CN113959307A - 一种基于包络线的平行度检具及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于包络线的平行度检具及其检测方法，涉及检测技术领域，包括基准台、定位装置和检测装置；所述定位装置用来对待检零件进行定位，所述检测装置用来检测待检零件的平行度，所述待检零件被定位在基准台上。本发明可实现对待检零件的自动定位和夹紧，相比传统的检测一次定位即可完成检测，减小了定位误差，同时提高了检具的自动化程度，减少了由检测人员主观判断引起的操作误差，提升了检测效率，能够满足大批量生产的需要，保证了产品质量。

Description

一种基于包络线的平行度检具及其检测方法

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种基于包络线的平行度检具及其检测方法。

背景技术

U型接头用于连接制动踏板和油泵推杆，U型接头两侧板之间必须保证很高的平行度，如果不平行，轻者造成油泵推杆、销轴受力不均匀，加速磨损，缩短使用寿命。重者会使制动踏板车和U型接头无法装配。因此，在加工过程中有必要对U型接头两侧板平行度进行检测，以便于及时发现次品。传统的平行度检测方法是测量人员手动操作百分表进行检测，需要多次定位，而且存在定位不准、效率低等问题。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种基于包络线的平行度检具，用于实现对U型接头的定位和U型接头两侧板之间的平行度检测。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种基于包络线的平行度检具，包括基准台、定位装置和检测装置；所述定位装置用来对待检零件进行定位，所述检测装置用来检测待检零件的平行度，所述待检零件被定位在基准台上。

进一步的，所述基准台上开设有第一导轨；所述定位装置包括L型支撑板、Z向定位机构和X向定位机构；

所述Z向定位机构包括第二丝杠和限位块；所述L型支撑板用来支撑第二丝杠，第二丝杠的一端设置有限位块；所述限位块可沿第二丝杠上下移动从而实现待检零件的Z向定位；

所述X向定位机构包括楔形块、固定挡板、移动挡板、固定楔形滑槽和移动楔形滑槽；所述固定挡板与移动挡板之间置有待检零件；所述固定挡板和固定楔形滑槽设置在基准板上，第二导轨内滑动安装有移动楔形滑槽；所述移动楔形滑槽与移动挡板连接；所述固定楔形滑槽与移动楔形滑槽之间设置有楔形块；在外力的作用下，楔形块移动用于驱动移动楔形滑槽沿X向滑动从而实现固定挡板与移动挡板对待检零件的X向定位；

所述待检零件上开设有轴孔；所述轴孔可被安装的限位钉定位从而实现待检零件的X向定位。

进一步的，所述楔形块设置在气缸的输出杆上，通过电磁换向阀控制气泵从而驱动气缸工作。

进一步的，所述基准台上开设有第一导轨；所述第一导轨内滑动安装有支撑架；所述支撑架通过第一丝杠驱动；所述支撑架上设置有检测装置，所述检测装置包括百分表所述百分表用来检测待检零件内侧下表面和待检零件内侧上表面的平行度。

进一步的，所述检测装置还包括数据采集单元，所述数据采集单元与百分表电连接；所述数据采集单元用来采集并分析百分表的平行度数据。

进一步的，所述待检零件为U型结构，待检零件包括待检零件内侧上表面、待检零件侧面、待检零件内侧下表面和待检零件外表面；

Z向定位时，所述限位块可沿第二丝杠上下移动使得待检零件外表面与基准台贴合从而实现待检零件的Z向定位；

X向定位时，楔形块移动用于驱动移动楔形滑槽沿X向滑动使得待检零件侧面与移动挡板、固定挡板贴合从而实现待检零件的X向定位。

进一步的，所述移动挡板和固定挡板上与待检零件侧面贴合面上设置有数个橡皮块。

进一步的，所述支撑架包括立柱、水平支撑架和表座；所述立柱设置在表座上，所述的水平支撑架通过卡扣和立柱连接，第三伺服电机设置在水平支撑架上，第三伺服电机可驱动百分表旋转。

