方向。第一发光单元13发射的光束朝向底座1的下方且与运动台2的滑动方向平行，从而通过第一发光单元13发射的光束131进行调整使得运动台2的滑动方向与检具平台6上的一个坐标方向平行。第二发光单元31发射的光束311经光线调节组件32反射后垂直于运动台2的滑动方向，从而使得第二发光单元31发射的光束311经光线调节组件32反射后与检具平台6上的另一个坐标方向平行。即当运动台2在底座1上滑动过程中，照射在待检测零件5上的光束始终与检具平台6上的其中一个坐标方向平行。通过在检具平台6上的两个相互垂直的坐标线上分别放置一个孔位偏差检测装置，用于使得照射在待检测零件5上的光束分别平行于两个相互垂直的坐标方向，确保在待检测零件5的孔位周边呈现出两条相互垂直，且与坐标线方向一致的光线，以用于对孔位偏差进行检测计算。

具体地，底座1设有滑槽11或滑轨。运动台2通过与滑槽11相对应的结构进行滑动，或者通过滑轨组件在底座1上沿着滑轨滑动。在一个具体的实施方式中，如图3所示，底座1的主体为立方体结构，底座1的上部开设有梯形凹槽。梯形凹槽结构用于运动台2的滑动，梯形凹槽结构可以防止运动台2与底座1分离。底座1下部设有用于与检具平台6磁性贴合的磁性垫块12。可选地，底座1材质为铝，具有轻便耐用的优点。磁性垫块12的数量为4个。磁性垫块12采用螺钉连接在底座1下部。磁性垫块12可以为圆头磁铁，分布于四个角上，用于与检具底座平台磁性贴合。底座1的侧面安装有第一发光单元13。第一发光单元13发射的光束131朝向底座1的下方且与运动台2的滑动方向平行。在使用时，通过将第一发光单元13发射的光束131与检具平台6的一个坐标线方向对齐重合，即可保证运动台2的滑动方向位于该坐标线方向上。

如图4所示，运动台2设有与梯形凹槽相配合的梯形结构，使得运动台2在底座1上可滑动。梯形凹槽的一个边即为运动台2的滑动方向。运动台2安装有第二发光单元31和光线调节组件32。第二发光单元31发射的光束311方向与运动台2的滑动方向垂直，即使得光束311的方向与检具平台6的另一个坐标线方向平行。

如图5所示，光线调节组件32包括安装支架321、支架杆322和反射部件323。支架杆322的一端通过安装支架321竖直安装在运动台2上。反射部件323通过一转轴324可旋转地安装在支架杆322的另一端。支架杆322的中心线位于第二发光单元31发射的光束311所在的平面内。第二发光单元31发射的光束朝向底座1的上方且与运动台2的滑动方向垂直。转轴324的轴向与运动台2的滑动方向平行，使得反射部件323在绕转轴324旋转任意位置时，第二发光单元31发射的光束311经由反射部件323反射后，光束311的方向始终与检具平台6的另一个坐标线方向平行。

在一个可选的实施方式中，支架杆322设计为可伸缩杆，通过可伸缩的支架杆322设计，可以调节反射部件323与运动台2之间的距离，避免当待检测零件5尺寸较大时，光束311无法投射至待检测零件5的表面。从而使得孔位偏差检测装置可以适应尺寸较大的待检测零件5。可选地，支架杆322由三根可以伸缩的金属杆构成，每根长150mm左右。因为待检测零件5放置在检具平台6上，距离检具台的最大距离285mm-350mm，所以设计光线调节组件32的总高度在450mm左右。如果遇到待检测零件5放置的距离很高，但零件不是平行放置，可以将孔位偏差检测装置放置在距离低的一侧。

在一个可选的实施方式中，转轴324为带有一定阻尼的旋转机构，使得反射部件323能够固定在任一个旋转位置上。反射部件323上设有镜面以用于光束的反射。带有一定阻尼的旋转机构可以是本领域技术人员所熟知的结构。在本实施例中，支架杆322的顶端的金属杆设计为垂直弯曲结构，前端打扁开孔，与一个可以旋转的反射部件323通过转轴324固定，转轴324的方向与运动台2的滑动方向平行。转轴324可以为销子等。

