CN112414266A - 一种对锪窝孔的在线检测装置及检测方法 - Google Patents

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张晋
周新房
许斌
朱晓娇
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Abstract

一种对锪窝孔的在线检测装置及检测方法，含有检测组件、轴套、驱动电机、轴承座，驱动电机通过轴套带动检测组件转动，轴承座通过一个连接角座固定在进给滑台上，该进给滑台受进给电机的驱动，所述的检测组件含有孔探外壳、孔径测量头、孔径尺寸转换针、孔径测量珠、窝深测量锥、孔径测量传感器和窝深测量传感器，将孔径测量头伸入到所需测量的锪窝孔内，通过驱动旋转电机带动检测组件转动，孔径测量头上的孔径测量珠受孔壁挤压，推动孔径尺寸转换针向后移动，孔径测量传感器将孔径尺寸转换针的位移值转换成孔径尺寸输出，将孔径测量头穿过所需测量的锪窝孔内，使窝深测量锥前端的锥面与锪窝的锥面接触，直到孔探外壳前端中心孔的孔壁与产品平面接触，窝深测量传感器将窝深测量锥的压缩位移转换成锪窝深度尺寸输出。

Description

一种对锪窝孔的在线检测装置及检测方法
技术领域
本申请涉及孔测量技术，具体是一种对锪窝孔的在线检测装置及检测方法。
背景技术
随着自动化程度的加深，机器人制孔及锪窝已广泛存在于各类行业，特别是在飞机制造业中。因为机器人制孔不能使用钻模板及钻套，所以需要对制过的孔特别是还需锪窝孔进行检验。现有技术中对锪窝孔测量是由检验人员在生产现场使用窝量规对窝深进行手工检测，使用塞规对孔径进行检测。
在飞机制造业中对复合材料制孔精度及锪窝深度要求很高,如果采用机器人制孔，在机器人制孔过程中需要对机器人制孔的质量进行在线检测装置，现有机器人上安装的制孔质量在线检测装置应用很少。国内应用的检测装置多为拍照检测，由于拍照检测受制于各种环境因素的影响，并且不能反映制孔后孔内壁及窝内壁粗糙度的参数，在飞机制造业上应用并不是很理想，并且因为机器人加工过程中的震动导致拍照相机可能需要经常性的标定，才能将拍照所得图片补偿修正。因为拍照测量为非接触性理论检测，则必然存在因为补偿算法不同，导致各个制孔末端执行器检测出的制孔质量一致性及精度不同，不能当做检验合格标准的问题。
发明内容
为了使机器人末端执行器可以快速高精度的完成制孔及锪窝的质量在线检测，并且统一检测的一致性和可靠性，本发明提供一种锪窝孔在线检测的装置及方法。
一种对锪窝孔的在线检测装置，其特征在于，含有检测组件、轴套、驱动电机、轴承座，所述的轴套连接在轴承座内，轴套的前端连接有检测组件轴套的后端与驱动电机的输出端连接，驱动电机通过轴套带动检测组件转动，所述的检测组件含有孔探外壳、孔径测量头、孔径尺寸转换针、孔径测量珠、窝深测量锥、孔径测量传感器和窝深测量传感器，所述的孔探外壳为台阶轴结构，孔探外壳的后端镶嵌在轴套前端，孔探外壳的前端有中心孔和活动腔，所述的窝深测量锥的前端有与锪窝匹配的锥面，窝深测量锥的中心有轴向通孔，窝深测量锥的后端有法兰盘，窝深测量锥镶嵌在孔探外壳的中心孔内，其后端的法兰盘位于孔探外壳的活动腔内，窝深测量传感器的感应端接触在法兰盘的表面，窝深测量传感器本体固定在孔探外壳上，所述的孔径测量头是一个圆筒状壳体，孔径测量头的后端通过窝深测量锥的轴向通孔伸入到孔探外壳的活动腔内，在孔径测量头内装有孔径尺寸转换针，孔径尺寸转换针的前端为锥面，孔径测量珠镶嵌在孔径测量头的近前端的两侧筒壁上，与孔径尺寸转换针前端的锥面匹配，孔径测量传感器的感应端伸入孔径测量头的后端与孔径尺寸转换针的后端接触，孔径测量传感器的本体固定在孔探外壳上。
所述的轴承座通过一个连接角座固定在进给滑台上，该进给滑台受进给电机的驱动。
本申请还提供一种对锪窝孔的在线检测方法，其特征在于含有以下内容：1)使用如上所述的对锪窝孔的在线检测装置，2)将孔径测量头7伸入到所需测量的锪窝孔内，通过驱动旋转电机带动检测组件转动，孔径测量头7上的孔径测量珠11受孔壁挤压，推动孔径尺寸转换针向后移动，孔径测量传感器将孔径尺寸转换针的位移值转换成孔径尺寸输出，3)将孔径测量头7穿过所需测量的锪窝孔内，使窝深测量锥前端的锥面与锪窝的锥面接触，直到窝深测量锥外壳13与产品平面接触，这时电机1在达到设定测量压力后自动回退完成锪窝及孔尺寸的测量。
本申请的有益效果在于：突破传统的无法高精度检测复合材料孔尺寸且无法反映孔及窝内层粗糙度的要求，采用一体式设计，在测量窝深的同时旋转螺旋测得孔内直径，根据内径测得的数据可计算出粗糙度。
以下结合实例附图对该申请作进一步详细描述
附图说明
图1为本申请的对锪窝孔的在线检测装置结构示意图。
图2为检测组件结构示意图。
图中编号说明：1进给电机、2进给滑台、3连接角座、4检测组件、5轴承座、6驱动电机、7轴套、8孔探外壳、9孔径测量头、10孔径尺寸转换针、11孔径测量珠、12窝深测量锥、13中心孔、14活动腔、15孔径测量传感器、16窝深测量传感器、17弹簧。
具体实施方式
本申请的对锪窝孔的在线检测装置，通过轴承座5和连接角座3固定在进给滑台2上，该进给滑台2受进给电机1的驱动。在线检测装置含有检测组件4、轴套7、驱动电机6、轴承座5，所述的轴套7连接在轴承座5内，轴套7的前端连接有检测组件4，轴套7的后端与驱动电机6的输出端连接，驱动电机6通过轴套7带动检测组件4转动，所述的检测组件4含有孔探外壳8、孔径测量头9、孔径尺寸转换针10、孔径测量珠11、窝深测量锥12、孔径测量传感器15和窝深测量传感器16，所述的孔探外壳8为台阶轴结构，孔探外壳8的后端镶嵌在轴套7前端，孔探外壳8的前端有中心孔13和活动腔14，所述的窝深测量锥12的前端有与锪窝匹配的锥面，窝深测量锥12的中心有轴向通孔，窝深测量锥12的后端有法兰盘，窝深测量锥12镶嵌在孔探外壳8的中心孔13内，其后端的法兰盘位于孔探外壳8的活动腔14内，窝深测量传感器16的感应端接触在法兰盘的表面，窝深测量传感器16本体固定在孔探外壳上，所述的孔径测量头9是一个圆筒状壳体，孔径测量头9的后端通过窝深测量锥12的轴向通孔伸入到孔探外壳8的活动腔14内，在孔径测量头9内装有孔径尺寸转换针10，孔径尺寸转换针10的前端为锥面，孔径测量珠11镶嵌在孔径测量头9的近前端的两侧筒壁上，与孔径尺寸转换针10前端的锥面匹配，孔径测量传感器15的感应端伸入孔径测量头9的后端与孔径尺寸转换针10的后端接触，孔径测量传感器15的本体固定在孔探外壳8上。
使用如上所述的对锪窝孔的在线检测装置的在线检测方法，将孔径测量头9伸入到所需测量的锪窝孔内，通过驱动电机6带动检测组件4转动，孔径测量头9上的孔径测量珠11受孔壁挤压，推动孔径尺寸转换针10向后移动，孔径测量传感器15将孔径尺寸转换针10的位移值转换成孔径尺寸输出，再将孔径测量头9穿过所需测量的锪窝孔内，使窝深测量锥12前端的锥面与锪窝的锥面接触，直到孔探外壳8前端中心孔13的孔壁与产品平面接触，窝深测量传感器16将窝深测量锥12的压缩位移转换成锪窝深度尺寸输出，这时进给电机1在达到设定测量压力后自动回退完成锪窝及孔尺寸的测量。
本申请的锪窝质量在线检测装置整体结构紧凑，可一次性测得孔和窝的关键参数，由于所测参数不是由算法计算出的，不存在误差因此精度很高，解决了快速精确测量复合材料上孔、窝尺寸及粗糙度参数的难题。

