CN115127427A - 一种挖掘机大臂两端销孔平行度检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及挖掘机长度尺寸的计量检测技术领域，涉及一种挖掘机大臂两端销孔平行度检测装置及检测方法。电缸驱动撑紧组件朝右平移，水平智能游标卡尺和竖直智能游标卡尺同时采集数据并保存。水平智能游标卡尺所采集的数据中最大值与最小值的差作为水平方向的平行度误差。竖直智能游标卡尺所采集的数据中最大值与最小值的差作为竖直方向的平行度误差。水平方向的平行度误差不大于水平方向的平行度公差值且竖直方向的平行度误差不大于竖直方向的平行度公差值则该大臂被测孔的形位公差判定为合格；否则判定为不合格。本发明检测精度高、采集数据多、能反映被测孔实际轴心线、操作简单、工作效率高、劳动强度小、自动化和智能化水平高、通用性强。

Description

一种挖掘机大臂两端销孔平行度检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及挖掘机长度尺寸的计量检测技术领域，涉及一种挖掘机大臂公差尺寸的计量检测，具体涉及一种挖掘机大臂两端销孔平行度检测装置及检测方法。

背景技术

挖掘机大臂1是长杆形部件，如图1所示，它的两端分别设有基准孔11和被测孔12，基准孔11和被测孔12的轴心线平行。在装配体中，基准孔11和被测孔12分别与其它构件通过铰链相联，共同组成挖掘臂，完成掘进工作。在大臂1的技术图纸中，对基准孔11的轴心线和被测孔12的轴心线的基准尺寸有一定的公差要求，对基准孔11的轴心线和被测孔12的轴心线的平行度有一定的位置公差要求；被测孔12的横截面是一个剖面圆，所有剖面圆的圆心依次联接组成一条曲线，该曲线是被测孔12的实际轴心线；在竖直方向上被测孔12的实际轴心线上最高点和最低点的垂直距离定义为垂直方向上的平行度公差，误差不得超过0.1毫米；在水平方向上被测孔12的实际轴心线上最高点和最低点的垂直距离定义为垂直方向上的平行度公差，误差不得超过0.1毫米。否则，两孔轴心线不平行，导致组成的挖掘臂的挖斗安装偏斜，挖掘不正，影响使用，造成产品质量不高，价高较低。

传统的计量检测被测孔12相对于基准孔11平行度误差检测的设备，包括第一工作台25、第一芯轴21、第二芯轴22、V型块23和第一垫块24；垂直方向和水平方向上被测孔12的轴心线相对于基准孔11的轴心线的平行度误差分别测量。

如图2所示是在水平方向上被测孔12的轴心线相对于基准孔11的轴心线的平行度误差测量示意图。第一芯轴21、第二芯轴22分别穿入基准孔11和被测孔12，第一芯轴21和第二芯轴22的轴心线分别用来模拟基准孔11和被测孔12的轴心线，第一芯轴21的两端分别嵌入V型块23的V型槽中进行定位。第一垫块24垫在有被测孔12的一端下部，调整第一垫块24的高度，使第一芯轴21、第二芯轴22的轴心线位于同一个水平面上。被测孔12端平面与第二芯轴22的交叉截面是一个圆，使用百分表直接测量该圆最高处的高度值是很困难的，所以选择的测量点远离被测孔12端平面，左侧和右侧各选择一个测量点，在第二芯轴22剖面圆的最高的位置，分别是左测量点221和右测量点222，两个的高度分别是M1和M2；两者之间的距离是L2；被测孔12左右两个端面之间的距离是L1；按下式求得在水平方向的平行度误差：

f1=L1/L2×|M1-M2|。

在垂直方向上被测孔12的轴心线相对于基准孔11的轴心线的平行度误差测量与前者相似。第一芯轴21、第二芯轴22分别穿入基准孔11和被测孔12，第一芯轴21和第二芯轴22的轴心线分别用来模拟基准孔11和被测孔12的轴心线，第一芯轴21的两端分别嵌入V型块23的V型槽中进行定位。大臂1竖直放置，被测孔12在基准孔11正上方，使第一芯轴21、第二芯轴22的轴心线位于同一个竖直平面上，使用固定结构把大臂1固定住。然后用同样的测量方法，检测点仍然是第二芯轴22剖面圆的最高位置，用同样的公式计算出在竖直方向上的平行度误差f2。

