CN116608793A - 一种薄壁筒形件尺寸检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄壁筒形件尺寸检测装置，包括底座安装板，底座安装板上安装有Y轴导轨，Y轴导轨滑动连接有X轴导轨，X轴导轨上滑动连接有移动工件装夹部件，移动工件装夹部件处于Y轴导轨一端，Y轴导轨另一端安装有与底座安装板固定连接的固定工件装夹部件；所述底座安装板上还固定有旋转装置，旋转装置传动连接有内壁伸缩测量结构和外壁伸缩测量结构。本发明的检测装置可同时对内、外壁进行数据检测，大幅度地提高了工件尺寸检测的效率，同时可以避免接触式测量导致工件变形，提高了检测精度。
Description
技术领域
本发明属于精度检测领域,具体涉及一种薄壁筒形件尺寸检测装置。
背景技术
对于大纵深的薄壁筒形构件，超薄与较长的结构特点使得其自身柔性大，稳定性差，在长行程的旋压过程中易失稳，易变形的结构特性使得旋压后成形精度判别困难。薄壁筒在旋压过程中的状态未知，各道次旋压后尺寸及成形精度检测不全面。由于旋压的流变特性，工件总体结构呈现一定柔性，使其在相应的制造和检测过程中易变形，增加了旋后成形精度的难度。传统的接触式检测方式不再适用于此类工件的尺寸检测。
薄壁筒旋压过程的封闭性及流动性，使得旋压过程状态判定仍以传统的人为触感为主。相应的特性和旋压条件导致薄壁筒的旋压过程中仍然存在旋压稳定性差、成形精度差、状态监测困难及尺寸检测精度不高等问题。随着传感器、超声波、光栅、激光及计算机技术的发展，大型薄壁件尺寸的检测由接触式向非接触式方向发展。传统的传感器旋转式激光测量方法是采用点激光位移传感器绕待测工件旋转一周获得的数据点集合进行计算，数据具有局部性，且大都只是针对工件的内壁、外壁进行单独的尺寸检测，导致其检测效率低，且不同时间测量会受到薄壁筒形构件可能发生变形等影响导致测量精准度较低。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开一种薄壁筒形件尺寸检测装置。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种薄壁筒形件尺寸检测装置，包括底座安装板，底座安装板上安装有Y轴导轨，Y轴导轨滑动连接有X轴导轨，X轴导轨上滑动连接有移动工件装夹部件，移动工件装夹部件处于Y轴导轨一端，Y轴导轨另一端安装有与底座安装板固定连接的固定工件装夹部件；所述底座安装板上还固定有旋转装置，旋转装置传动连接有内壁伸缩测量结构和外壁伸缩测量结构。
进一步的改进，所述内壁伸缩测量结构和外壁伸缩测量结构均包括丝杆机构；内壁伸缩测量结构的丝杆机构连接有内壁线激光位移传感器，外壁伸缩测量结构的括丝杆机构连接有外壁线激光位移传感器。
进一步的改进，所述内壁伸缩测量结构包括内壁线激光传感器安装支架，内壁线激光传感器安装支架上安装有第一丝杠电机，第一丝杠电机连接有第一导轨丝杠，第一导轨丝杠螺纹连接内壁线激光位移传感器，内壁线激光位移传感器与内壁线激光传感器安装支架滑动连接；所述外壁伸缩测量结构包括外壁线激光传感器安装支架，外壁线激光传感器安装支架上安装有第二丝杠电机，第二丝杠电机连接有第二导轨丝杠，第二导轨丝杠螺纹连接外壁线激光位移传感器，外壁线激光位移传感器与外壁线激光传感器安装支架滑动连接。
进一步的改进，所述旋转装置包括主电机，主电机通过减速器连接有联轴器，联轴器连接有磁力驱动轮，配合磁力驱动轮安装有角度编码器；所述磁力驱动轮传动连接有磁力从动轮；所述磁力驱动轮连接内壁线激光传感器安装支架，磁力从动轮连接外壁线激光传感器安装支架。
