[发明专利]一种根管锉外径及锥度自动化检测装置

权利要求书

1.一种根管锉外径及锥度自动化检测装置，包括底板(15),其特征在于：底板(15)上表面严格水平，底板(15)上安装有主电机(1)，主电机(1)的输出轴上安装有卡盘(2)，卡盘(2)的爪(3)夹持固定待测根管锉(4)的末端；待测根管锉(4)的顶端和顶卡(5)相接，顶卡(5)的顶端设有卡槽，卡住待测根管锉(4)的顶端，顶卡(5)另一端与顶卡伸出长度调节器(6)活动端连接，顶卡伸出长度调节器(6)连接在同步电机(7)的输出轴上，主电机(1)、卡盘(2)、爪(3)、顶卡(5)、顶卡伸出长度调节器(6)、同步电机(7)安装时轴线保持共线且与底板(15)上表面平行，待测根管锉(4)在夹持时保持与主电机(1)、卡盘(2)、爪(3)、顶卡(5)、顶卡伸出长度调节器(6)、同步电机(7)轴线共线；

所述的底板(15)上安装伺服电机(8)，伺服电机(8)的输出轴连接滚珠丝杠(10)，滚珠丝杠(10)上安装有直线滑台(11)，直线滑台(11)上端固定安装有和待测根管锉(4)配合测量的激光位移传感器(14)；直线滑台(11)下端固定有光栅尺绝对值编码器(12)，光栅尺绝对值编码器(12)、伺服电机(8)与伺服电机驱动器(16)连接构成全闭环控制回路；

所述的激光位移传感器(14)的信号输出和主控器(17)的输入连接，主控器(17)的第一输出和主电机(1)、同步电机(7)的控制输入连接，主控器(17)的第二输出和伺服电机驱动器(16)的第一输入连接，伺服电机驱动器(16)的第二输入和光栅尺绝对值编码器(12)的输出连接，伺服电机驱动器(16)的输出和伺服电机(8)的控制输入连接；

所述的滚珠丝杠(10)安装时保证直线滑台(11)运动轨迹与底板上表面严格平行且与主电机(1)-卡盘(2)-爪(3)-待测根管锉(4)-顶卡(5)-顶卡伸出长度调节器(6)-同步电机(7)轴线严格平行，并且直线滑台(11)运动范围满足测量要求；

所述的激光位移传感器(14)能够测量Z轴方向位移，测量精度和范围应满足测量要求，激光位移传感器(14)的Z轴应与底板(15)上表面平行，且与主电机(1)-卡盘(2)-爪(3)-待测根管锉(4)-顶卡(5)-顶卡伸出长度调节器(6)-同步电机(7)轴线保持共面且相互垂直。

2.根据权利要求1所述的根管锉外径及锥度自动化检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将底板(15)固定在减震工作台上，调整底板(15)上表面水平，调整顶卡伸出长度调节器(6)将待测根管锉(4)固定夹持在卡盘(2)和顶卡(5)之间，在夹持时保证待测根管锉(4)与主电机(1)、卡盘(2)、爪(3)、顶卡(5)、顶卡伸出长度调节器(6)、同步电机(7)轴线共线；

2)启动电源，主控器(17)控制主电机(1)-卡盘(2)-爪(3)体系与同步电机(7)-顶卡伸出长度调节器(6)-顶卡(5)体系按照转动速度V同向同速缓慢转动；

激光位移传感器(14)测量数据零点到主电机(1)-卡盘(2)- 爪(3)-待测根管锉(4)-顶卡(5)-顶卡伸出长度调节器(6)-同步电机(7)轴线距离为a，首先操作主控器(17)控制激光位移传感器(14)对整个待测根管锉(4)进行扫描以确定待测根管锉(4)上锥螺纹长度L以及锥螺纹起始端和终点，然后操作主控器(17)控制激光位移传感器(14)的Z轴从锥螺纹起始端移动到特定位置X₀，保持时间T，时间T应保证待测根管锉(4)至少完整的旋转一周，采集激光位移传感器(14)测量数据并计算位移最小值b₀，则该特定位置X₀处待测根管锉(4)的外径d₀＝2(a-b₀)，然后操作主控器(17)控制激光位移传感器(14)的Z轴从特定位置X₀移动到特定位置X₁，保持时间T，采集激光位移传感器(14)测量数据并计算位移最小值b₁，则该特定位置X₁处待测根管锉(4)的外径d₁＝2(a-b₁)，……以此类推，测出全部特定位置处待测根管锉(4)的外径；

3)主控器（ 17） 依据公式分段锥度γ_n-1～n＝(r_n-r_n-1)/(X_n-X_n-1)内部编程，计算出分段锥度，再根据特定位置处待测根管锉(4)的外径、分段锥度求得平均值，得出待测根管锉(4)质量情况和产品生产制造相应的改进方案，并将所有结果显示在主控器(17)的人机交互界面上。