CN112556609A - 一种用于框架类工件的批量检测装置 - Google Patents

Abstract

一种用于框架类工件的批量检测装置，包括定位柱(3)、检测基板(4)、锁紧环(6)、支撑柱(7)、转向柱(8)、压紧薄片(10)、紧固件；检测基板(4)上设置成矩阵排列的等间距基板螺纹孔(5)，多个支撑柱(7)固定在基板螺纹孔(5)上，锁紧环(6)将转向柱(8)固定在支撑柱(7)上，锁紧环(6)与支撑柱(7)通过锥面配合，定力矩扳手旋转紧固件对框架工件(9)固定，使每个框架工件(9)的装夹力保持一致，定位柱(3)固定在三坐标测量机台面(1)上，对检测基板(4)进行定位。本发明可有效减少零件找正、装夹时间和重复执行坐标系过程，使用批量检测装置，可提高框架类工件的检测精度的同时提升工件的检测效率。

Description

一种用于框架类工件的批量检测装置

技术领域

本发明涉及一种批量检测装置，特别涉及一种用于框架类工件的批量检测装置，属于航天导航应用领域。

背景技术

框架类工件是构成导航陀螺仪的关键元件，如图1所示，主要由两端对称的框架支承轴、两个对称的轴安装孔、矩形A、B内腔等组成，其结构紧凑，形状复杂，体积和质量小，且具有等刚度的薄壁、对称结构，两安装孔的精度以及同轴的相互位置精度要求很高，要求两安装孔的同轴度小于2μm、两安装孔的与两支撑轴的垂直度小于2μm、两安装孔的与两支撑轴的位置度小于1μm，为满足较高的精度要求，在检测时要用超高精度的三坐标测量机进行测量。

框架类工件的传统检测方法是，将工件放在一个垫铁上，用胶水对其固定，如图2所示，如果胶粘不牢固工件，测量过程中，工件发生轻微位移，会导致测量结果出现偏差，测量完成后，需要清理胶层，要用专用化学药剂浸泡零件和垫铁，用木片刮干净表面的胶层，这个过程需要一定的时间才能清理干净，药剂也有一定的有害刺鼻味道，不宜长时间清理，胶粘和清理过程，影响了该类工件的检测效率。

另一方面，每个框架工件均需执行手动装夹及坐标系定位，限制了该框架类工件的检测效率，不适合零组件批量生产检测工作，与现代化生产检测存在较大差距。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于框架类工件的批量检测装置，检测基板上设置成矩阵排列的等间距基板螺纹孔，可实现一次装夹、批量测量，多个支撑柱固定在检测基板上，调整转向柱方向与三坐标测量机坐标轴的X轴一致，致使批量检测时每个框架工件的装夹方向都一致，便于编写测量程序，锁紧环将转向柱固定在支撑柱上，锁紧环与支撑柱通过锥面配合，可提高检测装置定位精度，定力矩扳手旋转紧固螺钉对框架工件固定，使其每个工件的装夹力保持一致，定位柱固定在三坐标测量机台面的定位螺纹孔内，批量检测装置每次更换时，两个定位边紧密贴合定位柱的外圆处即可，可实现快速换装的效果。本发明可有效减少零件找正、装夹时间和重复执行坐标系过程，使用批量检测装置，可提高框架类工件的检测精度的同时提升工件的检测效率。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种用于框架类工件的批量检测装置，括定位柱、检测基板、锁紧环、支撑柱、转向柱、压紧薄片、紧固件；

所述定位柱安装在外部三坐标测量机台面上并用于定位；所述检测基板与定位柱紧贴安装并用于承载，检测基板的两条边分别平行于外部三坐标测量机的两条坐标轴；

所述支撑柱与检测基板紧固连接；所述锁紧环用于使支撑柱和转向柱紧贴安装，转向柱远离支撑柱的圆柱形端面上设有对准槽，转向柱和支撑柱紧贴安装后，所述对准槽平行于检测基板的一条边；框架工件放置在转向柱上，通过转向柱的圆柱形端面和对准槽对框架工件进行限位；