可选地，第一发光单元13和第二发光单元31均为一字线激光发射装置。例如可以采用市场上常用的一字线激光头(尺寸Φ9×23mm)，可以插在插线板上供电发射一字线型的光束。

在使用本发明的孔位偏差检测装置进行孔位偏差检测时，可以与检具平台6配合使用。检具平台6上具有相互垂直的X向坐标线61和Z向坐标线62。X向坐标线61和Z向坐标线62所在的平面为水平面。将两个孔位偏差检测装置分别放置在检具平台6的X向坐标线61和Z向坐标线62上。调节两个孔位偏差检测装置的位置，使得一个孔位偏差检测装置的第二发光单元31发射的光束311与Z向坐标线平行，另一个孔位偏差检测装置的第二发光单元31发射的光束311与X向坐标线平行，且光束投射在圆孔C的周边，即可实现对孔位偏差的检测。

本发明提供的一种孔位偏差检测装置，下面举例对其具体操作步骤进行说明。

1、汽车钣金检具平台6上有相互垂直的坐标线。此坐标线是零件在数据上对应的整车坐标，所以一般用两个设备来检测某孔的两个坐标方向的偏差。如图6和图7所示，其展示的待检测零件5为汽车的左B柱内板。检具平台6的两个坐标线是X向和Z向。

2、根据某孔在坐标线上位置，将孔位偏差检测装置放置在检具平台6边缘相应的坐标区间内，并且将运动台2滑动方向尽量与坐标线平行，打开第一发光单元13开关，将第一发光单元13的一字光线与附近的坐标线平行微调，保证运动台2滑动方向与坐标线平行，调整完后可以关闭第一发光单元13。如图6-图10所示，对待检测零件5上的圆孔C检测，首先观察此孔在平台坐标线X15-X16和Z2-Z3之间(注：坐标线上每格表示100mm)，将孔位偏差检测装置放置在X15线和X16线之间，并且调整第一发光单元13的一字光线保证与Z0线平行。

3、打开第二发光单元31的开关，将光线调节组件32上升到一定高度，旋转反射部件323，使第二发光单元31发射的一字光线能够反射在圆孔C的周边。再滑动运动台2，使一字光线能准确投在圆孔C的直径方向两侧，可以通过测量圆孔C两侧的反射线距离是否是最大距离，如果是可以确定一字光线已投在圆孔C的直径方向，如果不是可以微调运动台，使圆孔C两侧的反射线距离达到最大距离。

4、参考以上步骤，调节完成另一个坐标线上的孔位偏差检测装置。

5、完成以上步骤，圆孔C周边就有两条相互垂直，且与坐标线方向一致的光线。

6、通过检具平台6上自带的划线销，在圆孔C周边划出比设计要求孔的直径大4mm-6mm的划线圆，这样方便检测。

一般零件通过模具冲出的孔位置都在划线销所划的划线圆内，如果与圆相交或在圆外，说明此孔偏差已大大超出公差值，可以不需要测量直接要求调整模具。

通过游标卡尺分别测量在坐标方向上圆孔C两侧点与划线圆的距离(零件可以在检具上直接测量，也可以在零件光线上用细记号笔标记，从检具平台6上拿下来测量)，数值小的一侧说明孔向此侧偏移，两值相减再除以2就可以得出圆孔C的位置偏差值。

如图10所示，即为圆孔C和划线圆的测量原理图，图10中，假设划线圆的圆心在圆孔C的直径上，则根据图示可以得出：

x＝R-r-b＝(a+b+2r)/2-r-b＝(a-b)/2

即，本发明提供的孔位偏差检测装置，其偏差值计算公式为

x＝(a-b)/2

其中，x为圆孔C在Z向上的偏差值，

R为划线圆的半径，

r为圆孔C的半径，

a为在圆孔C直径方向上两孔边的距离(较大值)，

b为在圆孔C直径方向上两孔边的距离(较小值)。

根据实例分析，假设在Z向上圆孔C两侧边与划线圆的距离分别是a和b，且a值大于b值，这样可以判断圆孔C是沿负Z向偏移，通过计算(a-b)/2，就可以算出具体的偏差值。

