CN213579212U - 一种长管类组件端部跳动值检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种长管类组件端部跳动值检测装置，包括驱动长管类组件旋转的旋转机构，对长管类组件端部位移量进行检测的测量传感器，与旋转机构和测量传感器进行通讯控制的PLC控制器。本实用新型应用于专用设备长直管类组件端部跳动值的非接触式高精度检测，针对专用设备管类组件的结构特点，采用旋转机构驱动长管类组件旋转，利用非接触式测量方式检测长管类组件端部的截面位置，进而计算出其端部跳动值，实现快速非接触测量，其端部最大跳动值得测量精度达到±0.01mm，满足专用设备管类组件检验的要求。
Description
技术领域
本实用新型属于工件直线度检测领域，具体涉及一种长管类组件端部跳动值检测装置。
背景技术
专用设备管类组件是专用设备的重要组件，其直线度直接影响专用设备的性能。因此，有必要对专用设备管类组件端跳值进行高精度检测。
现有专用设备管类组件端跳值多采用千分表在其端部接触测量，由于测量力的存在，会对测量精度产生影响，引入系统误差，而且操作人员人眼读数，容易引入人为因素造成的误差，无法满足专用设备管类组件检验精度的要求。
实用新型内容
本实用新型是为了克服现有技术中采用的人工接触式端跳值测量的方式存在的缺点而提出的，其目的是提供一种长管类组件端部跳动值检测装置。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种长管类组件端部跳动值检测装置，包括驱动长管类组件旋转的旋转机构，对长管类组件端部位移量进行检测的测量传感器，与旋转机构和测量传感器通讯的PLC控制器。
在上述技术方案中，还包括对旋转机构和测量传感器提供支撑的支架平台。
在上述技术方案中，所述测量传感器由发射端和接收端组成。
在上述技术方案中，所述长管类组件端部置于发射端和接收端之间。
在上述技术方案中，所述旋转机构为步进电机。
在上述技术方案中，所述测量传感器为非接触式CCD测量传感器。
在上述技术方案中，所述PLC控制器通过数字量IO端口与旋转机构进行通讯。
在上述技术方案中，所述PLC控制器与测量传感器通过串口通讯。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供了一种可以应用于专用设备长直管类组件端部跳动值的非接触式高精度检测装置，针对专用设备管类组件的结构特点，采用旋转机构带动长管类组件旋转，利用非接触式测量方式检测长管类组件端部的截面位置，进而计算出其端部跳动值，实现快速非接触测量，其端部最大跳动值得测量精度达到±0.01mm，满足专用设备管类组件检验的要求。
附图说明
图1是本实用新型长管类组件端部跳动值检测装置结构示意图；
图2是本实用新型长管类组件端部跳动值检测装置的检测原理示意图；
图3是应用本实用新型长管类组件端部跳动值检测装置进行检测的流程图。
其中：
1 支架平台 2 旋转机构
3 测量传感器 4 长管类组件
31 发射端 32 接收端。
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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型技术方案，下面结合说明书附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型长管类组件端部跳动值检测方法及检测装置的技术方案。
实施例1
如图1所示，一种长管类组件端部跳动值检测装置，包括驱动长管类组件4旋转的旋转机构2，对长管类组件4端部位移量进行检测的测量传感器3，与旋转机构2和测量传感器3电连接的PLC控制器，以及对旋转机构2和测量传感器3提供支撑的支架平台1。所述测量传感器3由发射端31和接收端32组成，长管类组件4端部置于发射端31和接收端32之间。
所述旋转机构为步进电机。
所述测量传感器3为非接触式CCD测量传感器。
所述PLC控制器采用DSP芯片。
所述PLC控制器与测量传感器3进行通讯，获取其测量得到长管类组件4的端部位移量，PLC控制器通过数字量IO端口与旋转机构2进行通讯，控制旋转机构2的转动和方向。PLC控制器作为控制核心，负责控制旋转机构2带动长管类组件4旋转，同时控制测量传感器3测得长管类组件4的端部位移量，实现端部跳动值的实时计算和数据处理，最终实现端部跳动真实最大值的高精度测量。
本实用新型装置的工作过程为：
本实用新型检测装置利用旋转机构驱动长管类组件进行旋转，在其端部利用非接触式CCD测量传感器实时检测长管类组件端部上沿到测量光线上沿的距离，即长管类组件的端部位移量，测量传感器通过通讯将数据传输至PLC控制器进行数据处理。
实施例2
以实施例1的检测装置为基础，一种长管类组件端部跳动值检测方法，包括以下步骤：
（Ⅰ）获取位移量
将长管类组件装配于检测装置上，旋转机构驱动长管类组件旋转，利用非接触式位移传感器测得长管类组件端部位移量，并存入数组；
（Ⅱ）剔除异常数据、建立测量数据数组
（ⅰ）利用步骤（ⅰ）所得的原始位移量数据数组计算获得增量数组；
（ⅱ）计算增量数组的均方根；
（ⅲ）将区间（-均方根，均方根）之外的异常值确定为剔除数据；
（ⅳ）利用增量数组中剔除数据的索引来寻找原始位移量数据数组中的异常值，并将其替换成固定值，形成新的位移量数据数组；
（ⅴ）重新计算新的位移量数据数组的增量数组，并对新增量数组重复步骤（ⅱ）~（ⅳ）直至无异常值存在，得到最终计算所需的位移量数据数组；
（Ⅲ）计算跳动值
（ⅰ）利用增量数组索引寻找最终所得位移量数据数组中，除去固定值以外的所有波峰值和波谷值，求取波峰值平均值和波谷值平均值；
（ⅱ）根据波峰值平均值和波谷值平均值求得长管类组件端跳最大值。
所述固定值为任意特征值。采用固定值对异常值进行替换的目的是为了表征此处的异常值被剔除掉。为了剔除异常值后不影响数据与端部轨迹的对应关系，需要利用固定值来占位，以方便后续的数据处理。