进一步的改进，所述移动工件装夹部件和固定工件装夹部件分别为第一三爪卡盘和第二三爪卡盘。第一三爪卡盘通过两向移动板滑动连接在下方的X、Y轴导轨丝杠上；第二三爪卡盘的环形安装环通过磁力驱动轮和磁力从动轮的间隙固定安装在机架上。
进一步的改进，所述磁力驱动轮通过平键与输出轴连接。磁力从动轮通过与环形导轨滑台固定连接，沿环形导轨旋转运动。
进一步的改进，所述底座安装板下方固定有底座框架，底座框架底部固定有底座脚架。
本发明的优点：
1.能大幅度地提高检测效率。传统的检测装置对薄壁筒的检测只针对内壁或外壁单独测量，本发明的检测装置可同时对内、外壁进行数据检测，大幅度地提高了工件尺寸检测的效率。
2.避免接触式测量导致工件变形。针对薄壁筒自身柔性大，稳定性差的特点，采用非接触式检测，检测装置不与内、外壁的直接接触，避免了因接触导致的工件变形，从而使检测数据不准确。
3.线激光位移传感器不受机械抖动误差的影响，测量数据点精度更高，环境抗干扰能力更强。传统的传感器旋转式激光测量方法是采用点激光位移传感器绕待测工件旋转一周获得的数据点集合进行计算，数据具有局部性。本发明的测量方法是基于线激光位移传感器获取的轮廓数据进行计算。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图。
图2为内壁伸缩测量结构和外壁伸缩测量结构的结构示意图。
图3为磁力驱动轮和磁力从动轮的结构示意图。
图4为环形导轨结构示意图。
图5为磁力从动轮与环形导轨连接示意图。
图中：底座脚架1、底座安装板2、Y轴导轨3、X轴导轨4、底座框架5、Y轴导轨丝杠6、Y轴滑台手动转柄7、X轴移导轨丝杠8、两向移动板9、X轴滑台手动转柄10、卡盘支撑肋板11、第一三爪卡盘12、内壁线激光位移传感器13、内壁线激光传感器安装支架14、外壁线激光位移传感器15、外壁线激光传感器安装支架16、第二三爪卡盘17、环形导轨18、联轴器19、减速器20、主电机21、角度编码器22、磁力传动从动轮23、第一导轨丝杠24、第二导轨丝杠25、第一丝杠电机26、第二丝杠电机27、磁力传动驱动轮28、环形导轨滑台29、三爪卡盘环形安装环30、输出轴31。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明进行更为详细的说明。
如图1所示的一种薄壁筒形件尺寸检测装置，其结构包括检测装置底座组件、工件装夹组件、数据检测组件、旋转装置部件构成。检测装置底座组件由底座脚架1、底座安装板2、Y轴导轨3、X轴导轨4、底座框架5等组成；工件装夹组件由第一、二三爪卡盘12、17、卡盘支撑肋板11、两向移动板9、X轴导轨丝杠8、Y轴导轨丝杠6等组成。工件在固定过程中，其一端先由第二三爪卡盘17固定，第一三爪卡盘12在导轨丝杠6、8的调节下固定工件的另一端。第二三爪卡盘17通过环形安装环30固定连接在机架安装板上，第二三爪卡盘其中心轴线处安装有滚动轴承，以确保在三爪卡盘17固定时输出轴31的旋转。
所述数据检测组件由内壁线激光位移传感器13、外壁线激光位移传感器15、以及内壁线激光传感器安装支架14、外壁线激光传感器安装支架16、丝杠电机26、27和导轨丝杠24、25等组成。工作时内壁激光位移传感器13在丝杠电机14的带动下沿导轨丝杠24做轴向位移，同理，外壁激光位移传感器工作原理相同。
所述旋转装置部件由联轴器19、减速器20、主电机21、角度编码器22、磁力传动驱动轮28、磁力传动从动轮23等组成。检测装置工作时，在主电机21的带动下，磁力驱动轮28通过传感器支架14带动内壁激光位移传感器13实现轴线旋转运动；磁力驱动轮28传动磁力从动轮23，磁力从动轮23通过环形导轨滑台29沿环形导轨18旋转，同时通过传感器支架16带动外壁激光位移传感器15实现轴线旋转运动。
上述装置的检测流程如下：