紧固件依次穿过压紧薄片、框架工件后，将框架工件固定在转向柱上。

上述用于框架类工件的批量检测装置，优选的，所述检测基板上设有矩阵排列的等间距基板螺纹孔，所述支撑柱与基板螺纹孔连接。

上述用于框架类工件的批量检测装置，优选的，所述检测基板的两边与定位柱紧贴安装。

上述用于框架类工件的批量检测装置，优选的，所述对准槽与检测基板的一条边的平行度范围为在0-0.002mm。

上述用于框架类工件的批量检测装置，优选的，所述锁紧环为带有中空腔的柱体；中空腔的中部为锥面，与支撑柱靠近转向柱一端的锥面配合；中空腔远离支撑柱的部分设有螺纹，用于与转向柱的外螺纹连接。

上述用于框架类工件的批量检测装置，优选的，所述中空腔的锥面角度与支撑柱的锥面角度相同，且锥面角度的取值范围为30°～45°。

上述用于框架类工件的批量检测装置，优选的，还包括紧固扳手，所述紧固扳手用于旋转锁紧环；同时紧固扳手用于旋转并固定转向柱。

上述用于框架类工件的批量检测装置，优选的，所述紧固扳手为带螺纹的圆柱体，所述锁紧环上设有螺纹孔，紧固扳手与锁紧环上的螺纹孔连接后旋转锁紧环。

上述用于框架类工件的批量检测装置，优选的，所述紧固扳手为带螺纹的圆柱体，所述转向柱上设有螺纹孔，紧固扳手与转向柱上的螺纹孔连接后旋转并固定转向柱。

上述用于框架类工件的批量检测装置，优选的，所述框架工件的内腔一侧贴合转向柱的一个对准槽。

上述用于框架类工件的批量检测装置，优选的，所述框架工件的内腔与转向柱的对准槽之间为间隙配合。

上述用于框架类工件的批量检测装置，优选的，所述框架工件的内腔与转向柱的对准槽之间的配合间隙为0.04mm～0.06mm。

上述用于框架类工件的批量检测装置，优选的，所述框架工件的内腔与转向柱的圆柱形端面之间为间隙配合。

上述用于框架类工件的批量检测装置，优选的，所述框架工件的内腔与转向柱的圆柱形端面之间的配合间隙为0.8mm～1.0mm。

上述用于框架类工件的批量检测装置，优选的，所述转向柱的圆柱形端面上设有螺纹孔，该螺纹孔位于圆柱形的轴线上，所述紧固件与该螺纹孔连接。

上述用于框架类工件的批量检测装置，优选的，使用定力矩扳手对紧固件进行固定。

上述用于框架类工件的批量检测装置，优选的，定力矩扳手的力矩为0.9N～1.0N。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

(1)本发明减少了工件的装夹时间，实现框架类工件批量的一次性装夹；

(2)本发明可对检测装置任意调向，实现批量测量时工件的测量方向保持一致；

(3)本发明通过锥面定位，实现各工件在测量时精准定位；

(4)本发明通过定力矩扳手，使每个工件装夹力一致，测量数据更加精准；

(5)本发明提高了框架类工件检测效率，实现框架类工件的批量检测；

(6)本发明通过定位装置，实现了快速成组换装，提高检测效率。

附图说明

图1为框架工件示意图；

图2为现有技术中框架工件装夹示意图；

图3为本发明的总体结构分解示意图；

图4为本发明的定位柱结构示意图；

图5为本发明的定位柱安装示意图；

图6为本发明的检测基板结构示意图；

图7为本发明的检测基板安装位置示意图；

图8为本发明的单体结构分解示意图；

图9为本发明的支撑柱结构示意图；

图10为本发明的紧固扳手结构示意图；

图11为本发明的转向柱结构示意图；

图12为本发明的锁紧环结构示意图；

图13为本发明的支撑柱和锁紧环定位示意图；

图14为本发明的紧固扳手工作示意图；

图15为本发明的压紧薄片结构示意图；

图16为本发明的紧固螺钉结构示意图。

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，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。

