CN117470079A - 一种管材表面的孔参数检测装置及孔参数检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管材表面的孔参数检测装置及孔参数检测方法，包括直线滑道、环形滑道和检测机构。环形滑道可滑动的设置于直线滑道。直线滑道的长度方向垂直于环形滑道所在面。检测机构可滑动的设置于环形滑道。检测机构设置有探针和检测电路。探针的长度方向与环形滑道的半径同向且探针设置于检测机构的内侧。探针连接于检测电路。检测电路还设置有连接待检测工件的电极，以使探针接触接触工件时检测电路接通。环形滑道沿着直线滑道移动即可带着检测机构沿待测管道的长度方向移动。检测机构沿着环形滑道即可使得检测机构围绕管材移动。探针移动并触碰孔壁的三个点以后，系统就会根据这三个点的坐标计算出这个孔的直径和圆心所在的坐标。

Description

一种管材表面的孔参数检测装置及孔参数检测方法

技术领域

本发明涉及管材检测的技术领域，具体而言，涉及一种管材表面的孔参数检测装置及孔参数检测方法。

背景技术

一些管状零件或管状型材需要在其管壁开设孔洞。对管壁完成孔洞加工后往往需要对孔的参数进行检测。检测的参数包括孔径、孔位置等。现有技术一般是人工检测，效率低下。同时，检测精度较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管材表面的孔参数检测装置及孔参数检测方法，其能够快速的检测孔的参数。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

一种管材表面的孔参数检测装置，包括直线滑道、环形滑道和检测机构；所述环形滑道可滑动的设置于所述直线滑道；所述直线滑道的长度方向垂直于所述环形滑道所在面；所述检测机构可滑动的设置于所述环形滑道；

所述检测机构设置有探针和检测电路；所述探针的长度方向与所述环形滑道的半径同向且所述探针设置于所述检测机构的内侧；所述探针连接于所述检测电路；

所述检测电路还设置有连接待检测工件的电极，以使所述探针接触所述工件时所述检测电路接通。

进一步地，所述探针可伸缩的设置于所述检测机构；所述检测机构还配合所述探针设置有驱动机构，以使所述驱动机构驱动所述探针伸缩。

进一步地，还包括顶紧机构；所述顶紧机构包括两个相对设置的顶紧头，以使两个所述顶紧头能够夹紧工件；所述顶紧头的前端设置为圆锥状；所述顶紧头的轴线平行于所述直线滑道的长度方向并通过所述环形滑道的圆心。

进一步地，还包括座体；所述直线滑道连接于所述座体；所述座体设置有一个所述顶紧头；另一个所述顶紧头配合设置有驱动装置，以使两个所述顶紧头能够相互靠近或远离。

进一步地，所述检测机构还设置有距离传感器；所述距离传感器设置于所述检测机构的内侧，以使所述距离传感器能够检测所述检测机构和工件之间的距离。

进一步地，所述探针的前端设置有凹槽；所述凹槽内可滚动的设置有滚珠；所述滚珠的外径大于所述凹槽开口的内径。

进一步地，所述探针内部还可滑动的设置有滑杆；所述滑杆一端顶紧所述滚珠，另一端连接有电子式百分表，以使所述滚珠通过所述滑杆顶推所述百分表。

一种孔参数检测方法，配合于上述的管材表面的孔参数检测装置使用；所述检测方法为：环形滑道沿直线滑道移动且检测机构沿环形滑道移动，以使所述探针到达待检测孔的位置；所述探针检测每个孔的参数，进而通过各个孔的参数推算若干孔之间的关系。

进一步地，所述孔的参数包括孔径和圆心位置；所述孔的参数检测方法为：探针伸入所述孔内并移动；所述探针触碰孔壁至少三个位置并记录下每个位置的坐标；通过至少三个位置的坐标计算并确定所述孔的孔径和圆心位置。

