CN112476242B - 一种轴类加工工件轮廓的垂直度在线测量机构及测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于主动测量领域，涉及一种轴类加工工件轮廓的垂直度在线测量机构及测量方法。涉及的一种轴类加工工件轮廓的垂直度在线测量机构为上下设置的两套；两套垂直度在线测量机构上下设置，且均连接在同一连接板上；垂直度在线测量机构具有本体；本体的一端连接在连接板上，另一端的端面上设置有杠杆；杠杆上设置有气缸固定杠杆；气缸固定杠杆为向本体的一侧伸出的悬臂结构，本体与气缸固定杠杆对应的一侧固定有气缸；气缸的输出端连接有气缸调节头；杠杆上连接有垂直于所述的气缸固定杠杆设置的测杆；测杆上设置有在测量时与被测工件的端面接触发测子；两套垂直度在线测量机构均与控制仪电连接。本发明提高了生产效率，降低了劳动强度和废品率。

Description

一种轴类加工工件轮廓的垂直度在线测量机构及测量方法
技术领域
本发明属于主动测量领域，涉及到一种轴类加工工件轮廓的垂直度在线测量机构及测量方法。
背景技术
目前，市场上垂直度的测量方法有很多。市面上还有专门的测量垂直度的垂直度测量仪，其中各种测量仪器中精度比较高的是三坐标测量机，它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟，这是其它仪器而达不到的效果。目前三坐标测量机在机械、电子、仪表、塑胶等行业广泛使用，但目前三坐标测试机的垂直度公差精度为2-3um，而且价格昂贵；并且只能是工件加工后的测量。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种轴类加工工件轮廓的垂直度在线测量机构及测量方法。
本发明为完成上述目的采用如下技术方案：
一种轴类加工工件轮廓的垂直度在线测量机构，垂直度在线测量机构为上下设置的两套；两套所述的垂直度在线测量机构上下设置，且均连接在同一连接板上；所述的垂直度在线测量机构具有本体；所述本体的一端连接在所述的连接板上，所述本体的另一端的端面上设置有杠杆；所述的杠杆上设置有垂直于所述杠杆设置的气缸固定杠杆；所述的气缸固定杠杆为向本体的一侧伸出的悬臂结构，其悬臂端突出于所述的本体；所述本体与气缸固定杠杆对应的一侧固定有气缸；所述气缸的输出端连接有气缸调节头；所述的气缸调节头在气缸动作时伸出顶触所述的气缸固定杠杆，使其发生倾斜；所述杠杆上连接有垂直于所述的气缸固定杠杆设置的测杆；所述的测杆上设置有垂直于所述的测杆设置的测子；所述测子的轴线平行于被测工件的轴线；所述测子在测量时与被测工件的端面接触；两套所述垂直度在线测量机构的测子均与被测工件的端面垂直；对应两套所述的垂直度在线测量机构设置有用以驱动其移动至测量工位的油缸；两套所述的垂直度在线测量机构均与控制仪电连接。
所述的气缸通过气缸固定架固定在本体的侧面。
所述测杆通过测杆安装螺钉、垫圈、安装螺母与所述的气缸固定杠杆连接。
两套所述的垂直度在线测量机构为均可沿所述的连接板上下移动的结构。
利用一种轴类加工工件轮廓的垂直度在线测量机构进行测量的方法为：在测量开始前，油缸处于退出状态，气缸动作，使气缸调节头顶触与杠杆上的气缸固定杠杆，使气缸固定杠杆发生倾斜，带动杠杆上的测杆张开，测子倾斜，测子触头远离被测端面；测量开始，机床发出开始信号并驱动油缸前进至测量工位，油缸锁定；然后气缸退回，测杆复位，测子与工件待测面接触；两套所述的垂直度在线测量机构向控制仪发送数据∆x1 、 ∆x2，控制仪接收收据并用公式F=∆x1-∆x2+修正量进行计算，最终得出的被测工件的垂直度数据，所显示数据的单位为0.1μm，以便于客户读得直观的测量数据；当磨削达到预设的数值时，气缸退出，使测子与被测工件脱离接触；油缸退出，返回等待状态。
所述的修正量是根据实际加工时机床加工出的误差设置合适的补调量，设置范围为0.1~20μm。
本发明提出的一种轴类加工工件轮廓的垂直度在线测量机构及测量方法，在轴类加工过程中对横截面和轴线的垂直度进行的测量；在整个工件的加工过程中，持续对工件尺寸进行高精度的测量，并根据尺寸变化发出控制机床动作的信号，进而实现对加工尺寸的检测和控制，加工过程，无需停机，不需要人工操作及人工读取尺寸数据，大大提高了生产效率，降低了劳动强度，不需要专业的技术工人，降低了废品率，减少了加工后测量需要的各种测量仪器、工具和人力成本，省去了搬运周转时间等，且价格比三坐标测量仪等不少昂贵的测量组合和测量仪要低；本测量机构的精度0.1μm，远超各类加工后测量仪及测量组合的精度，可广泛应用于大批量的加工生产过程。
附图说明
图1本发明加工中垂直度测量的轴测图。
图2为图1的侧视图。
图3本发明中垂直度在线测量机构的结构示意图。
图中：1、本体；2、橡胶密封圈；3、测杆安装螺钉；4、垫圈，5、测量装置杠杆；6、测杆；7、测子紧定螺钉；8、测子；9、测子触头；10、测杆安装螺母；11、气缸固定杠杆；12、气缸调节螺钉；13、气缸支架；14、气缸，15、气管接头；16、气管；17、安装螺钉；18、电缆线；19、连接板，20、连接板调整螺钉；21、连接板锁紧螺钉，22、油缸；23、安装底板。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本发明加以说明：
如图1-3所示，一种轴类加工工件轮廓的垂直度在线测量机构，垂直度在线测量机构为上下设置的两套；两套所述的垂直度在线测量机构上下设置，且均连接在同一连接板19上；两套所述的垂直度在线测量机构为均可沿所述的连接板上下移动的结构；根据不同被测工件的大小调整；所述的垂直度在线测量机构具有本体1；所述本体1的一端连接在所述的连接板19上，所述本体的另一端的端面上设置有杠杆5；所述的杠杆5上设置有垂直于所述杠杆设置的气缸固定杠杆11；所述的气缸固定杠杆11为向本体1的一侧伸出的悬臂结构，其悬臂端突出于所述的本体；所述本体1与气缸固定杠杆11对应的一侧固定有气缸14；所述气缸14的输出端连接有气缸调节头12；所述的气缸调节头12在气缸动作时伸出顶触所述的气缸固定杠杆11，使其发生倾斜；所述杠杆5上连接有垂直于所述的气缸固定杠杆设置的测杆6；所述的测杆6上设置有垂直于所述的测杆设置的测子8；所述测子8的轴线平行于被测工件的轴线；所述测子8在测量时与被测工件的端面接触；两套所述垂直度在线测量机构的测子均与被测工件的端面垂直；对应两套所述的垂直度在线测量机构设置有用以驱动其移动至测量工位的油缸；两套所述的垂直度在线测量机构均与控制仪（控制仪为洛阳中的电子科技有限公司生产的ZD-CK系列）电连接。
所述的气缸通过气缸固定架固定在本体的侧面。
所述测杆通过测杆安装螺钉、垫圈、安装螺母与所述的气缸固定杠杆连接。
本套测量仪工作时，须是在砂轮对待测面进行整体加工的过程中。如果砂轮是对待测面进行切入磨削，则不可测量。
测量步骤如下：
(1)测量机构置零，操作步骤：在测量工位装卡标准件，使测量机构进入测量工位，调整测子，使控制仪的显示值在0点附近，锁紧测子后确保偏移值在±30μm以内，否则须重新调整测子，点击控制仪置零按键对各测量值进行置零）。
(2)测量开始前，油缸退出，处于等待状态。测量过程操作步骤如下：
① 气缸退出，测杆张开；
② 油缸前进至测量工位并锁定；
③ 气缸收回，测杆复位，测子接触待测面；控制仪从测量装置1得到据∆x1，从测量装置2得到数据∆x2；并使用公式F=（∆x1-∆x2）+（修正量）进行运算，得出被测工件的垂直度。
④ 磨削达到达到预设的数值时，气缸推出，使测子与被测件脱离接触。
油缸退出，返回等待状态。