Claims (4)

1.一种对锪窝孔的在线检测装置，其特征在于，含有检测组件、轴套、驱动电机、轴承座，所述的轴套连接在轴承座内，轴套的前端连接有检测组件轴套的后端与驱动电机的输出端连接，驱动电机通过轴套带动检测组件转动，所述的检测组件含有孔探外壳、孔径测量头、孔径尺寸转换针、孔径测量珠、窝深测量锥、孔径测量传感器和窝深测量传感器，所述的孔探外壳为台阶轴结构，孔探外壳的后端镶嵌在轴套前端，孔探外壳的前端有中心孔和活动腔，所述的窝深测量锥的前端有与锪窝匹配的锥面，窝深测量锥的中心有轴向通孔，窝深测量锥的后端有法兰盘，窝深测量锥镶嵌在孔探外壳的中心孔内，其后端的法兰盘位于孔探外壳的活动腔内，窝深测量传感器的感应端接触在法兰盘的表面，窝深测量传感器本体固定在孔探外壳上，所述的孔径测量头是一个圆筒状壳体，孔径测量头的后端通过窝深测量锥的轴向通孔伸入到孔探外壳的活动腔内，在孔径测量头内装有孔径尺寸转换针，孔径尺寸转换针的前端为锥面，孔径测量珠镶嵌在孔径测量头的近前端的两侧筒壁上，与孔径尺寸转换针前端的锥面匹配，孔径测量传感器的感应端伸入孔径测量头的后端与孔径尺寸转换针的后端接触，孔径测量传感器的本体固定在孔探外壳上。
2.如权利要求1所述的对锪窝孔的在线检测装置，其特征在于，所述的轴承座通过一个连接角座固定在进给滑台上，该进给滑台受进给电机的驱动。
3.如权利要求1所述的对锪窝孔的在线检测装置，其特征在于，所述的窝深测量锥与孔探外壳的中心孔之间有一个复位弹簧。
4.一种对锪窝孔的在线检测方法，其特征在于含有以下内容：1)使用如权利要求1或2或3所述的对锪窝孔的在线检测装置，2)将孔径测量头7伸入到所需测量的锪窝孔内，通过驱动旋转电机带动检测组件转动，孔径测量头上的孔径测量珠受孔壁挤压，推动孔径尺寸转换针向后移动，孔径测量传感器将孔径尺寸转换针的位移值转换成孔径尺寸输出，3)将孔径测量头穿过所需测量的锪窝孔内，使窝深测量锥前端的锥面与锪窝的锥面接触，直到孔探外壳前端中心孔的孔壁与产品平面接触，窝深测量传感器将窝深测量锥的压缩位移转换成锪窝深度尺寸输出。
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