进一步地，若干所述孔之间的关系检测方法为：所述探针切换孔位时记录切换过程中于直线滑道的移动量和沿环形滑道的移动量并分别将其记录为两个孔沿直线滑道的距离和沿环形滑道的距离。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明的管材表面的孔参数检测装置使用时，环形滑道沿着直线滑道移动即可带着检测机构沿待测管道的长度方向移动。检测机构沿着环形滑道即可使得检测机构围绕管材移动。通过这种方式即可调整检测机构的位置。当需要检测管材表面某一个孔的时候，通过环形滑道沿直线滑道移动且检测机构沿着环形滑道移动即可使得检测机构移动至待检测孔的位置。探针插入需检测的孔内，通过调整检测机构的位置即可使得探针触碰需要检测的孔的孔壁的至少三个位置。由于探针和管材均连入检测电路。当探针和孔壁接触的时候就可接通检测电路。当检测电路每次被接通的时候就记下探针当前所在的坐标。当探针触碰孔壁的三个点以后，系统就会记录孔壁的三个点位。由于三个点可以确定一个圆，根据这三个点的坐标即可计算出这个孔的直径和圆心所在的坐标。通过这种方式即可检测出管材表面的每一个孔的参数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为矩形管的示意图；

图2为圆形管的示意图；

图3为管材表面的孔参数检测装置的示意图；

图4为管材表面的孔参数检测装置的俯视图；

图5为环形滑道与检测机构和直线滑道的配合示意图；

图6为图5中a处的放大图；

图7为圆孔的三个接触点的示意图；

图8为探针与孔口接触的示意图。

图标：1-直线滑道，2-环形滑道，3-检测机构，31-探针，32-滚珠，33-滑杆，34-检测针，4-顶紧机构，41-顶紧头，5-座体，6-距离传感器，7-工件，71-孔，8-凸条，9-齿轮，10-电机，11-蜗杆，12-凹槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例：

如图3和图4所示，本发明提供一种管材表面的孔参数检测装置，包括直线滑道1、环形滑道2和检测机构3。直线滑道1为直线型的滑轨。环形滑道2为圆环形的滑轨。如图5所示，直线道的两侧均设置有凸条8。环形滑道2卡在凸条8上，进而使得环形滑道2只能沿着直线滑轨滑动而不会掉落。直线滑道1靠近环形滑道2的一侧设置成齿条状上面设置有许多传动齿。环形滑道2设置有电机10和齿轮9。电机10和齿轮9相连，同时齿轮9的齿啮合于传动齿，进而使得电机10旋转时即可通过齿轮9和传动齿的配合使得环形滑道2沿着直线滑道1滑动。直线滑道1的长度方向垂直于环形滑道2所在面。

检测机构3可滑动的设置于环形滑道2。环形滑道2的结构与直线滑道1的结构相同。环形滑道2也设置有凸条8。检测机构3卡在环形滑道2的凸条8上使其能够沿着环形滑道2移动而不会掉落。同样，检测机构3也设置有电机10和齿轮9。环形滑道2对应齿轮9设置有传动齿。电机10旋转时，即可通过齿轮9和传动齿的配合带动检测机构3沿着环形滑道2滑动。

检测机构3设置有探针31和检测电路。探针31为一根金属杆，其能够导电。探针31的长度方向与环形滑道2的半径同向且探针31设置于检测机构3的内侧。检测机构3沿着环形滑道2滑动，其滑动轨迹为圆环。检测机构3滑动轨迹的圆环内侧即为检测机构3的内测。检测电路可以理解为控制器，比如plc控制器。探针31连接于检测电路。 PLC控制器的输入端包括一个公共端和若干输入端。当公共端和输入端接通时，PLC控制器就会收到控制信号。

检测电路还设置有连接待检测工件7的电极，以使探针31接触接触工件7时检测电路接通。我们可以将PLC控制器的一个输入口连接于探针31。将PLC的公共端（即电极）通过导线连接于带检测的工件7（即金属管）。当探针31接触到金属管的时候，就使得输入端和公共端连通，进一步的使得PLC控制器接收到信号。