如果f1和f2都不大于0.1毫米则判定为合格，否则，有一个大于0.1毫米则判定为不合格。

传统的检测设备和方法具有这样的缺陷。

1.由于直接测量被测孔12比较困难，所以检测的是芯轴的位置尺寸，用芯轴来模拟被测孔12，然后通过公式来推算被测孔12的位置尺寸，这样难免会有误差，第一芯轴21和基准孔11的配合之间有间隙误差，第二芯轴22和被测孔12的配合之间有间隙误差，计算过程中浮点数计算有误差，人工操作时是不是把检测触头放置在了芯轴剖面圆的最高位置，也会产生误差。各种误差的积累使得最终检测结果有比较大的不确定性，可能会把合格的判定为不合格，造成人工和材料的浪费，也可能会把不合格的判定为合格，影响挖掘机的质量，造成安全隐患。

2.用芯轴模拟被测孔12，芯轴和被测孔12的配合，实质上是被测孔12内有限个点与芯轴直接接触，大部分点不能与芯轴接触，芯轴所模拟的只能代表有限个点，不能代表芯轴上所有位置，以偏代全，所检测的结果也不精确。

3.操作步骤复杂，需要两次安放和检测，工作效率低，劳动强度大。

4.检测数据太少，对孔的位置和方向的描述太粗糙，不具有代表性，不能描述出孔的轴心线是沿着什么样的曲线弯曲、扭曲、倾斜，不能记录被测孔12任一剖面圆处轴心线的位置尺寸，不能判定是否能返修后使用，测量数据对下一步的工艺改进没有参考价值。

5.完全由人工操作，没有实现自动化和智能化，不能由计算机进行数据分析，人工读取测量数据，有时会有读取误差，人工抄写数据也容易出现错误，出现错误后也不方便检查。

发明内容

本发明就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种检测精度高、采集数据多、能反映被测孔实际轴心线、操作简单、工作效率高、劳动强度小、自动化和智能化水平高、通用性强的挖掘机大臂两端销孔平行度检测装置及检测方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

技术方案一，一种挖掘机大臂两端销孔平行度检测装置，包括第二工作台和检测组件；所述检测组件包括撑紧组件、水平移动组件、竖直移动组件、立尺、竖直计算机系统和水平计算机系统。

本技术方案在正式检测时大臂水平放置，基准孔的轴心线和被测孔的轴心线高度相同，被测孔的轴心线在基准孔的轴心线的前方；假设有一个人立正站立,向他自己的正前方平视，他的视线方向与前者所述的“被测孔的轴心线在基准孔的轴心线的前方”方向一致，在本技术方案中所提到的前、后、左、右、上和下与这个人的前、后、左、右、上和下方向分别一致。

所述立尺竖直方向设置，所述立尺的下端通过立尺底座固定联接在第二工作台上；

所述竖直移动组件包括水平主尺、竖直游标尺和竖直单片机系统；所述竖直游标尺和立尺共同组成竖直智能游标卡尺本体，竖直智能游标卡尺本体、竖直单片机系统和竖直计算机系统共同组成竖直智能游标卡尺，竖直单片机系统固定安装在竖直游标尺上，竖直单片机系统和竖直计算机系统通过无线方式联接；竖直游标尺和竖直单片机系统的组合沿着立尺上下平移，竖直单片机系统获取立尺上竖直方向的尺寸数值并通过无线方式传输给竖直计算机系统；水平主尺和竖直游标尺固定联接；

所述水平移动组件包括电缸、水平游标尺和水平单片机系统；所述水平游标尺和水平主尺共同组成水平智能游标卡尺本体，水平智能游标卡尺本体、水平单片机系统和水平计算机系统共同组成水平智能游标卡尺，水平单片机系统固定安装在水平游标尺上，水平单片机系统和水平计算机系统通过无线方式联接；水平游标尺和水平单片机系统的组合沿着水平主尺前后平移，水平单片机系统获取水平主尺上水平方向的尺寸数值并通过无线方式传输给水平计算机系统；所述电缸的缸体和水平游标尺固定联接；

所述撑紧组件包括第一气动三爪和三个第一撑指；第一气动三爪包括三个第一爪体和第一缸体；三个第一撑指分别和三个第一爪体固定联接；第一撑指上设置半球形的触头；三个触头相对于第一气动三爪的轴心线均匀阵列布置；第一缸体和电缸的推拉杆固定联接，第一气动三爪的轴心线沿着左右方向延伸，电缸驱动第一气动三爪左右平移。

所述第一气动三爪是指SMC(中国)有限公司生产的平行开闭型气动三爪MHS3-50D，包括三个爪体和一个缸体，三个爪体相对于平行开闭型气动三爪的轴心线均匀阵列布置，三个爪体相对于平行开闭型气动三爪的轴心线同步进退，是工业自动化领域使用很广泛的气动元件。也可以使用具有相同功能的其他厂家的平行开闭型气动三爪。