Claims (5)

1.一种轴类加工工件轮廓的垂直度在线测量机构，其特征在于:垂直度在线测量机构为上下设置的两套，且两套垂直度在线测量机构均连接在同一连接板上；所述的垂直度在线测量机构具有本体；所述本体的一端连接在所述的连接板上，所述本体的另一端的端面上设置有杠杆；所述的杠杆上设置有垂直于所述杠杆设置的气缸固定杠杆；所述的气缸固定杠杆为向本体的一侧伸出的悬臂结构，其悬臂端突出于所述的本体；所述本体与气缸固定杠杆对应的一侧固定有气缸；所述气缸的输出端连接有气缸调节头；所述的气缸调节头在气缸动作时伸出顶触所述的气缸固定杠杆，使其发生倾斜，带动测子触头远离被测端面；所述气缸固定杠杆上连接有垂直于所述的气缸固定杠杆设置的测杆；所述的测杆上设置有垂直于所述的测杆设置的测子；所述测子的轴线平行于被测工件的轴线；所述测子在测量时与被测工件的端面接触；两套所述垂直度在线测量机构的测子均与被测工件的端面垂直；对应两套所述的垂直度在线测量机构设置有用以驱动其移动至测量工位的油缸；两套所述的垂直度在线测量机构均与控制仪电连接。
2.如权利要求1所述的一种轴类加工工件轮廓的垂直度在线测量机构，其特征在于:所述的气缸通过气缸固定架固定在本体的侧面。
3.如权利要求1所述的一种轴类加工工件轮廓的垂直度在线测量机构，其特征在于:所述测杆通过测杆安装螺钉、垫圈、安装螺母与所述的气缸固定杠杆连接。
4.如权利要求1所述的一种轴类加工工件轮廓的垂直度在线测量机构，其特征在于:两套所述的垂直度在线测量机构为均可沿所述的连接板上下移动的结构。
5.利用权利要求1-4任一所述的一种轴类加工工件轮廓的垂直度在线测量机构进行测量的方法为：在测量开始前，油缸处于退出状态，气缸动作，使气缸调节头顶触与杠杆上的气缸固定杠杆，使气缸固定杠杆发生倾斜，带动杠杆上的测杆张开，测子倾斜；测量开始，机床发出开始信号并驱动油缸前进至测量工位，油缸锁定；然后气缸退回，测杆复位，测子与工件待测面接触；两套所述的垂直度在线测量机构向控制仪发送数据∆x1 、∆x2，控制仪接收收据并用公式F=∆x1-∆x2+修正量进行计算，最终得出的被测工件的垂直度数据，所显示数据的单位为0.1μm，以便于客户读得直观的测量数据；当磨削达到预设的数值时，气缸退出，使测子与被测工件脱离接触；油缸退出，返回等待状态；所述的修正量是根据实际加工时机床加工出的误差设置合适的补调量，设置范围为0.1～20μm。
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