本发明的管材表面的孔参数检测装置使用时，将待检测的管材放置于装置，并使得管材的中心线平行于直线滑道1的长度方向且管材的中心线通过环形滑道2的圆心。环形滑道2沿着直线滑道1移动即可带着检测机构3沿待测管道的长度方向移动。检测机构3沿着环形滑道2即可使得检测机构3围绕管材移动。通过这种方式即可调整检测机构3的位置。当需要检测管材表面某一个孔71的时候，通过环形滑道2沿直线滑道1移动且检测机构3沿着环形滑道2移动即可使得检测机构3移动至待检测孔71的位置。探针31插入需检测的孔71内，通过调整检测机构3的位置即可使得探针31触碰需要检测的孔71的孔壁的至少三个位置。由于探针31和管材均连入检测电路。当探针31和孔壁接触的时候就可接通检测电路。当检测电路每次被接通的时候就记下探针31当前所在的坐标。当探针31触碰孔壁的三个点以后，系统就会记录孔壁的三个点位。由于三个点可以确定一个圆，根据这三个点的坐标即可计算出这个孔71的直径和圆心所在的坐标。通过这种方式即可检测出管材表面的每一个孔71的参数。同时根据若干孔71的孔位，也可以计算出若干孔71之间的位置关系。

具体的，可以参照图7所示。假如探针31接触到孔壁的ABC三个点。那么就可以通过ABC三个点的位置计算出圆孔71的孔径和圆心位置。具体的计算方式可以通过常规的数学推理计算出来，属于公知常识，在说明书中就不赘述。本发明针对的工件7如图1和图2所示，其可以是圆管，也可以是方管。

本实施例中，探针31可伸缩的设置于检测机构3。检测机构3还配合探针31设置有驱动机构，以使驱动机构驱动探针31伸缩。驱动机构包括电机10和蜗杆11。检测机构3的外壳设置有供探针31伸缩的通孔71。探针31的表面还配合蜗杆11设置有传动齿并且这些传动齿啮合于蜗杆11。当电机10带动蜗杆11旋转时，蜗杆11的旋转就会带动探针31伸缩。

当检测机构3调整位置时探针31缩回，进而使得探针31脱离工件7的表面，便于探针31跟随检测机构3移动。进而避免探针31移动过程中刮伤管材的表面。当到达位置时，探针31伸出并深入待检测的孔71内。

本实施例中，还包括顶紧机构4。顶紧机构4包括两个相对设置的顶紧头41，将待检测的管材放置于两个顶紧头41之间，两个顶紧头41相向运动，进而使得两个顶紧头41逐渐将管材夹紧。顶紧头41的前端设置为圆锥状。这种锥形的设置就使得顶顶头的前端能够插入管材的内部，进而使得顶紧头41合适的位置配合于管材的管口。在这个过程中，锥形的这一结构也可以自我调整，进而使得夹紧后的管材与两个顶紧头41在同一直线内。顶紧头41的轴线平行于直线滑道1的长度方向并通过环形滑道2的圆心。这就使得管材被两个顶井头夹紧时，管材的轴线通过环形滑道2的圆心。环形滑道2沿着直线滑道1滑动的整个过程中，环形滑道2始终与管材同心。进而避免管材相对于环形滑道2安装偏离而影响检测的结果。

本实施例中，还包括座体5。直线滑道1连接于座体5。座体5设置有一个顶紧头41。另一个顶紧头41配合设置有驱动装置，以使两个顶紧头41能够相互靠近或远离。驱动装置可以采用常见的电动推杆或者是气缸等部件进行驱动。由于其结构被大家所熟知，在说明书中就不在赘述。为了使得整个系统更加稳定，直线滑道1设置有两个。