本技术方案还包括定位组件；所述定位组件包括第二气动三爪、第二撑指、第三气动三爪、第三撑指、定位支架和压紧气缸；定位支架和第二工作台固定联接；

所述第二气动三爪包括第二缸体和三个第二爪体；第二缸体和定位支架固定联接；三个所述第二撑指分别和三个第二爪体固定联接；第二撑指上设有第二撑面和第二压紧面；三个第二撑面背向第二气动三爪的轴心线，三个第二撑面关于第二气动三爪的轴心线圆周均布阵列；三个第二压紧面在同一个平面上并且都朝右；

所述第三气动三爪包括第三缸体和三个第三爪体；三个所述第三撑指分别和三个第三爪体固定联接；第三撑指上设有第三撑面和第三压紧面；三个第三撑面背向第三气动三爪的轴心线，三个第三撑面关于第三气动三爪的轴心线圆周均布阵列；三个第三压紧面在同一个平面上并且都朝左；压紧气缸的缸体和定位支架固定联接；压紧气缸的活塞杆和第三缸体固定联接；第二气动三爪的轴心线和第三气动三爪的轴心线重合。

所述第二气动三爪和第三气动三爪是指SMC(中国)有限公司生产的平行开闭型气动三爪MHS3-50D。

以上所述的竖直计算机系统和水平计算机系统也可以共同使用同一台计算机系统，节省制造成本，也不会产生负面影响。

本技术方案还包括重锤组件；所述重锤组件包括联杆、担杆、重锤和重锤立杆；所述水平游标尺上还固定设置有悬挂耳环，联杆竖直设置，联杆的下端通过悬挂耳环和水平游标尺以铰链相联；担杆水平设置，担杆的第一端和联杆的上端以铰链相联；担杆的中央和重锤立杆以铰链相联；重锤立杆与第二工作台固定联接；担杆的第二端和重锤可调节联接，重锤沿着担杆的长度方向调节，使水平移动组件和撑紧组件的组合与重锤保持平衡，消除它们的重量对检测结果的影响，使检测结果更精确。

本技术方案还包括PLC可编程控制器，竖直计算机系统、水平计算机系统、第一气动三爪、电缸、第二气动三爪、第三气动三爪和压紧气缸分别与PLC可编程控制器电联接。

技术方案二，一种挖掘机大臂两端销孔平行度检测装置的平行度检测方法，包括以下步骤：

S0.在触头表面、第二撑面、第二压紧面、第三撑面和第三压紧面涂适量润滑油，使它们和所接触的待测表面能自由滑动。预设定水平方向的平行度公差值[R]=0.1毫米，预设定竖直方向的平行度公差值[K]=0.1毫米。

S1.大臂水平设置，被测孔在基准孔的前方，被测孔和基准孔的轴心线方向沿左右方向，大臂的前端下面通过第二垫块放置在第二工作台上，大臂的前端能左右自由摆动，基准孔位于第二撑指和第三撑指之间。

S2.PLC可编程控制器发送指令，使压紧气缸驱动第三气动三爪和第三撑指的组合朝左平移，第三压紧面推动基准孔的右端，基准孔的左端压紧第二压紧面，第二压紧面和第三压紧面共同压紧中间的基准孔的两个端面，大臂左右自由摆动到稳定的位置。

S3.第二气动三爪驱动三个第二撑指同步远离轴心线，三个第二撑面撑紧基准孔的左端；第三气动三爪驱动三个第三撑指同步远离轴心线，三个第三撑面撑紧基准孔的右端；使用橡胶锤敲击大臂后端的下部、大臂前端的上部，最终使第二压紧面和第三压紧面充分压实基准孔的两个端面、第二气动三爪的轴心线、第三气动三爪的轴心线和基准孔的轴心线重合。

S4.手持水平移动组件，水平游标尺和水平单片机系统的组合沿着水平主尺被动地前后上下平移，竖直游标尺和竖直单片机系统的组合沿着立尺被动地上下平移，使三个第一撑指位于被测孔的左边；使电缸驱动撑紧组件朝右移动，使三个触头位于被测孔左端内，使第一气动三爪驱动三个第一撑指同步背向第一气动三爪的轴心线平移，三个触头撑在被测孔左端内；三个触头撑在被测孔的一个横截面剖面圆上，第一气动三爪的轴心线正好和该横截面剖面圆的圆心重合；三个触头撑在被测孔左端面圆时水平智能游标卡尺和竖直智能游标卡尺的读数分别定义为0毫米，以此点为参照基准进行计量位置的变化。

