CN206002067U - 孔检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种孔检测系统，涉及内孔检测领域，用以简便实现孔系同轴度检测。该孔检测系统包括支架、伸缩杆、距离检测元件以及控制器；距离检测元件设于伸缩杆的一端，伸缩杆的另一端与支架可转动连接；距离检测元件与控制器电连接，控制器能根据距离检测元件测得的距离计算被测工件的圆心位置。上述技术方案，使得孔系的同轴度检测变得简单，在孔加工过程中，可以及时将检测得到的孔系同轴度反馈给加工过程，进而提高产品质量。

Description

孔检测系统

技术领域

本实用新型涉及内孔检测领域，具体涉及一种孔检测系统。

背景技术

大孔径(大于100mm)、长跨距(孔间距与孔长之比大于5)孔系是压路机振动轮、大吨位挖掘机大臂、旋挖钻机钻桅等工程机械核心零部件中的关键形面，其同轴度直接影响着整机的使用性能。

现有技术中采用下述装置对两孔同轴度进行检测：该装置包括两个圆盘形定位体和一个连接轴。每个定位体的外径与两个待检测孔中的一个内径尺寸相同。在使用时，将定位体从大孔端穿入，使得其中定位体与一个孔内壁紧紧贴合，检测另一个孔与另一个定位体之间是否紧密配合。若能紧密配合，则同轴度满足要求；否则，同轴度不满足要求。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：上述技术方案需要借助定位体和连接轴获得孔信息，在大孔径孔系同轴度检测中，上述结构较重较长，操作不方便，造成的检测误差较大。

实用新型内容

本实用新型的其中一个目的是提出一种孔检测系统，用以简便实现孔系同轴度检测。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供了一种孔检测系统，包括支架、伸缩杆、距离检测元件以及控制器；所述距离检测元件设于所述伸缩杆的一端，所述伸缩杆的另一端与所述支架可转动连接；所述距离检测元件与所述控制器电连接，所述控制器能根据所述距离检测元件测得的距离计算被测工件的圆心位置。

在可选的实施例中，所述支架的高度可调。

在可选的实施例中，孔检测系统包括电机，所述电机与所述伸缩杆驱动连接，以驱动所述伸缩杆相对于所述支架转动。

在可选的实施例中，孔检测系统还包括导向结构，所述导向结构支撑在所述伸缩杆两端之间的位置。

在可选的实施例中，孔检测系统还包括支撑平台，所述支架、所述伸缩杆以及所述控制器都设于所述支撑平台。

在可选的实施例中，所述支架与所述支撑平台可滑移连接。

在可选的实施例中，所述距离检测元件包括激光位移传感器。

在可选的实施例中，所述伸缩杆设于通孔，用于电连接所述距离检测元件和所述控制器的控制线穿过所述通孔。

在可选的实施例中，孔检测系统还包括用于支撑被测工件的支撑结构。

在可选的实施例中，所述支撑结构选自下列其中之一：V型块、专用工装。

基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：

上述技术方案提供的孔检测系统，伸缩杆可带动距离检测元件相对于支架转动，在检测时，首先将距离检测元件伸入到孔中，然后转动伸缩杆，检测伸缩杆在各个不同角度时距离检测元件测得的距离，然后控制器根据该距离计算出该孔的圆心位置。对于孔系的每个孔都采用上述方式检测，然后控制器根据各个孔的圆心位置判断孔系的同轴度。上述技术方案，使得孔系的同轴度检测变得简单，在孔加工过程中，可以及时将检测得到的孔系同轴度反馈给加工过程，进而提高产品质量。并且上述孔检测系统检测成本低，适合车间现场，且能实现各个孔的检测，有利于智能制造。应用上述技术方案，能够快速、精确地实现压路机振动轮、大吨位挖掘机大臂、旋挖钻机钻桅等工程机械核心零部件中的大孔径长跨距孔系同轴度的检测。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的孔检测系统结构示意图；

图2为伸缩杆转动至不同角度时距离检测元件的位置示意图。

附图标记：

1、支撑平台；2、支架；3、控制器；4、伸缩杆；5、控制线；6、导向结构；7、距离检测元件；8、被测工件；9、支撑结构。

具体实施方式

下面结合图1～图2对本实用新型提供的技术方案进行更为详细的阐述。

参见图1和图2，本实用新型实施例提供一种孔检测系统，包括支架2、伸缩杆4、距离检测元件7以及控制器3。距离检测元件7设于伸缩杆4的一端，伸缩杆4的另一端与支架2可转动连接。距离检测元件7与控制器3电连接，控制器3能根据距离检测元件7测得的距离计算被测工件8的圆心位置。