本实施例中，检测机构3还设置有距离传感器6。距离传感器6设置于检测机构3的内侧，以使距离传感器6能够检测检测机构3和工件7之间的距离。距离传感器6可以采用激光测距传感器。激光测距传感器的检测头正对待检测的工件7。

当探针31缩回并且调整检测机构3的位置时，由于探针31脱离工件7，这就使得探针31无法感知其是否已经到达待检测的孔71的位置。设置距离传感器6即可实时的检测其与工件7的距离。检测机构3位置调整过程中，当探针31位于管材的表面时距离传感器6检测到的距离几乎不变。当探针31到达孔71的位置时，距离传感器6检测到的距离突然变大，此时即可判定已经到达孔71的位置。通过距离传感器6即可辅助定位，保证稳定性。

如图8所示，由于探针31做圆周运动，当探针31转动同样的角度并接触到孔壁时。若管材的管径越大，其对应的孔径也就越大。因此根据探针31转动角度计算孔径时需要结合管径来计算。设置距离传感器6即可检测出管径，进而精确的计算出孔径。探针31接触到孔壁时，其并不是与孔壁平行，而是倾斜于孔壁。这就使得孔壁与探针31的接触位置位于位于管材的表面。由于管材有各种形状。如果管材为矩形管，孔71的孔口在同一平面内。如果管材为圆管，那么孔71的孔口并不在同一个平面内。因此圆管和矩形管的孔71参数计算方式有所不同。我们需要通过距离传感器6来判断当前管是矩形管还是圆管。同样，计算的方法可以通过常规的数学推理计算得出。本发明需要保护的是这一装置的结构，并不涉及计算的方法。因此计算方法在说明书不会赘述。

本实施例中，探针31的前端设置有凹槽12。如图6所示，凹槽12内可滚动的设置有滚珠32。滚珠32的外径大于凹槽12开口的内径。滚珠32和凹槽12的配合，类似于圆珠笔尖的滚珠32与笔头的配合。使得滚珠32能够在凹槽12内自由的滚动。当探针31的针尖接触到管材的表面时，若探针31相对于管材移动即可使得滚珠32在管材的表面滚动。进而避免探针31与管材的表面滑动而划伤管材的表面。

本实施例中，探针31内部还可滑动的设置有滑杆33。具体的，探针31成管状。滑杆33插在探针31内部并能够沿着管材滑动。滑杆33一端顶紧滚珠32，另一端连接有电子式百分表，以使滚珠32通过滑杆33顶推百分表。我们可以把百分表的检测针34穿于探针31内部，并能够沿着探针31内部滑动。当滚珠32沿着管材的表面滚动时，如果管材的表面不平整，就会使得滚珠32跳动。进而通过滑杆33带动百分表的检测针34伸缩。检测针34的伸缩就会使得百分表产生读数。通过百分表的读数变化即可测得管材表面的平整度。进而使得这一装置还可测量管材的平整度等参数。

本发明还提供一种孔参数检测方法，配合于上述的管材表面的孔参数检测装置使用。检测方法为：环形滑道2沿直线滑道1移动且检测机构3沿环形滑道2移动，以使探针31到达待检测孔71的位置。探针31检测每个孔71的参数，进而通过各个孔71的参数推算若干孔71之间的关系。通过这种方式即可快速的检测孔71的参数。同时通过这种方式也可以进行大批量的检测，进而减少人力劳动的强度。

本实施例中，孔71的参数包括孔径和圆心位置。孔71的参数检测方法为：探针31伸入孔71内并移动。探针31触碰孔壁至少三个位置并记录下每个位置的坐标。通过至少三个位置的坐标计算并确定孔71的孔径和圆心位置。

