[发明专利]快速检测圆柱类外圆形状尺寸参数的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速检测圆柱类外圆形状尺寸参数的装置，特别是机械加工中，在圆柱类零件外圆上加个多个分度槽的槽宽尺寸、槽的位置度及垂直度的快速检测装置。

背景技术

圆柱类外圆形状包含尺寸参数要素的零件很多,其结构形状各异,设计上提出的同轴度误差要求也不同。机械加工中的检测技术根据其方式不同可分为在线检测、加工间检测和加工后检测。机械加工中的检测项目主要包括:工件的尺寸、形状和表面粗糙度。在机械加工领域阀套、阀芯是机械加工制造及检测中常见的一种结构类型，属于加工难度大，品种与数量多圆柱类零件。圆柱类零件阀套、阀芯在试制、批产中，外圆上加个多个分度槽的槽宽尺寸、槽的位置度及垂直度，被测要素涉及形状公差—直线度、平面度、圆度、圆柱度形状或位置公差—线轮廓度、面轮廓度定向位置公差—平行度、垂直度、倾斜度定位位置公差—同轴度、对称度、位置度跳动—径向、斜向、端面圆跳动，径向、端面全跳动中的各种参数。由于圆柱类外圆形状被测参数的变化受空间的限制,在测量过程中要求每次测量接触点都在圆柱面的外圆直径最高点,不允许出现偏离。位置公差与形状公差、零件被测要素的实际位置、方向总是和它的实际形状紧密联系在一起的。为了操作方便起见，不论用综合量规检验还是用指示式量仪测量，一般都直接在被测量要素的轮廓表面进行。所以位置误差是实际位置和实际形状所产生的综合效果，即测得的位置误差中包含了形状误差。一直以来，现有技术为了解决这些问题，都是在普通的万能工具显微镜上对阀套、阀芯参数进行测量，采用人工瞄准、读数、计算。这种方式的不足之处在于测量人员工作量大，人为测量误差对测试结果有较大影响，测量效率低等缺点，而且，加工出的产品一次装配合格率很低，互换性差，为了解决产品加工与测量瓶颈，为此，提出一种关于阀芯、阀套参数自动检测装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种结构简单、测量效率高，能够提高外圆上加个多个分度槽圆柱类零件槽宽尺寸、槽的位置度及垂直度测量精度的快速检测装置。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：一种快速检测圆柱类外圆形状尺寸参数的装置，包括：固定在工作平台上的伺服电机支架、相向对称伺服电机顶尖，同轴线夹持被测工件2的顶尖支座，其特征在于：在夹持被测工件2的上方，设有镜头正对夹持被测工件2的CCD摄像机5，CCD摄像机5采集在伺服电机驱动下旋转的夹持被测工件2的图像，将采集到的每个槽的分度位置尺寸传输到固联在伺服电机主轴上的圆光栅4上，自动调相光学参考零位，圆光栅4光源经过光路系统变为平行光,投射在圆光栅4指示光栅的动栅和标尺光栅的定栅上；测量时，伺服电机主轴旋转带动动栅一起旋转，透过的光线形成莫尔条纹，线阵光敏管检测到透射过来的光信号，输出近似正弦电压信号，该信号经过放大、整形、微分电路后形成脉冲信号，计量工作过程中总的脉冲数，获得被测工件2运动物体的角位移，线阵光敏管通过读数头装置送入计算机图像处理软件系统计算出每个槽的位置尺寸，显示并打印出被测工件2的分度槽的槽宽尺寸、槽的位置度及垂直度参数。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果，

本发明针对阀芯阀套、圆柱类零件外圆上加个多个分度槽的槽宽尺寸、槽的位置度及垂直度，采用当前先进的CCD摄像技术，通过计算机高精度旋转测控，圆光栅自动计量角度，计算机图像处理技术，结合被测工件类型和待处理的误差类型，自动进行数据处理技术，快速检测圆柱类零件外圆上加个多个分度槽的槽宽尺寸、槽的位置度及垂直度，提高了测量精度和测量效率。采用伺服电机运动物体旋转带动动栅一起旋转，而定栅不动的普通机械结构，将尺寸的变化转换为电感量的变化，无传动误差，完成阀芯阀套参数的自动检测，结构简单，测量装置始终测量着工件的尺寸，并将其尺寸变化量随时传递给计算机图像处理软件，再由计算机图像处理软件发出信号，显示出被测工件2的分度槽的槽宽尺寸、槽的位置度及垂直度参数。由于它能使操作人员无需停机就能测量工件，能快速、准确地对工件测量，减少了劳动强度，提高了生产效率，降低了废品率，同时加工出的工件尺寸一致性较高，解决了人为测量误差对测试结果大影响，测量效率低等缺点，而且，加工出的产品一次装配合格率高。

测量精度高。本发明采用的数字式圆光栅角度系统：分辨力为1秒；径向跳动≤1.3μm；整个测量系统精度优于±10秒。高精度CCD5瞄准精度：五次测量重复性误差≤1μm。用被测工件，五次测量重复性误差≤2μm。使用本发明快速检测装置有助于圆柱类零件外圆形状尺寸参数同轴度误差的检测速度和精度的提高。

附图说明