圆心位置是指距离检测元件7测量的圆截面的圆心。

距离检测元件7可以有多个，多个围绕伸缩杆4的一端周向均匀分布，这样可以一次性完成多个位置的测量。

若距离检测元件7只有一个，则可以通过转动伸缩杆4的方式完成多个位置的测量。

控制器3具体可以为工控机。通过RS232电缆进行距离检测元件7的信号采集，并通过同轴度计算软件计算获得同轴度。

距离检测元件7置于伸缩杆4一端，用于检测距离检测元件7测头与孔壁之间的径向距离。

本实施例中，支架2的高度可调。支架2可以采用多种结构实现其可伸降，比如采用套接结构，内管和外管上对应设有多种定位孔，通过不同的定位孔，可以将采用不同的孔实现支架2的高度可调。或者采用伸缩结构实现高度可调。或者采用导轨结构实现支架2刻度可调。对于不同的被测工件8，其高度可能不相同，将支架2设为高度可调的结构，可省去设置不同高度的被测工件8支撑结构9，可以简便检测操作。

本实施例中，采用以下方式使得伸缩杆4可转动：孔检测系统包括电机，电机与伸缩杆4驱动连接，以驱动伸缩杆4相对于支架2转动。采用电机控制伸缩杆4转动，控制精确，效率高。

参见图1，对于大型孔系，孔检测系统的伸缩杆4比较长，为了防止伸缩杆4的另一端出现下弯现象影响检测精确度，孔检测系统还包括导向结构6，导向结构6支撑在伸缩杆4两端之间的位置，用以引导伸缩杆4的前进方向，以防止伸缩杆4出现下弯现象，保证检测精度。导向结构6比如为导向套、导向孔等。

参见图1，本实施例中，孔检测系统还包括支撑平台1，支架2、伸缩杆4以及控制器3都设于支撑平台1。支撑平台1为支架2、伸缩杆4以及控制器3以及后文提及的支撑结构9等提供支撑。支撑平台1具有调平功能，用于支撑整个检测系统的其他部件以及被测工件8。

参见图1，进一步地，支架2与支撑平台1可滑移连接。支架2置于支撑平台1上，用于支撑伸缩杆4，可以实现伸缩杆4的上下、左右两个方向位置调整。这样可以使得支架2距离被测工件8近一些，可降低伸缩杆4的长度，减少伸缩杆4的重量。

上文所述的距离检测元件7包括激光位移传感器，距离检测元件7可检测其激光头和孔壁的之间的距离。伸缩杆4转动一圈，距离检测元件7可检测出多组数据，根据伸缩杆4的转动角度和距离检测元件7检测得到的距离可计算得到该位置圆心的坐标。对于孔系的每个孔，都进行这种检测和计算就能判断孔系各个孔之间的同轴度是否满足要求。

参见图1，伸缩杆4设有沿着伸缩杆4长度方向的通孔，用于电连接距离检测元件7和控制器3的控制线5穿过通孔。这样可以防止控制线5对检测造成影响，也能对控制线5起到保护作用。

参见图1，孔检测系统还包括用于支撑被测工件8的支撑结构9。支撑结构9使得被检工作位置固定，可以保证后续检测的准确度。支撑结构9用于支撑不同长度、直径的被测工件8。

支撑结构9选自下列其中之一：V型块、专用工装。V型块能自定心且支撑牢固。专用工装可根据不同的被测工件8结构进行设定。

本实用新型实施例还提供一种孔检测方法，包括以下步骤：

首先，对于待检工件的每个孔按照下述步骤计算圆心位置。采用距离检测元件测量距离检测元件与待检工件每个孔内壁之间的距离，并将该距离信号传递至控制器；重复上一步骤直至该距离检测元件完成一圈内至少三个位置的距离检测；所述控制器根据距离信号和距离检测元件的角度计算该待检工件每个孔的圆心位置。

其次，距离检测元件转动一圈，可停留在三个甚至更多个位置，根据这一圈停留的角度和检测的各个距离可计算出该孔的圆心位置。

然后，根据每个孔的圆心位置计算该待检工件各个孔的同轴度。

下面介绍上述孔检测方法的一个实例。

首先，将被测工件8放置在支撑结构9上，调节支架2的位置，然后将伸缩杆4伸入到孔系的其中一个孔内。距离检测元件7检测探头距离孔内壁的距离，然后将距离信号传递给控制器3。然后点击带动伸缩杆4转动至下一角度，距离检测元件7检测该位置探头距离孔内壁的距离，然后将距离信号传递给控制器3。重复上述操作，直到完成一圈检测。然后控制器3根据检测得打的多组数据计算该孔圆心坐标。