一种用于框架类工件的批量检测装置，包括定位柱3、检测基板4、锁紧环6、支撑柱7、转向柱8、压紧薄片10、紧固件；

所述定位柱3安装在外部三坐标测量机台面1上并用于定位；所述检测基板4与定位柱3紧贴安装并用于承载，检测基板4的两条边分别平行于外部三坐标测量机的两条坐标轴；

所述支撑柱7与检测基板4紧固连接；所述锁紧环6用于使支撑柱7和转向柱8紧贴安装，转向柱8远离支撑柱7的圆柱形端面上设有对准槽，转向柱8和支撑柱7紧贴安装后，所述对准槽平行于检测基板4的一条边；框架工件9放置在转向柱8上，通过转向柱8的圆柱形端面和对准槽对框架工件9进行限位；

紧固件依次穿过压紧薄片10、框架工件9后，将框架工件9固定在转向柱8上。

作为本发明的一种优选方案，所述检测基板4上设有矩阵排列的等间距基板螺纹孔5，所述支撑柱7与基板螺纹孔5连接。所述检测基板4的两边与定位柱3紧贴安装。所述对准槽与检测基板4的一条边的平行度范围为在0-0.002mm。

作为本发明的一种优选方案，所述锁紧环6为带有中空腔的柱体；中空腔的中部为锥面，与支撑柱7靠近转向柱8一端的锥面配合；中空腔远离支撑柱7的部分设有螺纹，用于与转向柱8的外螺纹连接。所述中空腔的锥面角度与支撑柱7的锥面角度相同，且锥面角度的取值范围为30°～45°。

作为本发明的一种优选方案，还包括紧固扳手12，所述紧固扳手12用于旋转锁紧环6；同时紧固扳手12用于旋转并固定转向柱8。

作为本发明的一种优选方案，所述紧固扳手12为带螺纹的圆柱体，所述锁紧环6上设有螺纹孔，紧固扳手12与锁紧环6上的螺纹孔连接后旋转锁紧环6。

作为本发明的一种优选方案，所述紧固扳手12为带螺纹的圆柱体，所述转向柱8上设有螺纹孔，紧固扳手12与转向柱8上的螺纹孔连接后旋转并固定转向柱8。

作为本发明的一种优选方案，所述框架工件9的内腔一侧贴合转向柱8的一个对准槽。所述框架工件9的内腔与转向柱8的对准槽之间为间隙配合。所述框架工件9的内腔与转向柱8的对准槽之间的配合间隙为0.04mm～0.06mm。所述框架工件9的内腔与转向柱8的圆柱形端面之间为间隙配合。所述框架工件9的内腔与转向柱8的圆柱形端面之间的配合间隙为0.8mm～1.0mm。

作为本发明的一种优选方案，所述转向柱8的圆柱形端面上设有螺纹孔，该螺纹孔位于圆柱形的轴线上，所述紧固件与该螺纹孔连接。

作为本发明的一种优选方案，使用定力矩扳手对紧固件进行固定。定力矩扳手的力矩为0.9N～1.0N。

实施例：

一种用于框架类工件的批量检测装置，包括：定位柱3、检测基板4、锁紧环6、支撑柱7、转向柱8、压紧薄片10、紧固螺钉11、紧固扳手12。

定位柱3与三坐标测量机台面1上的固定螺纹孔2螺纹连接固定；定位柱3为圆柱形。

检测基板4为框架类零件的安装、定位基础，检测基板4两个边分别与定位柱3外圆紧密贴合，达到检测基板4精准定位的目的。

支撑柱7与检测基板螺纹孔5螺纹连接固定。

紧固扳手12固定在转向柱8上，转向柱8底面与支撑柱7上面贴合，调整转向柱8方向后，通过紧固扳手12保持转向柱8固定不动，使转向柱8不再发生移动和转动，旋转固定在锁紧环6上另一个紧固扳手12，使转向柱8固定在支撑柱7上。