进一步的，所述表座上还设置有数据采集单元；所述表座下端面上设置有凸起可沿第一导轨滑动，表座中间穿过有第一丝杠，第一丝杠可驱动表座沿X向滑动。

基于包络线的平行度检具的检测方法，包括以下步骤：

步骤一：对待检零件的定位：轴孔内安装限位钉，待检零件侧面紧贴橡皮块，同时将待检零件外表面紧贴基准板表面，控制单元控制第二伺服电机开始工作，第二伺服电机带动第二丝杠转动，使限位块向下移动，当限位块和待检零件内侧下表面接触，第二伺服电机停止工作，实现对待检零件的Z向定位和夹紧，保证待检零件外表面和基准板表面无间隙接触；控制单元控制电磁换向阀使气缸输出杆带动楔形块向Y负向移动，楔形块沿移动楔形滑槽和固定楔形滑槽移动使移动楔形滑槽沿第二导轨移动，带动移动挡板向X正方向移动，实现对待检零件的X方向的定位和夹紧；

步骤二：对待检零件的平行度检测：调整水平支撑架置于待检零件内侧上表面和待检零件内侧下表面之间，同时使百分表表头和待检零件内侧下表面接触；控制单元控制第一伺服电机带动第一丝杠转动，使表座沿第一导轨移动并带动百分表沿Y负方向缓慢移动，同时控制单元控制第三伺服电机驱动百分表绕X轴旋转，百分表表头运动轨迹曲线簇在待检零件上下两表面形成两组包络线，数据采集单元基于记录的包络线各点数据自动计算出平行度误差；最后数据采集单元自动判断所测待检零件的平行度误差是否符合平行度公差要求，不符合要求则发出警报。

与现有技术相比，本发明有益效果：

1.本发明提供了一种基于包络线的平行度检具，可实现对待检零件的自动定位和夹紧，相比传统的检测一次定位即可完成检测，减小了定位误差，同时提高了检具的自动化程度。

2.本发明中X向定位机构的移动挡板和固定挡板上与待检零件侧面贴合面上设置有数个橡皮块，对待检零件进行固定时起到一定的缓冲和保护作用，同时可以防止对待检零件X向进行定位时破坏Z向定位。

3.检测装置中位于待检零件内侧下表面和待检零件内侧上表面之间的百分表在伺服电机的驱动下旋转，百分表表头运动轨迹曲线簇在待检零件上下两表面形成两组包络线，简化了操作步骤，减少了定位误差，减少了对技术人员的要求，在实际应用中可降低工人的劳动强度。

4.本发明中采用丝杠和限位块配合对待检零件进行Z向定位，定位机构结构简单、易操作、夹紧可靠，适用性广。

5.百分表表头运动轨迹曲线簇在待检零件上下两表面形成两组包络线，两组包络线和百分表表头运动轨迹曲线相切，使百分表表头更好的贴合待检零件表面，数据采集单元基于记录的包络线各点数据自动计算出平行度误差，提高了检测精度；检测过程中百分表连续转动，相比传统检测方法需要多次调整百分表位置，减少了定位误差，提高了检测效率。

6.本发明中的检测装置由伺服电机驱动，使表百分表沿Y方向缓慢移动，同时绕X轴旋转，对待检零件上下表面同时检测，实现了自动化检测待检零件平行度，不符合平行度公差要求则发出警报，减少了由检测人员主观判断引起的操作误差，提升了检测效率，能够满足大批量生产的需要，保证了产品质量。

7.本发明所述的一种基于包络线的平行度检具适用范围较广且精度高，适用于各种U型零件平行度的检测。

附图说明

图1为本发明中一种基于包络线的平行度检具的立体结构示意图；

图2为本发明图1的俯视图；

图3为本发明图1的正视图；

图4为本发明中待检零件的立体图；

附图标记如下：

1-基准台；2-待检零件；3-第一导轨；4-数据采集单元；5-表座；6-第一丝杠；7-第二导轨；8-控制单元；9-楔形块；10-气缸；11-气泵；12-电磁换向阀；13-L型支撑板；14-第二伺服电机；15-限位块；16-限位钉；17-百分表；18-支撑架；19-固定挡板；20-橡皮块；21-固定楔形滑槽；22-移动楔形滑槽；23-移动挡板；24-第三伺服电机；25-第二丝杠；26-第一伺服电机；101-侧板；102-基准板；181-立柱；182-水平支撑架；183-卡扣；201-待检零件内侧下表面；202-轴孔；203-待检零件外表面；204-待检零件侧面；205-待检零件内侧上表面。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种基于包络线的平行度检具，包括基准台1、定位装置和检测装置；所述定位装置用来对待检零件2进行定位，所述检测装置用来检测待检零件2的平行度，所述待检零件2被定位在基准台1上。

