[发明专利]一种表面划痕深度测量仪及测量方法

说明书

本发明公开了一种表面划痕深度测量仪及测量方法，它解决了现有技术中划痕深度测量精度不高的问题，具有在不对齿轮轴造成二次损伤的基础上进行表面划痕测量，提高测量准确度和精度的效果；其技术方案为：包括激光检测系统、控制系统，激光检测系统用于采集划痕深度信息，包括激光发射器、线阵CCD，激光发射器发出的光束经激光三角测量系统由线阵CCD接收；线阵CCD将图像信号传输至处理器进行处理，以得出小齿轮轴最深划痕深度值；控制系统包括用于带动激光检测系统上下运动的电动滑台、用于带动激光检测系统作圆周运动的驱动装置。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种表面划痕深度测量仪及测量方法。

背景技术

在动车组列车高速运行的过程中以及列车常规检查过程中，会出现零件与零件之间的摩擦和碰撞，使得转向架上的小齿轮轴表面出现划痕，该划痕一旦超过0.2mm，该齿轮轴将报废。

动车车轴的质量关系到动车的安全行驶，是保证乘客安全的前提，动车每天都要行驶多个小时，动车上的各种轴类零件在运行中承受复杂的应力及扭矩，一旦出现微小划痕将会导致轴的破裂，影响动车的正常行驶，甚至危及乘客的安全。不仅在动车，还有许多精密机器上都要保证零件的表面无过深划痕，比如在船舶上的轴类零件，汽车上的主轴等都需要在高速运转下不发生破坏，可见在装配时检测零件的质量是非常重要的。

目前大多采用目测法估计，该方法需要专门的技术人员且主观因素影响大，容易造成误判，引起较为严重的经济损失。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种表面划痕深度测量仪及测量方法，其具有在不对齿轮轴造成二次损伤的基础上进行表面划痕测量，提高测量准确度和精度的效果。

本发明采用下述技术方案：

一种表面划痕深度测量仪，包括：

激光检测系统，用于采集划痕深度信息，包括激光发射器、线阵CCD，激光发射器发出的光束经激光三角测量系统由线阵CCD接收；线阵CCD将图像信号传输至处理器进行处理，以得出小齿轮轴最深划痕深度值；

控制系统，包括用于带动激光检测系统上下运动的电动滑台、用于带动激光检测系统作圆周运动的驱动装置。

进一步的，所述激光三角测量系统包括聚光透镜、接收透镜和滤光片，激光发射器发出的光束经小孔光栅和聚光透镜打至小齿轮轴表面，经漫反射后通过接收透镜和滤光片至线阵CCD显示位置。

进一步的，所述电动滑台通过连接架与小齿轮轴相连，所述连接架与安装有激光检测系统的结构支架相连。

进一步的，所述电动滑台与激光检测系统所处平面垂直。

进一步的，所述驱动装置包括步进电机和减速器，步进电机通过减速器连接用于带动连接架旋转的齿轮机构。

进一步的，所述步进电机由PLC和接近开关控制启停。

进一步的，所述处理器为计算机主机，计算机主机连接显示器。

进一步的，所述激光检测系统连接数据采集系统，所述数据采集系统包括与线阵CCD相连的采集电路和信号放大电路。

表面划痕深度测量仪的测量方法为：

启动步进电机，通过减速器改变步进电机运转速度，利用齿轮机构带动激光采集系统沿小齿轮轴旋转，当旋转一周后接近开关闭合，步进电机停止工作；

激光采集系统采集划痕深度信息：从激光发射器中发出的光束经小孔光栅和聚光透镜，打至正常表面A后，经漫反射通过接收透镜和滤光片，在线阵CCD上有一位置区域A’；光束经小孔光栅和聚光透镜打至划痕B，经漫反射后通过接收透镜和滤光片在线阵CCD上有一位置区域B’，计算线阵CCD上的位置差，从而确定划痕深度值。