本实施例中，若干孔71之间的关系检测方法为：探针31切换孔位时记录切换过程中于直线滑道1的移动量和沿环形滑道2的移动量并分别将其记录为两个孔71沿直线滑道1的距离和沿环形滑道2的距离。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管材表面的孔参数检测装置，其特征在于：包括直线滑道(1)、环形滑道(2)和检测机构(3)；所述环形滑道(2)可滑动的设置于所述直线滑道(1)；所述直线滑道(1)的长度方向垂直于所述环形滑道(2)所在面；所述检测机构(3)可滑动的设置于所述环形滑道(2)；

所述检测机构(3)设置有探针(31)和检测电路；所述探针(31)的长度方向与所述环形滑道(2)的半径同向且所述探针(31)设置于所述检测机构(3)的内侧；所述探针(31)连接于所述检测电路；

所述检测电路还设置有连接待检测工件(7)的电极，以使所述探针(31)接触所述工件(7)时所述检测电路接通。

2.根据权利要求1所述的管材表面的孔参数检测装置，其特征在于：所述探针(31)可伸缩的设置于所述检测机构(3)；所述检测机构(3)还配合所述探针(31)设置有驱动机构，以使所述驱动机构驱动所述探针(31)伸缩。

3.根据权利要求2所述的管材表面的孔参数检测装置，其特征在于：还包括顶紧机构(4)；所述顶紧机构(4)包括两个相对设置的顶紧头(41)，以使两个所述顶紧头(41)能够夹紧工件(7)；所述顶紧头(41)的前端设置为圆锥状；所述顶紧头(41)的轴线平行于所述直线滑道(1)的长度方向并通过所述环形滑道(2)的圆心。

4.根据权利要求3所述的管材表面的孔参数检测装置，其特征在于：还包括座体(5)；所述直线滑道(1)连接于所述座体(5)；所述座体(5)设置有一个所述顶紧头(41)；另一个所述顶紧头(41)配合设置有驱动装置，以使两个所述顶紧头(41)能够相互靠近或远离。

5.根据权利要求4所述的管材表面的孔参数检测装置，其特征在于：所述检测机构(3)还设置有距离传感器(6)；所述距离传感器(6)设置于所述检测机构(3)的内侧，以使所述距离传感器(6)能够检测所述检测机构(3)和工件(7)之间的距离。

6.根据权利要求5所述的管材表面的孔参数检测装置，其特征在于：所述探针(31)的前端设置有凹槽(12)；所述凹槽(12)内可滚动的设置有滚珠(32)；所述滚珠(32)的外径大于所述凹槽(12)开口的内径。

7.根据权利要求6所述的管材表面的孔参数检测装置，其特征在于：所述探针(31)内部还可滑动的设置有滑杆(33)；所述滑杆(33)一端顶紧所述滚珠(32)，另一端连接有电子式百分表，以使所述滚珠(32)通过所述滑杆(33)顶推所述百分表。

8.一种孔参数检测方法，其特征在于：配合于权利要求1-7任意一项所述的管材表面的孔参数检测装置使用；所述检测方法为：环形滑道(2)沿直线滑道(1)移动且检测机构(3)沿环形滑道(2)移动，以使所述探针(31)到达待检测孔(71)的位置；所述探针(31)检测每个孔(71)的参数，进而通过各个孔(71)的参数推算若干孔(71)之间的关系。

9.根据权利要求8所述的孔参数检测方法，其特征在于：所述孔(71)的参数包括孔径和圆心位置；所述孔(71)的参数检测方法为：探针(31)伸入所述孔(71)内并移动；所述探针(31)触碰孔壁至少三个位置并记录下每个位置的坐标；通过至少三个位置的坐标计算并确定所述孔(71)的孔径和圆心位置。

10.根据权利要求9所述的孔参数检测方法，其特征在于：若干所述孔(71)之间的关系检测方法为：所述探针(31)切换孔位时记录切换过程中于直线滑道(1)的移动量和沿环形滑道(2)的移动量并分别将其记录为两个孔(71)沿直线滑道(1)的距离和沿环形滑道(2)的距离。