所述基准台1上开设有第一导轨3；所述定位装置包括L型支撑板13、Z向定位机构和X向定位机构；

所述Z向定位机构包括第二丝杠25和限位块15；所述L型支撑板13用来支撑第二丝杠25，第二丝杠25的一端设置有限位块15；所述限位块15可沿第二丝杠25上下移动从而实现待检零件2的Z向定位；

所述X向定位机构包括楔形块9、固定挡板19、移动挡板23、固定楔形滑槽21和移动楔形滑槽22；所述固定挡板19与移动挡板23之间置有待检零件2；所述固定挡板19和固定楔形滑槽21设置在基准板102上，第二导轨7内滑动安装有移动楔形滑槽22；所述移动楔形滑槽22与移动挡板23连接；所述固定楔形滑槽21与移动楔形滑槽22之间设置有楔形块9；在外力的作用下，楔形块9移动用于驱动移动楔形滑槽22沿X向滑动从而实现固定挡板19与移动挡板23对待检零件2的X向定位；

所述待检零件2上开设有轴孔202；所述轴孔202可被安装的限位钉16定位从而实现待检零件2的X向定位。

所述楔形块9设置在气缸10的输出杆上，通过电磁换向阀12控制气泵11从而驱动气缸10工作。

所述基准台1上开设有第一导轨3；所述第一导轨3内滑动安装有支撑架18；所述支撑架18通过第一丝杠6驱动；所述支撑架18上设置有检测装置，所述检测装置包括百分表17所述百分表17用来检测待检零件内侧下表面201和待检零件内侧上表面205的平行度。

所述检测装置还包括数据采集单元4，所述数据采集单元4与百分表17电连接；所述数据采集单元4用来采集并分析百分表17的平行度数据。

所述待检零件2为U型结构，待检零件2包括待检零件内侧上表面205、待检零件侧面204、待检零件内侧下表面201和待检零件外表面203；Z向定位时，所述限位块15可沿第二丝杠25上下移动使得待检零件外表面203与基准台1贴合从而实现待检零件2的Z向定位；X向定位时，楔形块9移动用于驱动移动楔形滑槽22沿X向滑动使得待检零件侧面204与移动挡板23、固定挡板19贴合从而实现待检零件2的X向定位。

所述移动挡板23和固定挡板19上与待检零件侧面204贴合面上设置有数个橡皮块20。

所述支撑架18包括立柱181、水平支撑架182和表座5；所述立柱181设置在表座5上，所述的水平支撑架182通过卡扣183和立柱203连接，第三伺服电机24设置在水平支撑架182上，第三伺服电机24可驱动百分表17旋转。

所述表座5上还设置有数据采集单元4；所述表座5下端面上设置有凸起可沿第一导轨3滑动，表座5中间穿过有第一丝杠6，第一丝杠6可驱动表座5沿X向滑动。

实施例

结合附图1、图2和图3，一种基于包络线的平行度检具，包括基准台1、定位装置、检测装置、控制单元8，所述基准台1包括水平设置的基准板102和垂直设置的侧板101，所述的定位装置包括限位钉16、L型支撑板13、X向定位机构和Z向定位机构；所述限位钉16垂直固定在基准板102上，所述的L型支撑板13垂直端与基准台侧板101连接，水平端位于待检零件2上方，所述X向定位机构包括气缸10、电磁换向阀12、气泵11、楔形块9、固定挡板19、移动挡板23、橡皮块20、固定楔形滑槽21、移动楔形滑槽22，所述的气缸10固定在L型支撑板13垂直端上，所述的电磁换向阀12连接在气缸10和气泵11之间，所述的固定挡板19和固定楔形滑槽21相连接并固定在基准板102上，所述的移动挡板23和移动楔形滑槽22相连接，所述的移动楔形滑槽22设置在第二导轨7上，所述的固定挡板19和移动挡板23表面设置有橡皮块20；所述的Z向定位机构包括第二伺服电机14、第二丝杠25、限位块15，所述的第二伺服电机14设置L型支撑板13水平端上，所述第二丝杠25和第二伺服电机14相连接并垂直设置在待检零件2上方，所述限位块15和第二丝杠25相互配合，第二伺服电机14驱动第二丝杠25转动，进而第二丝杠25带动限位块15沿Z轴向下移动，实现对待检零件2的Z向定位和夹紧，保证待检零件外表面203和基准板102无间隙接触；