将框架工件9放置在转向柱8上，压紧薄片10放置在框架工件9上表面，通过紧固螺钉11对框架工件9进行固定。

根据实际情况，在检测基板4上安装多个检测装置，形成一个检测基板组，不同批次检测时，只需要将检测基板组贴合在三个定位柱3外圆处即可，达到快速换装、快速精准定位、快速测量的目的。

所述三坐标测量机台面1上自带有矩阵排列的等间距台面螺纹孔2。选择三坐标测量机台面螺纹孔2其中的三个，作为固定重复定位孔。

所述定位柱3通过底部螺纹与三坐标测量机台面螺纹孔2螺纹连接固定。所述定位柱3至少有三个，其中两个定位柱3连线与三坐标测量机X轴平行，另一个定位柱3固定在前两个定位柱3连线垂直方向。

所述检测基板4上设置成矩阵排列的等间距基板螺纹孔5。所述检测基板4两个边分别与定位柱3外圆紧密贴合，使检测基板4精准定位。

所述支撑柱7底部螺纹柱与检测基板螺纹孔5连接固定。

所述转向柱8上的左侧直线(即对准槽的直线)用于找直，与检测基板4的左边平行。优选的，所述转向柱8上左侧直线与检测基板4的左边找直平行，且平行在0-0.002mm范围内。

所述锁紧环6的内螺纹与转向柱8的外螺纹连接固定。所述锁紧环6与支撑柱7为锥面配合。所述锁紧环6与支撑柱7两个锥角一致，且锥角在30°～45°范围内。

所述紧固扳手12外螺纹与转向柱8外圆上的螺纹孔内连接固定。所述紧固扳手12外螺纹与锁紧环6外圆上的螺纹孔内连接固定。

所述框架工件9内腔一侧贴合转向柱8顶部的一条边。所述框架工件9两安装孔A方向内腔与转向柱8顶部两个平行边呈间隙配合。优选的，所述框架工件9两安装孔A方向内腔与转向柱8顶部两个平行边配合的间隙为0.04mm～0.06mm。

所述框架工件9B内腔前侧贴合转向柱8顶部外圆的前边缘处。所述框架工件9两支承轴B方向内腔前侧与转向柱8顶部外圆呈间隙配合。优选的，所述框架工件9两支承轴B方向内腔前侧与转向柱8顶部外圆配合的间隙为0.8mm～1.0mm。

所述压紧薄片10的中心孔与紧固螺钉11呈间隙配合。所述压紧薄片10的中心孔与紧固螺钉11配合的间隙为0.4mm～0.6mm。所述紧固螺钉11与转向柱8中心螺纹孔连接固定。

使用定力矩扳手对紧固螺钉11进行固定。使用定力矩扳手对紧固螺钉11进行固时，力矩调至0.9N～1.0N之间。

所述检测基板4、锁紧环6、支撑柱7、转向柱8装置形成一个检测基板组。检测基板组可实现一次装夹，批次测量多个工件的目的。检测完成一批次后，可将检测基板组从三坐标测量台面1取下。再次检测框架类工件时，只需将检测基板组放置在三坐标测量台面1上，贴合三个定位柱3外圆。

不同工件切换检测时，只需要将检测基板组再次更换，框架类工件检测可实现快速换装、精准定位、快速执行检测程序、快速测量。

更具体的如图所示：

图1给出了框架类工件的结构特点，主要由两端对称的框架支承轴、两个对称的轴安装孔、矩形A、B内腔等组成，需要检测安装孔和支承轴之间的形位尺寸，如：圆柱度、同轴度、位置度等。

图2给出了框架类工件原始装夹方式，装夹和检测效率低。

图3所示的三坐标测量机台面1上自带有矩阵排列的等间距螺纹孔2，选择其中三个螺纹孔，作为固定重复定位孔。

图4所示定位柱3通过底部螺纹与三坐标测量机台面1上的固定螺纹孔2连接固定，图5所示定位柱3安装的位置，确定其中两个定位柱3连线与三坐标测量机X轴平行，另一个定位柱3固定在前两个定位柱3连线垂直方向。