S5.开始自动化检测；水平智能游标卡尺和竖直智能游标卡尺同时开始采集数据；然后电缸驱动撑紧组件缓慢朝右平移，三个触头每移动到一个新位置就撑在被测孔新位置横截面剖面圆上，第一气动三爪的轴心线正好和该横截面剖面圆的圆心重合；剖面圆的圆心沿着被测孔的实际轴心线在上下前后方向上弯曲移动，第一气动三爪的轴心线和剖面圆的圆心动态保持重合，水平智能游标卡尺和竖直智能游标卡尺同时采集到第一气动三爪的轴心线的移动距离数据并进行保存；三个触头朝右移动到被测孔的右端，数据采集完成，水平智能游标卡尺和竖直智能游标卡尺采集到的位移数据就是被测孔的实际轴心线的轨迹曲线坐标数据。

由于重锤组件的平衡作用，使水平移动组件和撑紧组件的组合的重力对检测结果没有影响，保持检测的精准度。

S6.数据分析；水平智能游标卡尺所采集的数据中最大值与最小值的差作为水平方向的平行度误差；竖直智能游标卡尺所采集的数据中最大值与最小值的差作为竖直方向的平行度误差。

S7.结果判定；水平方向的平行度误差不大于水平方向的平行度公差值[R]=0.1毫米，并且竖直方向的平行度误差不大于竖直方向的平行度公差值[K]=0.1毫米，则该大臂的被测孔的形位公差判定为合格；否则，两者只要有一项为否，则该大臂判定为不合格。

本发明的有益效果是：

1.三个触头在第一气动三爪的驱动下始终与被测孔的内表面充分接触，不存在配合间隙，有会因为配合间隙产生误差，检测的精度提高。

2.三个触头沿着被测孔的轴向滑动一遍，采集多组数据，采集数据的多少取决于电缸设定的推动速度和采集数据的频率，可以每推动0.1毫米采集一组数据，这么多的数据可以很真实地反映出被测孔实际轴心线的曲线形状，采集数据全面，防止以偏代全。能通过分析数据确定能否返修后使用，采集的数据对加工工艺改良、加工设备改良具有很高的参考价值。

3.操作步骤简单，只需要一次安放和检测，就能同时得到水平向偏差数据和竖直向偏差数据，工作效率高，劳动强度小。

4.数据测量、保存、分析和评判结果步骤中实现自动化和智能化，由计算机自动完成，数据客观真实，不容易出现差错，工作效率高、劳动强度小。

5.通用性强，不仅检测大臂可以使用，凡是检测前后两个孔之间平行度的工件都可以使用本发明设备和方法。

附图说明

图1是大臂1的三维结构示意图；

图2是使用传统的计量检测设备测量被测孔12轴心线相对于基准孔11轴心线在水平方向上平行度误差的三维结构示意图；

图3是本发明实施例1的三维结构示意图；

图4是检测组件3的三维结构示意图；

图5是撑紧组件31的三维结构示意图；

图6是第一撑指312的三维结构示意图；

图7是水平移动组件32的三维结构示意图；

图8是竖直移动组件33的三维结构示意图；

图9是定位组件4的三维结构示意图；

图10是第二撑指42的三维结构示意图；

图11是重锤组件5的三维结构示意图；

图12是本发明实施例1控制系统的控制关系示意图；

图13是本发明实施例2竖直向偏差K随检测位置L的变化曲线图；

图14是本发明实施例2水平向偏差R随检测位置L的变化曲线图；

图15是本发明实施例2被测孔12的实际轴心线在三维立体坐标系中随检测位置L的变化曲线图。

图中：

1-大臂；11-基准孔；12-被测孔；

21-第一芯轴；22-第二芯轴；221-左测量点；222-右测量点；23-V型块；24-第一垫块；25-第一工作台；L1-被测孔轴向长度，单位是毫米；L2-两个测量点之间的距离，单位是毫米；

3-检测组件；31-撑紧组件；311-第一气动三爪；3111-第一爪体；3112-第一缸体；312-第一撑指；3121-触头；32-水平移动组件；321-电缸；322-水平游标尺；323-水平单片机系统；324-悬挂耳环；33-竖直移动组件；331-水平主尺；332-竖直游标尺；333-竖直单片机系统；34-立尺；

4-定位组件；41-第二气动三爪；411-第二缸体；412-第二爪体；42-第二撑指；421-第二撑面；422-第二压紧面；43-第三气动三爪；431-第三缸体；432-第三爪体；44-第三撑指；45-定位支架；46-压紧气缸；

5-重锤组件；51-联杆；52-担杆；53-重锤；54-重锤立杆；

6-第二工作台；7-第二垫块。

具体实施方式

下面将结合实施例及附图，对本发明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。

实施例1，一种挖掘机大臂两端销孔平行度检测装置，如图3-13所示，包括第二工作台6和检测组件3；所述检测组件3包括撑紧组件31、水平移动组件32、竖直移动组件33、立尺34、竖直计算机系统和水平计算机系统。