检测装置包括第一伺服电机26、第一丝杠6、表座5、数据采集单元4、支撑架18和百分表17；所述第一伺服电机26设置在基准台侧板101上，所述第一丝杠6设置在Y方向并和第一伺服电机26相连接，所述的表座5和第一丝杠6相配合，表座5可沿第一丝杠6移动，所述的数据采集单元4和百分表17连接设置在表座5上，所述支撑架18包括立柱181和水平支撑架182，所述的立柱181设置在表座5上，所述水平支撑架182通过卡扣183和立柱181连接，所述的百分表17设置在水平支架上，所述第三伺服电机24和百分表17相连接。

结合附图2，固定挡板19和移动挡板23表面设置的橡皮块20数量分别为3块，所述的限位钉16与待检零件的轴孔202相配合，用来限制待检零件2移动，所述的固定挡板19和固定楔形滑槽21连接固定在基准板102上，所述的移动挡板23和移动楔形滑槽22连接，所述的移动楔形滑槽22可沿第二导轨7移动，通过所述的电磁换向阀12控制气缸10往复运动，带动与气缸10输出杆连接的楔形块9沿Y方向移动，所述的楔形块9带动移动楔形滑槽22沿第二导轨7移动，从而对待检零件2进行夹紧。

结合图1、图4所示，以U型接头作为待检零件来说明本发明的检测方法，具体操作操作步骤如下：

步骤一：首先将U型接头的轴孔202和限位钉16对齐，U型接头侧面204紧贴固定挡板19橡皮块20，同时将U型接头外表面203贴合在基准板102表面，控制单元8控制第二伺服电机14开始工作，第二伺服电机14带动第二丝杠25转动，使限位块15向下移动，当限位块15和U型接头内侧下表面201接触，第二伺服电机14停止工作，实现对U型接头2的Z向定位和夹紧，保证U型接头外表面203和基准板102表面无间隙接触；

步骤二：控制单元8控制电磁换向阀12使气缸10输出杆带动楔形块9向Y负方向移动，楔形块9沿移动楔形滑槽22和固定楔形滑槽21移动使移动楔形滑槽22沿第二导轨7移动，带动移动挡板23向X正方向移动，使移动挡板23表面橡皮块20和U型接头侧面204接触，实现对U型接头2的X方向的定位和夹紧；

步骤三：调整水平支撑架182处于U型接头内侧上表面和U型接头内侧下表面之间，同时使百分表17表头和U型接头内侧下表面接触；控制单元8控制第一伺服电机26带动第一丝杠6转动，使表座5沿第一导轨3移动并带动百分表17沿Y负方向缓慢移动，同时控制单元8控制第三伺服电机24驱动百分表17绕X轴旋转，百分表17表头运动轨迹曲线簇在U型接头2上下两表面形成两组包络线，数据采集单元4基于记录的包络线各点数据自动计算出平行度误差。最后数据采集单元4自动判断所测U型接头的平行度误差是否符合平行度公差要求，不符合要求则发出警报。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基于包络线的平行度检具，其特征在于，包括基准台(1)、定位装置和检测装置；所述定位装置用来对待检零件(2)进行定位，所述检测装置用来检测待检零件(2)的平行度，所述待检零件(2)被定位在基准台(1)上。

2.根据权利要求1所述的基于包络线的平行度检具，其特征在于，所述基准台(1)上开设有第一导轨(3)；所述定位装置包括L型支撑板(13)、Z向定位机构和X向定位机构；

所述Z向定位机构包括第二丝杠(25)和限位块(15)；所述L型支撑板(13)用来支撑第二丝杠(25)，第二丝杠(25)的一端设置有限位块(15)；所述限位块(15)可沿第二丝杠(25)上下移动从而实现待检零件(2)的Z向定位；

所述X向定位机构包括楔形块(9)、固定挡板(19)、移动挡板(23)、固定楔形滑槽(21)和移动楔形滑槽(22)；所述固定挡板(19)与移动挡板(23)之间置有待检零件(2)；所述固定挡板(19)和固定楔形滑槽(21)设置在基准板(102)上，第二导轨(7)内滑动安装有移动楔形滑槽(22)；所述移动楔形滑槽(22)与移动挡板(23)连接；所述固定楔形滑槽(21)与移动楔形滑槽(22)之间设置有楔形块(9)；在外力的作用下，楔形块(9)移动用于驱动移动楔形滑槽(22)沿X向滑动从而实现固定挡板(19)与移动挡板(23)对待检零件(2)的X向定位；