根据波峰值平均值和波谷值平均值确定长管类组件端跳最大值的原因是由于每次测量时会使长管类组件旋转若干周，理论上每周的波峰值和波谷值应完全一致，但由于传动比的不同，在实际情况下，波峰值和波谷值会产生跳动，因此采用多周波峰值平均值和多周波谷值平均值确定端跳值。
本实用新型的检测原理为：
如图2所示，非接触式传感器的发射端发出测量光线，其接收端接收测量光线，测得测量光线上沿到长管类组件上端的距离。假设旋转机构带动长管类组件旋转时，其接触面为理想状态，也没有任何波动，那么长管类组件在旋转时，非接触式传感器的测量值将只由长管类组件自身的直线度决定。那么长管类组件在旋转时的端部轨迹如图2中所示。当长管类组件向上弯折时，得到最小距离值hmin。当长管类组件向下弯折时，得到最大距离值hmax。根据图2中所示轨迹的几何关系，长管类组件的端部最大跳动值∆h应等于最大距离值hmax与最小距离值hmin差值的二分之一。但在实际测量时，由于长管类组件与旋转机构的接触面非理想状态，而且在PLC控制器控制旋转机构旋转时也不可能完全没有波动。因此，在计算长管类组件端部最大跳动值时采用本实用新型中的异常值排除法获得。
本实用新型端部跳动值数据处理方法是通过对采集到的端部跳动值进行求取最值平均值和数据滤波的方式，找到真实的端部跳动最大值的方法。
长管类组件端部跳动值检测方法具体的处理数据流程如图3所示，包括以下步骤：
（a）首先长管类组件旋转，利用非接触式传感器测得其端部位移量，并存入数组。S1
（b）利用位移量数组计算得到增量数组，并计算增量数组的均方根A。S2
（c）利用区间（-A，A）筛选增量数组中不符合要求的数据，即那些由于接触面不理想和波动引起的异常值的造成的影响点。S3
（d）利用增量数组中剔除数据的索引来寻找原始数据数组中的异常值，并将其替换成固定值B，从而形成新的测量数据数组。S4
（e）再次计算新的测量数据数组的增量数组，并计算增量数据的均方根C。S5
（f）利用区间（-C，C）筛选增量数组中不符合要求的数据。S6
（g）不符合要求数据的数量是否为零，如果不是，则重新回到步骤（ⅳ）、（ⅴ）、（ⅵ），异常数据为固定值B，再次利用增量数组的方法替换异常值，直到所有异常值均被替换成固定值B。S7
（h）利用增量数组索引寻找新测量数据数组中，除去固定值B以外的若干波峰值和波谷值，并分别求取波峰值平均值和波谷值平均值。S8
（i）根据波峰平均值和波谷平均值求得长管类组件端跳最大值。S9
本实用新型应用于专用设备长直管类组件端部跳动值的非接触式高精度检测，针对专用设备管类组件的结构特点，采用旋转机构带动长管类组件旋转，利用非接触式测量方式检测长管类组件端部的截面位置，进而计算出其端部跳动值，实现快速非接触测量，其端部最大跳动值得测量精度达到±0.01mm，满足专用设备管类组件检验的要求。
申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
Claims (8)
1.一种长管类组件端部跳动值检测装置，其特征在于：包括驱动长管类组件（4）旋转的旋转机构（2），对长管类组件（4）端部位移量进行检测的测量传感器（3），与旋转机构（2）和测量传感器（3）通讯的PLC控制器。
2.根据权利要求1所述的长管类组件端部跳动值检测装置，其特征在于：还包括对旋转机构（2）和测量传感器（3）提供支撑的支架平台（1）。
3.根据权利要求1所述的长管类组件端部跳动值检测装置，其特征在于：所述测量传感器（3）由发射端（31）和接收端（32）组成。
4.根据权利要求3所述的长管类组件端部跳动值检测装置，其特征在于：所述长管类组件（4）端部置于发射端（31）和接收端（32）之间。
5.根据权利要求1所述的长管类组件端部跳动值检测装置，其特征在于：所述旋转机构（2）为步进电机。
6.根据权利要求1所述的长管类组件端部跳动值检测装置，其特征在于：所述测量传感器（3）为非接触式CCD测量传感器。
7.根据权利要求1所述的长管类组件端部跳动值检测装置，其特征在于：所述PLC控制器通过数字量IO端口与旋转机构（2）进行通讯。
8.根据权利要求1所述的长管类组件端部跳动值检测装置，其特征在于：所述PLC控制器与测量传感器（3）通过串口通讯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022992899.3U CN213579212U (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | 一种长管类组件端部跳动值检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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|---|---|
| CN213579212U true CN213579212U (zh) | 2021-06-29 |
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ID=76549162
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202022992899.3U Active CN213579212U (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | 一种长管类组件端部跳动值检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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2020
- 2020-12-14 CN CN202022992899.3U patent/CN213579212U/zh active Active
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