本实施例在正式检测时大臂1水平放置，基准孔11的轴心线和被测孔12的轴心线高度相同，被测孔12的轴心线在基准孔11的轴心线的前方；假设有一个人立正站立，人的视线方向与前者所述的前方方向一致，在本实施例中所提到的前、后、左、右、上和下与这个人的前、后、左、右、上和下方向分别一致。

所述立尺34竖直方向设置，所述立尺34的下端通过立尺底座固定联接在第二工作台6上；

所述竖直移动组件33包括水平主尺331、竖直游标尺332和竖直单片机系统333；所述竖直游标尺332和立尺34共同组成竖直智能游标卡尺本体，竖直智能游标卡尺本体、竖直单片机系统333和竖直计算机系统共同组成竖直智能游标卡尺，竖直单片机系统333固定安装在竖直游标尺332上，竖直单片机系统333和竖直计算机系统通过无线方式联接；竖直游标尺332和竖直单片机系统333的组合沿着立尺34上下平移，竖直单片机系统333获取立尺34上竖直方向的尺寸数值并通过无线方式传输给竖直计算机系统；水平主尺331和竖直游标尺332固定联接；

所述水平移动组件32包括电缸321、水平游标尺322和水平单片机系统323；所述水平游标尺322和水平主尺331共同组成水平智能游标卡尺本体，水平智能游标卡尺本体、水平单片机系统323和水平计算机系统共同组成水平智能游标卡尺，水平单片机系统323固定安装在水平游标尺322上，水平单片机系统323和水平计算机系统通过无线方式联接；水平游标尺322和水平单片机系统323的组合沿着水平主尺331前后平移，水平单片机系统323获取水平主尺331上水平方向的尺寸数值并通过无线方式传输给水平计算机系统；所述电缸321的缸体和水平游标尺322固定联接；

所述竖直智能游标卡尺和水平智能游标卡尺分别是指授权公告号为CN204514217 U的中国专利中所描述的智能游标卡尺；所述的竖直智能游标卡尺本体、竖直单片机系统333、竖直计算机系统分别是指该专利中所述描术的智能游标卡尺本体、单片机系统、计算机系统；所述的水平智能游标卡尺本体、水平单片机系统323、水平计算机系统分别是指该专利中所述描术的智能游标卡尺本体、单片机系统、计算机系统。

所述撑紧组件31包括第一气动三爪311和三个第一撑指312；第一气动三爪311包括三个第一爪体3111和第一缸体3112；三个第一撑指312分别和三个第一爪体3111固定联接；第一撑指312上设置半球形的触头3121；三个触头3121相对于第一气动三爪311的轴心线均匀阵列布置；第一缸体3112和电缸321的推拉杆固定联接，第一气动三爪311的轴心线沿着左右方向延伸，电缸321驱动第一气动三爪311左右平移。

所述第一气动三爪311是指SMC(中国)有限公司生产的平行开闭型气动三爪MHS3-50D，包括三个爪体和一个缸体，三个爪体相对于平行开闭型气动三爪的轴心线均匀阵列布置，三个爪体相对于平行开闭型气动三爪的轴心线同步进退，是工业自动化领域使用很广泛的气动元件。也可以使用具有相同功能的其他厂家的平行开闭型气动三爪。

本实施例还包括定位组件4；所述定位组件4包括第二气动三爪41、第二撑指42、第三气动三爪43、第三撑指44、定位支架45和压紧气缸46；定位支架45和第二工作台6固定联接；

所述第二气动三爪41包括第二缸体411和三个第二爪体412；第二缸体411和定位支架45固定联接；三个所述第二撑指42分别和三个第二爪体412固定联接；第二撑指42上设有第二撑面421和第二压紧面422；三个第二撑面421背向第二气动三爪41的轴心线，三个第二撑面421关于第二气动三爪41的轴心线圆周均布阵列；三个第二压紧面422在同一个平面上并且都朝右；

所述第三气动三爪43包括第三缸体431和三个第三爪体432；三个所述第三撑指44分别和三个第三爪体432固定联接；第三撑指44上设有第三撑面和第三压紧面；三个第三撑面背向第三气动三爪43的轴心线，三个第三撑面关于第三气动三爪43的轴心线圆周均布阵列；三个第三压紧面在同一个平面上并且都朝左；压紧气缸46的缸体和定位支架45固定联接；压紧气缸46的活塞杆和第三缸体431固定联接；第二气动三爪41的轴心线和第三气动三爪43的轴心线重合。