步骤一、待检测工件的装夹由第一、二三爪卡盘12、17固定工件，工件一端先由第二三爪卡盘17固定，另一端经第一三爪卡盘12在导轨丝杠6、8上的两向移动完成装夹固定，使工件装夹在合适的位置。
步骤二、待测工件装夹完成后，内、外壁线激光位移传感器13、15在第一、二丝杠电机26、27的带动下可实现对薄壁筒工件内、外壁的轴向扫描工作。
步骤三、一个工作周期后，两台线激光位移传感器复位到初始位置，在主电机21的工作下，两台线激光位移传感器在角度编码器22控制下旋转一定的角度，两台线激光位移传感器继续工作，依次循环完成对薄壁筒内、外壁360°的扫描工作。
上述仅为本发明的一个具体导向实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明的保护范围的行为。
Claims (7)
1.一种薄壁筒形件尺寸检测装置，包括底座安装板(2)，其特征在于，底座安装板(2)上安装有Y轴导轨(3)，Y轴导轨(3)滑动连接有X轴导轨(4)，X轴导轨(4)上滑动连接有移动工件装夹部件，移动工件装夹部件处于Y轴导轨(3)一端，Y轴导轨(3)另一端安装有与底座安装板(2)固定连接的固定工件装夹部件；所述底座安装板(2)上还固定有旋转装置，旋转装置传动连接有内壁伸缩测量结构和外壁伸缩测量结构。
2.如权利要求1所述的薄壁筒形件尺寸检测装置，其特征在于，所述内壁伸缩测量结构和外壁伸缩测量结构均包括丝杆机构；内壁伸缩测量结构的丝杆机构连接有内壁线激光位移传感器(13)，外壁伸缩测量结构的丝杆机构连接有外壁线激光位移传感器(15)。
3.如权利要求2所述的薄壁筒形件尺寸检测装置，其特征在于，所述内壁伸缩测量结构包括内壁线激光传感器安装支架(14)，内壁线激光传感器安装支架(14)上安装有第一丝杠电机(26)，第一丝杠电机(26)连接有第一导轨丝杠(24)，第一导轨丝杠(24)螺纹连接内壁线激光位移传感器(13)，内壁线激光位移传感器(13)与内壁线激光传感器安装支架(14)滑动连接；所述外壁伸缩测量结构包括外壁线激光传感器安装支架(16)，外壁线激光传感器安装支架(16)上安装有第二丝杠电机(27)，第二丝杠电机(27)连接有第二导轨丝杠(25)，第二导轨丝杠(25)螺纹连接外壁线激光位移传感器(15)，外壁线激光位移传感器(15)与外壁线激光传感器安装支架(16)滑动连接。
4.如权利要求1所述的薄壁筒形件尺寸检测装置，其特征在于，所述旋转装置包括主电机(21)，主电机(21)通过减速器(20)连接有联轴器(19)，联轴器(19)连接有磁力驱动轮(28)，配合磁力驱动轮(28)安装有角度编码器(22)；所述磁力驱动轮(28)传动连接有磁力从动轮(23)；所述磁力驱动轮(28)连接内壁线激光传感器安装支架(14)，磁力从动轮(23)连接外壁线激光传感器安装支架(16)。
5.如权利要求1所述的薄壁筒形件尺寸检测装置，其特征在于，所述移动工件装夹部件和固定工件装夹部件分别为第一三爪卡盘(12)和第二三爪卡盘(17)。第一三爪卡盘(12)通过两向移动板(9)滑动连接在下方的X、Y轴导轨丝杠(8、6)上；第二三爪卡盘的环形安装环(30)通过磁力驱动轮(28)和磁力从动轮(23)的间隙固定安装在机架上。
6.如权利要求4所述的薄壁筒形件尺寸检测装置，其特征在于，所述磁力驱动轮(28)通过平键与输出轴(31)连接。磁力从动轮(23)通过与环形导轨滑台(29)固定连接，沿环形导轨(18)旋转运动。
7.如权利要求1所述的薄壁筒形件尺寸检测装置，其特征在于，所述底座安装板(2)下方固定有底座框架(5)，底座框架(5)底部固定有底座脚架(1)。
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