图6所示检测基板4上设置成矩阵排列的等间距螺纹孔5，图7所示将检测基板4的两个边分别与定位柱3外圆紧密贴合，使检测基板4精准定位，后续无需对检测基板4找正。

图8所示单个组合体装置的结构分解，包括：锁紧环6、支撑柱7、转向柱8、框架工件9、压紧薄片10、紧固螺钉11、紧固扳手12，按照一定顺序将每个部件进行固定即可，单个固定方法具体如下：

支撑柱7如图9所示，支撑柱7底部螺纹柱与基板螺纹孔5连接，旋转对其固定。

紧固扳手12如图10所示，紧固扳手12的螺纹处旋转至转向柱8(如图11所示)外圆上的螺纹孔内，转向柱8底面与支撑柱7上面贴合，通过紧固扳手12，将转向柱8上左侧直线找正，与检测基板4的左边平行，平行度在0-0.002mm范围内。

转向柱8确定方向后，通过紧固扳手12保持转向柱8不再移动和转动。

将另一个紧固扳手12的螺纹处旋转至锁紧环6(如图12所示)外圆上的螺纹孔内，图13所示通过紧固扳手12按照箭头方向旋转锁紧环6，转向柱8的紧固扳手12依然保持不动，锁紧环6内螺纹与转向柱8外螺纹连接，使转向柱8固定在支撑柱7上，其中图14中为锁紧环6和支撑柱7为锥面配合，可精准定位，两个锥角必须一致，且锥角在30°～45°范围内。

将锁紧环6、转向柱8的紧固扳手12卸下来。

根据单个组合体的固定方法，根据实际情况，在检测基板4上成矩阵排列多个，依次将剩余的转向柱8找正，锁紧环6对其固定。

将图1框架工件9内腔A一侧贴合转向柱8的一条边，内腔B前侧贴合在转向柱8外圆的边缘处，其中转向柱8顶部两个平行边与框架工件两安装孔方向内腔A呈间隙配合，配合的间隙为0.04mm～0.06mm，转向柱顶部外圆与框架工件两支承轴方向内腔B呈间隙配合，配合的间隙为0.8mm～1.0mm。

图15压紧薄片10放置在框架工件9上表面，图16紧固螺钉11穿过压紧薄片中心孔，紧固螺钉11外螺纹与转向柱8中心螺纹孔连接，通过定力矩扳手旋转紧固螺钉11，固定框架工件9，力矩调至0.9N～1.0N之间，按照此方法对其他框架工件9进行固定，使其每个工件装夹力保持一致。

上述为整个装夹过程，框架工件9完成固定后，可对其进行检测工作。

检测完成一次后，不需要把支撑柱7、转向柱8、锁紧环6等装置卸下来，这些装置与检测基板4形成一个整体，只需要把框架工件9更换，只有检测装置第一次找正时需要拆装、调整方向，一般情况不需要更换。

检测完成一批次后，可将检测基板4整体从三坐标测量台面1拿下来，再次测量框架类工件9时，直接把之前已经装好、调平的检测基板4整体紧密贴合在三个定位柱3外圆处即可，测量程序也无需执行手动坐标系进行工件的找正步骤，可直接对其测量，达到快速换装、快速精准定位、快速测量的目的。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (17)

1.一种用于框架类工件的批量检测装置，其特征在于，包括定位柱(3)、检测基板(4)、锁紧环(6)、支撑柱(7)、转向柱(8)、压紧薄片(10)、紧固件；

所述定位柱(3)安装在外部三坐标测量机台面(1)上并用于定位；所述检测基板(4)与定位柱(3)紧贴安装并用于承载，检测基板(4)的两条边分别平行于外部三坐标测量机的两条坐标轴；