同理，圆孔C的X向偏差值测量与以上相同。

在实际测量中，经与常用的游标卡尺测量孔位偏差值比较验证，通过本发明提供的孔位偏差检测装置进行数据测量时，其偏差值为

(a-b)/2＝(2.951-1.015)/2＝0.968

而通过常用的游标卡尺测量孔位偏差值时，其偏差值x＝0.967

两者测量的偏差值相差只有0.001mm。而游标卡尺的最小精度为0.02mm。因此，亦可以证明本发明提供的孔位偏差检测装置可以用于孔位的偏差检测，且检测精度符合要求。

本发明提供的一种孔位偏差检测装置，能够配合检具平台对待检测零件上的孔位进行检测。具有以下优点：

1、其开发成本较低，减轻了供应商的经济负担；

2、易学易用，能够快速、准确地定出孔的两个坐标方向的偏差值，为模具整改提供依据。

本发明提供的一种孔位偏差检测装置，相比于人工凭感觉测量孔的两个坐标方向的偏差值，更有理论依据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种孔位偏差检测装置，用于配合检具平台对待检测零件上的孔位进行检测，所述检具平台上具有相互垂直的X向坐标线和Z向坐标线，其特征在于，包括：

底座；

运动台，可滑动式地安装在底座上，所述运动台的滑动方向与X向坐标线和Z向坐标线中的一个坐标线方向平行；

发光组件，安装在所述运动台上，并发出与另一个坐标线方向平行的线型光束，所述线型光束用于照射在放置在检具平台的待检测零件上；

所述底座上安装有第一发光单元，所述第一发光单元为发射一字线型光束的发光装置，所述第一发光单元发射的光束朝向所述底座的下方且与所述运动台的滑动方向平行。

2.根据权利要求1所述的一种孔位偏差检测装置，其特征在于，所述发光组件包括安装在所述运动台上的第二发光单元和光线调节组件，所述第二发光单元为发射一字线型光束的发光装置；所述光线调节组件用于将所述第二发光单元发射的光束反射至待检测零件上，所述第二发光单元发射的光束经所述光线调节组件反射后垂直于所述运动台的滑动方向。

3.根据权利要求2所述的一种孔位偏差检测装置，其特征在于，所述光线调节组件包括安装支架、支架杆和反射部件，所述支架杆的一端通过所述安装支架竖直安装在所述运动台上，所述反射部件通过一转轴可旋转地安装在所述支架杆的另一端，所述转轴的轴向与所述运动台的滑动方向平行。

4.根据权利要求3所述的一种孔位偏差检测装置，其特征在于，所述支架杆为可伸缩杆，以用于调节所述反射部件与所述运动台之间的距离。

5.根据权利要求3或4所述的一种孔位偏差检测装置，其特征在于，所述第二发光单元发射的光束朝向所述底座的上方且与所述运动台的滑动方向垂直，所述支架杆的中心线位于所述第二发光单元发射的光束所在的平面内。

6.根据权利要求3或4所述的一种孔位偏差检测装置，其特征在于，所述转轴为带有一定阻尼的旋转机构，使得所述反射部件能够固定在任一个旋转位置上。

7.根据权利要求1所述的一种孔位偏差检测装置，其特征在于，所述底座设有滑槽或滑轨。

8.根据权利要求7所述的一种孔位偏差检测装置，其特征在于，所述滑槽为梯形凹槽，所述运动台设有与所述梯形凹槽相配合的梯形结构，使得所述运动台在所述底座上可滑动。

9.根据权利要求2所述的一种孔位偏差检测装置，其特征在于，所述底座下部设有用于与所述检具平台磁性贴合的磁性垫块；所述第一发光单元和第二发光单元均为一字线激光发射装置。

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