所述第二气动三爪41和第三气动三爪43是指SMC(中国)有限公司生产的平行开闭型气动三爪MHS3-50D。

以上所述的竖直计算机系统和水平计算机系统也可以共同使用同一台计算机系统，节省制造成本。

本实施例还包括重锤组件5；所述重锤组件5包括联杆51、担杆52、重锤53和重锤立杆54；所述水平游标尺322上还固定设置有悬挂耳环324，联杆51竖直设置，联杆51的下端通过悬挂耳环324和水平游标尺322以铰链相联；担杆52水平设置，担杆52的第一端和联杆51的上端以铰链相联；担杆52的中央和重锤立杆54以铰链相联；重锤立杆54与第二工作台6固定联接；担杆52的第二端和重锤53可调节联接，重锤53沿着担杆52的长度方向调节，使水平移动组件32和撑紧组件31的组合与重锤53保持平衡，消除它们的重量对检测结果的影响，使检测结果更精确。

本实施例还包括PLC可编程控制器，竖直计算机系统、水平计算机系统、第一气动三爪311、电缸321、第二气动三爪41、第三气动三爪43和压紧气缸46分别与PLC可编程控制器电联接。

实施例2，一种挖掘机大臂两端销孔平行度检测装置的平行度检测方法，包括以下步骤：

S0.在触头3121表面、第二撑面421、第二压紧面422、第三撑面和第三压紧面涂适量润滑油，使它们和所接触的待测表面能自由滑动。预设定水平方向的平行度公差值[R]=0.1毫米，预设定竖直方向的平行度公差值[K]=0.1毫米。

S1.大臂1水平设置，被测孔12在基准孔11的前方，被测孔12和基准孔11的轴心线方向沿左右方向，大臂1的前端下面通过第二垫块7放置在第二工作台6上，大臂1的前端能左右自由摆动，基准孔11位于第二撑指42和第三撑指44之间。

S2.PLC可编程控制器发送指令，使压紧气缸46驱动第三气动三爪43和第三撑指44的组合朝左平移，第三压紧面推动基准孔11的右端，基准孔11的左端压紧第二压紧面422，第二压紧面422和第三压紧面共同压紧中间的基准孔11的两个端面，大臂1左右自由摆动到稳定的位置。

S3.第二气动三爪41驱动三个第二撑指42同步远离轴心线，三个第二撑面421撑紧基准孔11的左端；第三气动三爪驱动三个第三撑指同步远离轴心线，三个第三撑面撑紧基准孔11的右端；使用橡胶锤敲击大臂1后端的下部、大臂1前端的上部，最终使第二压紧面422和第三压紧面充分压实基准孔11的两个端面、第二气动三爪41的轴心线、第三气动三爪43的轴心线和基准孔11的轴心线重合。

S4.手持水平移动组件32，水平游标尺322和水平单片机系统323的组合沿着水平主尺331被动地前后上下平移，竖直游标尺332和竖直单片机系统333的组合沿着立尺34被动地上下平移，使三个第一撑指312位于被测孔12的左边；使电缸321驱动撑紧组件31朝右移动，使三个触头3121位于被测孔12左端内，使第一气动三爪311驱动三个第一撑指312同步背向第一气动三爪311的轴心线平移，三个触头3121撑在被测孔12左端内；三个触头3121撑在被测孔12的一个横截面剖面圆上，第一气动三爪311的轴心线正好和该横截面剖面圆的圆心重合；三个触头3121撑在被测孔12左端面圆时水平智能游标卡尺和竖直智能游标卡尺的读数分别定义为0毫米，以此点为参照基准进行计量位置的变化。

S5.开始自动化检测；水平智能游标卡尺和竖直智能游标卡尺同时开始采集数据；然后电缸321驱动撑紧组件31缓慢朝右平移，三个触头3121每移动到一个新位置就撑在被测孔12新位置横截面剖面圆上，第一气动三爪311的轴心线正好和该横截面剖面圆的圆心重合；剖面圆的圆心沿着被测孔12的实际轴心线在上下前后方向上弯曲移动，第一气动三爪311的轴心线和剖面圆的圆心动态保持重合，水平智能游标卡尺和竖直智能游标卡尺同时采集到第一气动三爪311的轴心线的移动距离数据并进行保存；三个触头3121朝右移动到被测孔12的右端，数据采集完成，水平智能游标卡尺和竖直智能游标卡尺采集到的位移数据就是被测孔12的实际轴心线的轨迹曲线坐标数据。

由于重锤组件5的平衡作用，使水平移动组件32和撑紧组件31的组合的重力对检测结果没有影响，保持检测的精准度。

S6.数据分析；水平智能游标卡尺所采集的数据中最大值与最小值的差作为水平方向的平行度误差；竖直智能游标卡尺所采集的数据中最大值与最小值的差作为竖直方向的平行度误差。