所述待检零件(2)上开设有轴孔(202)；所述轴孔(202)可被安装的限位钉(16)定位从而实现待检零件(2)的X向定位。

3.根据权利要求2所述的基于包络线的平行度检具，其特征在于，所述楔形块(9)设置在气缸(10)的输出杆上，通过电磁换向阀(12)控制气泵(11)从而驱动气缸(10)工作。

4.根据权利要求1所述的基于包络线的平行度检具，其特征在于，所述基准台(1)上开设有第一导轨(3)；所述第一导轨(3)内滑动安装有支撑架(18)；所述支撑架(18)通过第一丝杠(6)驱动；所述支撑架(18)上设置有检测装置，所述检测装置包括百分表(17)所述百分表(17)用来检测待检零件内侧下表面(201)和待检零件内侧上表面(205)的平行度。

5.根据权利要求1或者4任一项所述的基于包络线的平行度检具，其特征在于，所述检测装置还包括数据采集单元(4)，所述数据采集单元(4)与百分表(17)电连接；所述数据采集单元(4)用来采集并分析百分表(17)的平行度数据。

6.根据权利要求2或者4任一项所述的基于包络线的平行度检具，其特征在于，所述待检零件(2)为U型结构，待检零件(2)包括待检零件内侧上表面(205)、待检零件侧面(204)、待检零件内侧下表面(201)和待检零件外表面(203)；

Z向定位时，所述限位块(15)可沿第二丝杠(25)上下移动使得待检零件外表面(203)与基准台(1)贴合从而实现待检零件(2)的Z向定位；

X向定位时，楔形块(9)移动用于驱动移动楔形滑槽(22)沿X向滑动使得待检零件侧面(204)与移动挡板(23)、固定挡板(19)贴合从而实现待检零件(2)的X向定位。

7.根据权利要求6所述的基于包络线的平行度检具，其特征在于，所述移动挡板(23)和固定挡板(19)上与待检零件侧面(204)贴合面上设置有数个橡皮块(20)。

8.根据权利要求4所述的基于包络线的平行度检具，其特征在于，所述支撑架(18)包括立柱(181)、水平支撑架(182)和表座(5)；所述立柱(181)设置在表座(5)上，所述的水平支撑架(182)通过卡扣(183)和立柱(203)连接，第三伺服电机(24)设置在水平支撑架(182)上，第三伺服电机(24)可驱动百分表(17)旋转。

9.根据权利要求8所述的基于包络线的平行度检具，其特征在于，所述表座(5)上还设置有数据采集单元(4)；所述表座(5)下端面上设置有凸起可沿第一导轨(3)滑动，表座(5)中间穿过有第一丝杠(6)，第一丝杠(6)可驱动表座(5)沿X向滑动。

10.一种如权利要求6所述的基于包络线的平行度检具的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：对待检零件(3)的定位：轴孔(202)内安装限位钉(16)，待检零件侧面(204)紧贴橡皮块(20)，同时将待检零件外表面(203)紧贴基准板(102)表面，控制单元(8)控制第二伺服电机(14)开始工作，第二伺服电机(14)带动第二丝杠(25)转动，使限位块(15)向下移动，当限位块(8)和待检零件内侧下表面(201)接触，第二伺服电机(14)停止工作，实现对待检零件(2)的Z向定位和夹紧，保证待检零件外表面(203)和基准板(102)表面无间隙接触；控制单元(8)控制电磁换向阀(12)使气缸(10)输出杆带动楔形块(9)向Y负向移动，楔形块(9)沿移动楔形滑槽(22)和固定楔形滑槽(21)移动使移动楔形滑槽(22)沿第二导轨(7)移动，带动移动挡板(23)向X正方向移动，实现对待检零件(2)的X方向的定位和夹紧；

步骤二：对待检零件(2)的平行度检测：调整水平支撑架(182)置于待检零件内侧上表面(205)和待检零件内侧下表面(203)之间，同时使百分表(17)表头和待检零件内侧下表面(201)接触；控制单元(8)控制第一伺服电机(26)带动第一丝杠(6)转动，使表座(5)沿第一导轨(3)移动并带动百分表(17)沿Y负方向缓慢移动，同时控制单元(8)控制第三伺服电机(24)驱动百分表(17)绕X轴旋转，百分表(17)表头运动轨迹曲线簇在待检零件(2)上下两表面形成两组包络线，数据采集单元(4)基于记录的包络线各点数据自动计算出平行度误差；最后数据采集单元(4)自动判断所测待检零件(2)的平行度误差是否符合平行度公差要求，不符合要求则发出警报。

Images