CN115752318A - 一种异形销孔检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种异形销孔检测系统，涉及精度检测设备领域，定位机构支撑并定位待测工件，使待测工件保持静止；移动机构用于驱动旋转机构沿直线平移，以使安装于旋转机构输出端的检测传感器伸入被测孔，检测传感器伸入到待测工件的被测孔，旋转机构的输出端能够驱动检测传感器绕平行于被测孔轴向的转轴沿圆周方向转动，转动的过程中检测传感器采集形线数据，当转动一圈之后，经由控制系统通过算法计算实现检测。该系统能够实现对异形孔进行高精度的检测。

Description

一种异形销孔检测系统

技术领域

本发明涉及精度检测设备领域，更进一步涉及一种异形销孔检测系统。

背景技术

在发动机工作过程中，活塞通过活塞销与活塞销孔的配合将活塞与连杆紧密的连接在一起，并将汽油燃烧爆炸产生的动力传递给连杆。活塞销孔与活塞销之间的间隙非常小，且润滑条件差，所以对活塞销孔的尺寸、工艺有严格要求，销孔过大或过小都会导致发动机工作出现问题。

活塞销孔相关尺寸是活塞加工的一项重要技术指标，活塞销孔的形状为异形且直径公差仅有几微米。而某些活塞的销孔为异形销孔，采用传统气动量仪测量法无法对其直径、形线等重要参数进行测量。

对于本领域的技术人员来说，如何对异形销孔进行高精度测量，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种异形销孔检测系统，能够对异形孔进行高精度的检测，具体方案如下：

一种异形销孔检测系统，包括定位机构、移动机构、旋转机构、检测传感器，所述定位机构用于支撑并定位待测工件；

所述移动机构用于驱动所述旋转机构沿直线平移，以使安装于所述旋转机构输出端的所述检测传感器伸入被测孔，所述旋转机构的输出端能够驱动所述检测传感器绕平行于被测孔轴向的转轴沿圆周方向转动，所述检测传感器采集形线数据，并经由控制系统通过算法计算实现检测。

可选地，所述定位机构设置吊杆，所述吊杆的长度方向平行于活塞的被测孔轴向。

可选地，所述定位机构设置于高度调节机构的输出端，所述高度调节机构能够带动所述定位机构竖向移动以调节高度。

可选地，所述吊杆的上表面圆柱面。

可选地，还包括定位支架，所述定位支架内设置高精密导向模块，所述旋转机构的输出端穿过所述高精密导向模块，能够相对于所述高精密导向模块旋转和平移运动。

可选地，所述高度调节机构安装于所述定位支架。

可选地，所述移动机构和所述高度调节机构分别通过丝杆机构实现驱动。

可选地，所述控制系统当中预存针对不同活塞规格的配方。

本发明提供一种异形销孔检测系统，定位机构支撑并定位待测工件，使待测工件保持静止；移动机构用于驱动旋转机构沿直线平移，以使安装于旋转机构输出端的检测传感器伸入被测孔，检测传感器伸入到待测工件的被测孔，旋转机构的输出端能够驱动检测传感器绕平行于被测孔轴向的转轴沿圆周方向转动，转动的过程中检测传感器采集形线数据，当转动一圈之后，经由控制系统通过算法计算实现检测。该系统能够实现对异形孔进行高精度的检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的异形销孔检测系统的整体结构轴测示意图；

图2为本发明提供的异形销孔检测系统的局部结构放大图；

图3为本发明提供的异形销孔检测系统的正视方向剖面示意图；

图4为活塞的断面结构示意图。

图中包括：

定位机构1、吊杆11、移动机构2、旋转机构3、检测传感器4、定位支架5、高精密导向模块51、高度调节机构6。

具体实施方式

本发明提供一种异形销孔检测系统，能够对异形孔进行高精度的检测。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的异形销孔检测系统进行详细的介绍说明。

结合图1、图3所示，本发明提供一种异形销孔检测系统，包括定位机构1、移动机构2、旋转机构3、检测传感器4等结构，定位机构1用于支撑并定位待测工件，定位机构1用于将待测工件保持在特定的位置，呈静止状态用于后续的测量过程。

移动机构2用于驱动旋转机构3沿直线平移，以使安装于旋转机构3输出端的检测传感器4伸入被测孔，结合图1所示，移动机构2的驱动方向为X轴方向，移动机构2驱动旋转机构3平移，检测传感器4安装于旋转机构3的输出端，从而使检测传感器4能够移入或移出被测孔，在测量时进入被测孔。

旋转机构3的输出端能够驱动检测传感器4绕平行于被测孔轴向的转轴沿圆周方向转动，检测传感器4被驱动做圆周方向的旋转时，检测传感器4采集形线数据，并经由控制系统通过算法计算实现检测。根据被测孔的弧度不同，检测传感器4转动的角度不同，保证将被测的弧度完全覆盖。

检测传感器4在检测的同时，采集被测孔的形线数据，将采集信号传递至控制系统，控制系统通过算法计算处理，得到被测孔的内表面数据，从而实现检测。控制系统通过专用的测控软件，对数据进行处理，可以采用图像、图表等方式进行显示输出，所有数据存储在数据库中，方便查询、分析。

本发明提供的异形销孔检测系统能够用于异形销孔的活塞检测，可以用于圆形销孔深度方向端部的异形曲面造型检测，例如图4当中L段部分的检测，能够高效精准地实现活塞销孔检测，检测过程自动完成，一次装夹即可实现单只活塞所有检测项目的全自动检测。需要注意的是，在检测时活塞销孔的检测面为一段圆弧，利用部分圆弧数据可以拟合出整个圆弧，并计算直径等关键参数。