所述支撑柱(7)与检测基板(4)紧固连接；所述锁紧环(6)用于使支撑柱(7)和转向柱(8)紧贴安装，转向柱(8)远离支撑柱(7)的圆柱形端面上设有对准槽，转向柱(8)和支撑柱(7)紧贴安装后，所述对准槽平行于检测基板(4)的一条边；框架工件(9)放置在转向柱(8)上，通过转向柱(8)的圆柱形端面和对准槽对框架工件(9)进行限位；

紧固件依次穿过压紧薄片(10)、框架工件(9)后，将框架工件(9)固定在转向柱(8)上。

2.根据权利要求1所述的一种用于框架类工件的批量检测装置，其特征在于，所述检测基板(4)上设有矩阵排列的等间距基板螺纹孔(5)，所述支撑柱(7)与基板螺纹孔(5)连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于框架类工件的批量检测装置，其特征在于，所述检测基板(4)的两边与定位柱(3)紧贴安装。

4.根据权利要求1所述的一种用于框架类工件的批量检测装置，其特征在于，所述对准槽与检测基板(4)的一条边的平行度范围为在0-0.002mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于框架类工件的批量检测装置，其特征在于，所述锁紧环(6)为带有中空腔的柱体；中空腔的中部为锥面，与支撑柱(7)靠近转向柱(8)一端的锥面配合；中空腔远离支撑柱(7)的部分设有螺纹，用于与转向柱(8)的外螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于框架类工件的批量检测装置，其特征在于，所述中空腔的锥面角度与支撑柱(7)的锥面角度相同，且锥面角度的取值范围为30°～45°。

7.根据权利要求1～6之一所述的一种用于框架类工件的批量检测装置，其特征在于，还包括紧固扳手(12)，所述紧固扳手(12)用于旋转锁紧环(6)；同时紧固扳手(12)用于旋转并固定转向柱(8)。

8.根据权利要求7所述的一种用于框架类工件的批量检测装置，其特征在于，所述紧固扳手(12)为带螺纹的圆柱体，所述锁紧环(6)上设有螺纹孔，紧固扳手(12)与锁紧环(6)上的螺纹孔连接后旋转锁紧环(6)。

9.根据权利要求7所述的一种用于框架类工件的批量检测装置，其特征在于，所述紧固扳手(12)为带螺纹的圆柱体，所述转向柱(8)上设有螺纹孔，紧固扳手(12)与转向柱(8)上的螺纹孔连接后旋转并固定转向柱(8)。

10.根据权利要求1～6之一所述的一种用于框架类工件的批量检测装置，其特征在于，所述框架工件(9)的内腔一侧贴合转向柱(8)的一个对准槽。

11.根据权利要求1～6之一所述的一种用于框架类工件的批量检测装置，其特征在于，所述框架工件(9)的内腔与转向柱(8)的对准槽之间为间隙配合。

12.根据权利要求1～6之一所述的一种用于框架类工件的批量检测装置，其特征在于，所述框架工件(9)的内腔与转向柱(8)的对准槽之间的配合间隙为0.04mm～0.06mm。

13.根据权利要求1～6之一所述的一种用于框架类工件的批量检测装置，其特征在于，所述框架工件(9)的内腔与转向柱(8)的圆柱形端面之间为间隙配合。

14.根据权利要求1～6之一所述的一种用于框架类工件的批量检测装置，其特征在于，所述框架工件(9)的内腔与转向柱(8)的圆柱形端面之间的配合间隙为0.8mm～1.0mm。

15.根据权利要求1～6之一所述的一种用于框架类工件的批量检测装置，其特征在于，所述转向柱(8)的圆柱形端面上设有螺纹孔，该螺纹孔位于圆柱形的轴线上，所述紧固件与该螺纹孔连接。

16.根据权利要求15所述的一种用于框架类工件的批量检测装置，其特征在于，使用定力矩扳手对紧固件进行固定。

17.根据权利要求16所述的一种用于框架类工件的批量检测装置，其特征在于，定力矩扳手的力矩为0.9N～1.0N。

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