S7.结果判定；水平方向的平行度误差不大于水平方向的平行度公差值[R]=0.1毫米，并且竖直方向的平行度误差不大于竖直方向的平行度公差值[K]=0.1毫米，则该大臂1的被测孔12轴心线相对于基准孔11轴心线的形位公差判定为合格；否则，两者只要有一项为否，则该大臂1判定为不合格。

如图13所示，曲线C1是竖直向偏差K随检测位置L的变化曲线，检测位置为0毫米时代表检测的是被测孔12最右端，检测位置为140毫米时代表检测的是被测孔12最左端。在坐标（140，0.052）处的竖直向偏差值K最大，是0.052毫米，在原点（0，0）处的竖直向偏差值K最小，是0，最大值与最小值的差是0.052-0=0.052毫米，小于预设定的垂直方向的平行度公差0.1毫米，垂直方向的平行度误差检测合格。

如图14所示，曲线C2是水平向偏差R随检测位置L的变化曲线，检测位置为0毫米时代表检测的是被测孔12最右端，检测位置为140毫米时代表检测的是被测孔12最左端。在坐标（90，-0.037）处的水平向偏差值R最小，是0.037毫米，在原点（0，0）处的竖直向偏差值R最大，是0，最大值与最小值的差是0-（-0.037）=0.037毫米，小于预设定的水平方向的平行度公差0.1毫米，水平方向的平行度误差检测合格。

垂直方向的平行度误差和水平方向的平行度误差经检测都合格，大臂1的被测孔12的轴心线相对于基准孔11的轴心线的形位公差最终判定为合格。

还可以以检测位置L为第一轴、水平向偏差R为第二轴、竖直向偏差K为第三轴建如图15所示的三维立体坐标系，曲线C1仍然在检测位置L-竖直向偏差K坐标系中，曲线C2仍然在检测位置L-水平向偏差R坐标系中，曲线C1沿着平行于R轴的方向拉伸成第一曲面，曲线C2沿着平行于K轴的方向拉伸成第二曲面，第一曲面和第二曲面相交的曲线C3就是被测孔12的实际轴心线的三维轨迹曲线，曲线C3能反应出被测孔12的实际轴心线的三维变动趋势。如果多数被测孔12的实际轴心线都呈出相同的偏差趋势，具有明显的规律性，那么可以考虑改造加工工艺，曲线C3的三维变动趋势具有很高的参考价值。

以上所述的三维轨迹曲线上任一个检测位置L处对应的一点到L轴的垂直距离与它对应的竖直向偏差K、水平向偏差R之间的关系是：L²=K²+R²。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种挖掘机大臂两端销孔平行度检测装置，包括第二工作台（6）和检测组件（3）；其特征在于：所述检测组件（3）包括撑紧组件（31）、水平移动组件（32）、竖直移动组件（33）、立尺（34）、竖直计算机系统和水平计算机系统。

2.如权利要求1所述的挖掘机大臂两端销孔平行度检测装置，其特征在于：所述立尺（34）竖直方向设置，所述立尺（34）的下端固定联接在第二工作台（6）上；

所述竖直移动组件（33）包括水平主尺（331）、竖直游标尺（332）和竖直单片机系统（333）；所述竖直游标尺（332）和立尺（34）共同组成竖直智能游标卡尺本体，竖直智能游标卡尺本体、竖直单片机系统（333）和竖直计算机系统共同组成竖直智能游标卡尺，竖直单片机系统（333）固定安装在竖直游标尺（332）上，竖直单片机系统（333）和竖直计算机系统通过无线方式联接；竖直游标尺（332）和竖直单片机系统（333）的组合沿着立尺（34）上下平移，竖直单片机系统（333）获取立尺（34）上竖直方向的尺寸数值并通过无线方式传输给竖直计算机系统；水平主尺（331）和竖直游标尺（332）固定联接；

所述水平移动组件（32）包括电缸（321）、水平游标尺（322）和水平单片机系统（323）；所述水平游标尺（322）和水平主尺（331）共同组成水平智能游标卡尺本体，水平智能游标卡尺本体、水平单片机系统（323）和水平计算机系统共同组成水平智能游标卡尺，水平单片机系统（323）固定安装在水平游标尺（322）上，水平单片机系统（323）和水平计算机系统通过无线方式联接；水平游标尺（322）和水平单片机系统（323）的组合沿着水平主尺（331）前后平移，水平单片机系统（323）获取水平主尺（331）上水平方向的尺寸数值并通过无线方式传输给水平计算机系统；所述电缸（321）的缸体和水平游标尺（322）固定联接；