在上述方案的基础上，本发明的定位机构1设置吊杆11，吊杆11呈横向延伸，具有足够的刚度，保证其在支撑活塞时基本不产生弯曲变形，确保定位精准。吊杆11的长度方向平行于活塞的被测孔轴向，保证吊杆11能够伸入活塞的销孔当中。结合图1、图2、图4所示，在测量时，活塞的底面保持朝下的吊挂形式，活塞的底面重量更大，可以在重力的作用下自动保持平衡。

结合图1所示，定位机构1设置于高度调节机构6的输出端，高度调节机构6能够带动定位机构1竖向移动以调节高度。高度调节机构6的固定部分保持固定不动，其输出端能够沿Z轴方向上下移动；当活塞被吊在吊杆11上时，由高度调节机构6带动吊杆11同步上升或下降，将活塞被检测的销孔调节到合适的高度，可以用于检测不同尺寸的活塞。

吊杆11的上表面圆柱面，吊杆11的上表面用于与活塞接触，在活塞挂上时会发生晃动，通过吊杆11上表面的圆柱形曲面，可以保证活塞在停止晃动时位置的一致性，活塞的重力使其与吊杆11保持紧密的接触。

结合图1，本发明的异形销孔检测系统还包括定位支架5，定位支架5内设置高精密导向模块51，旋转机构3的输出端穿过高精密导向模块51，能够相对于高精密导向模块51旋转和平移运动。旋转机构3的输出端为圆柱形悬臂结构，在重力作用下可能会向下弯曲，造成检测传感器4的位置偏移，无法精准地进行测量，因此通过高精密导向模块51对旋转机构3的输出端进行支撑，避免发生弯曲变形。

具体地，本发明中的高度调节机构6安装于定位支架5，高度调节机构6集成安装于定位支架5，可以提高集成度，降低整体的体积。

具体地，本发明中设置的移动机构2和高度调节机构6分别通过丝杆机构实现驱动。移动机构2包括电机、丝杆、导轨和滑座，高度调节机构6包括电机、丝杆、导轨和滑座，其中丝杆和导轨的方向平行，滑座滑动装配于导轨，能够沿导轨平移运动，丝杆与滑座保持螺纹配合，丝杆的一端连接于电机的输出轴，丝杆转动时带动滑座沿导轨平移运动。旋转机构3安装于移动机构2对应的滑座，定位机构1安装于高度调节机构6对应的滑座。

移动机构2、旋转机构3、高度调节机构6三者分别采用伺服电机、运动控制卡、光栅读数头、光栅采集卡等，能够实现对设备的精准控制，控制精度可以达到1um。

具体地，在控制系统当中预存针对不同活塞规格的配方，每种配方对应一种活塞规格，从而控制移动机构2驱动旋转机构3停止的位置、旋转机构3对应的旋转角度、定位机构1竖向移动的停止位置等参数。在测量时，可以分别对活塞的两个销孔进行独立地检测，分别采集直径数据，通过计算后得到直径及两个销孔同轴度、直线度、落差等情况。

本发明提供的异形销孔检测系统设备检测功能全面，且不需要定制样件，同时实现销孔形线和直径的全自动检测；操作简单，测量过程高效、快捷；测量精度高、测量重复性好；可对测量结果行反馈、分析，存储与显示，实现数字化检测；杜绝人为因素对测量结果的干扰，实现测量过程可控。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种异形销孔检测系统，其特征在于，包括定位机构(1)、移动机构(2)、旋转机构(3)、检测传感器(4)，所述定位机构(1)用于支撑并定位待测工件；

所述移动机构(2)用于驱动所述旋转机构(3)沿直线平移，以使安装于所述旋转机构(3)输出端的所述检测传感器(4)伸入被测孔，所述旋转机构(3)的输出端能够驱动所述检测传感器(4)绕平行于被测孔轴向的转轴沿圆周方向转动，所述检测传感器(4)采集形线数据，并经由控制系统通过算法计算实现检测。

2.根据权利要求1所述的异形销孔检测系统，其特征在于，所述定位机构(1)设置吊杆(11)，所述吊杆(11)的长度方向平行于活塞的被测孔轴向。

3.根据权利要求2所述的异形销孔检测系统，其特征在于，所述定位机构(1)设置于高度调节机构(6)的输出端，所述高度调节机构(6)能够带动所述定位机构(1)竖向移动以调节高度。

4.根据权利要求3所述的异形销孔检测系统，其特征在于，所述吊杆(11)的上表面圆柱面。

5.根据权利要求4所述的异形销孔检测系统，其特征在于，还包括定位支架(5)，所述定位支架(5)内设置高精密导向模块(51)，所述旋转机构(3)的输出端穿过所述高精密导向模块(51)，能够相对于所述高精密导向模块(51)旋转和平移运动。

6.根据权利要求5所述的异形销孔检测系统，其特征在于，所述高度调节机构(6)安装于所述定位支架(5)。

7.根据权利要求6所述的异形销孔检测系统，其特征在于，所述移动机构(2)和所述高度调节机构(6)分别通过丝杆机构实现驱动。

8.根据权利要求7所述的异形销孔检测系统，其特征在于，所述控制系统当中预存针对不同活塞规格的配方。

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