接下来，将伸缩杆4伸入到孔系的下一个孔内，按照上述方法检测计算该孔的圆心坐标。

接下来，重复上述方法直至完成全部孔的检测。

最后，控制器根据检测得到的各个孔的圆心坐标，计算判断孔系的各孔同轴度是否满足要求。

上述技术方案提供的孔检测方法，操作便捷，测量准确。

本实用新型实施例又提供一种孔检测方法，其优选采用上述任一技术方案提供的孔检测系统实现。该方法包括以下步骤：

步骤一、对待检工件的每个孔检测至少两个截面的圆心位置。待检测工件存在多个孔，每个孔获取两个截面的圆心位置。

步骤二、根据每个截面的圆心位置，采用最小二乘法，计算获得公共轴线。计算得到的公共轴线作为后续判断各个孔同轴度的基准。

步骤三：逐一计算每个孔的圆心与该公共轴线距离最大值，根据该最大值的二倍计算得到每个孔的同轴度。每个孔距离轴线距离的最大值对应半径，半径的2倍则为直径，根据直径就能判断其余每个孔的同轴度。

上述技术方案提供的孔检测方法，由被测工件8截面的圆心位置，根据最小二乘法计算获得的公共轴线作为后续判断各个孔同轴度的基准，操作便捷，测量准确。

具体而言，上述步骤一可以按照下述步骤检测该基准孔至少两个截面的圆心位置：

首先，测量距离检测元件与基准孔内壁之间的距离，并将该距离信号传递至控制器；

然后，重复上一步骤直至该距离检测元件完成一圈内至少三个位置的距离检测。若有多个距离检测元件，则可一次完成三个甚至更多个位置的测量。若只有一个距离检测元件，则可以通过转动伸缩杆的方式，完成一圈三个、甚至更多个位置的距离测量。

最后，所述控制器根据距离信号和距离检测元件的角度计算该基准孔每个截面圆心位置。

上述测量方法准确，计算得到的同轴度精度高。

本实用新型实施例再提供一种孔检测方法，其余上述的孔检测方法不同。本实施例提供的孔检测方法也优选采用上述任一技术方案提供的孔检测系统实现。该方法包括以下步骤：

第一步：将待检工件的其中一个孔作为基准孔，测量该基准孔两个截面圆心，采用两个圆心连线作为基准轴。

在上述步骤中，测量基准孔截面圆心的方法具体如下：

首先，测量距离检测元件与基准孔内壁之间的距离，并将该距离信号传递至控制器。

其次，重复上一步骤直至该距离检测元件完成一圈内至少三个位置的距离检测。若有多个距离检测元件，则可一次完成三个甚至更多个位置的测量。若只有一个距离检测元件，则可以通过转动伸缩杆的方式，完成一圈三个、甚至更多个位置的距离测量。

最后，控制器根据距离信号和距离检测元件的角度计算该基准孔每个截面圆心位置。

第二步、对待检工件的其余每个孔也测量两个截面圆心，构建一条直线，根据该直线与基准轴，按照最小区域法，计算得到其余每个孔的同轴度。

上述技术方案提供的孔检测方法，操作便捷，测量准确。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种孔检测系统，其特征在于，包括支架(2)、伸缩杆(4)、距离检测元件(7)以及控制器(3)；所述距离检测元件(7)设于所述伸缩杆(4)的一端，所述伸缩杆(4)的另一端与所述支架(2)可转动连接；所述距离检测元件(7)与所述控制器(3)电连接，所述控制器(3)能根据所述距离检测元件(7)测得的距离计算被测工件(8)的圆心位置。

2.根据权利要求1所述的孔检测系统，其特征在于，所述支架(2)的高度可调。

3.根据权利要求1所述的孔检测系统，其特征在于，包括电机，所述电机与所述伸缩杆(4)驱动连接，所述电机用于驱动所述伸缩杆(4)相对于所述支架(2)转动。

4.根据权利要求1所述的孔检测系统，其特征在于，还包括导向结构(6)，所述导向结构(6)支撑在所述伸缩杆(4)两端之间的位置。

5.根据权利要求1所述的孔检测系统，其特征在于，还包括支撑平台(1)，所述支架(2)、所述伸缩杆(4)以及所述控制器(3)都设于所述支撑平台(1)。

6.根据权利要求5所述的孔检测系统，其特征在于，所述支架(2)与所述支撑平台(1)可滑移连接。

7.根据权利要求1所述的孔检测系统，其特征在于，所述距离检测元件(7)包括激光位移传感器。

8.根据权利要求1所述的孔检测系统，其特征在于，所述伸缩杆(4)设有沿着所述伸缩杆(4)长度方向的通孔，用于电连接所述距离检测元件(7)和所述控制器(3)的控制线(5)穿过所述通孔。

9.根据权利要求1所述的孔检测系统，其特征在于，还包括用于支撑被测工件(8)的支撑结构(9)。

10.根据权利要求9所述的孔检测系统，其特征在于，所述支撑结构(9)选自下列其中之一：V型块、专用工装。