所述撑紧组件（31）包括第一气动三爪（311）和三个第一撑指（312）；第一气动三爪（311）包括三个第一爪体（3111）和第一缸体（3112）；三个第一撑指（312）分别和三个第一爪体（3111）固定联接；第一撑指（312）上设置半球形的触头（3121）；三个触头（3121）相对于第一气动三爪（311）的轴心线均匀阵列布置；第一缸体（3112）和电缸（321）的推拉杆固定联接，第一气动三爪（311）的轴心线沿着左右方向延伸，电缸（321）驱动第一气动三爪（311）左右平移。

3.如权利要求2所述的挖掘机大臂两端销孔平行度检测装置，其特征在于：还包括定位组件（4）；所述定位组件（4）包括第二气动三爪（41）、第二撑指（42）、第三气动三爪（43）、第三撑指（44）、定位支架（45）和压紧气缸（46）；定位支架（45）和第二工作台（6）固定联接；

所述第二气动三爪（41）包括第二缸体（411）和三个第二爪体（412）；第二缸体（411）和定位支架（45）固定联接；三个所述第二撑指（42）分别和三个第二爪体（412）固定联接；第二撑指（42）上设有第二撑面（421）和第二压紧面（422）；三个第二撑面（421）背向第二气动三爪（41）的轴心线，三个第二撑面（421）关于第二气动三爪（41）的轴心线圆周均布阵列；三个第二压紧面（422）在同一个平面上并且都朝右；

所述第三气动三爪（43）包括第三缸体（431）和三个第三爪体（432）；三个所述第三撑指（44）分别和三个第三爪体（432）固定联接；第三撑指（44）上设有第三撑面和第三压紧面；三个第三撑面背向第三气动三爪（43）的轴心线，三个第三撑面关于第三气动三爪（43）的轴心线圆周均布阵列；三个第三压紧面在同一个平面上并且都朝左；压紧气缸（46）的缸体和定位支架（45）固定联接；压紧气缸（46）的活塞杆和第三缸体（431）固定联接；第二气动三爪（41）的轴心线和第三气动三爪（43）的轴心线重合。

4.如权利要求2或3所述的挖掘机大臂两端销孔平行度检测装置，其特征在于：还包括重锤组件（5）；所述重锤组件（5）包括联杆（51）、担杆（52）、重锤（53）和重锤立杆（54）；所述水平游标尺（322）上还固定设置有悬挂耳环（324），联杆（51）竖直设置，联杆（51）的下端通过悬挂耳环（324）和水平游标尺（322）以铰链相联；担杆（52）水平设置，担杆（52）的第一端和联杆（51）的上端以铰链相联；担杆（52）的中央和重锤立杆（54）以铰链相联；重锤立杆（54）与第二工作台（6）固定联接；担杆（52）的第二端和重锤（53）联接。

5.如权利要求2或3所述的挖掘机大臂两端销孔平行度检测装置，其特征在于：还包括PLC可编程控制器，竖直计算机系统、水平计算机系统、第一气动三爪（311）、电缸（321）、第二气动三爪（41）、第三气动三爪（43）和压紧气缸（46）分别与PLC可编程控制器电联接。

6.一种挖掘机大臂两端销孔平行度检测方法,此方法采用了如权利要求5所述的挖掘机大臂两端销孔平行度检测装置，其特征在于：电缸（321）驱动撑紧组件（31）朝右平移，三个触头（3121）每移动到一个新位置就撑在被测孔（12）新位置横截面剖面圆上，水平智能游标卡尺和竖直智能游标卡尺同时采集第一气动三爪（311）的轴心线的移动距离数据并进行保存。

7.如权利要求6所述的挖掘机大臂两端销孔平行度检测方法，其特征在于：还包括预设定水平方向的平行度公差值和竖直方向的平行度公差值。

8.如权利要求6或7所述的挖掘机大臂两端销孔平行度检测方法，其特征在于：水平智能游标卡尺所采集的数据中最大值与最小值的差作为水平方向的平行度误差。

9.如权利要求8所述的挖掘机大臂两端销孔平行度检测方法，其特征在于：竖直智能游标卡尺所采集的数据中最大值与最小值的差作为竖直方向的平行度误差。

10.如权利要求9所述的挖掘机大臂两端销孔平行度检测方法，其特征在于：水平方向的平行度误差不大于水平方向的平行度公差值，并且竖直方向的平行度误差不大于竖直方向的平行度公差值，则该大臂（1）的被测孔（12）轴心线相对于基准孔（11）轴心线的形位公差判定为合格；否则该大臂（1）判定为不合格。

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