[发明专利]大直径轴盘类工件直径的测量方法及装置

说明书

本发明涉及一种大直径轴盘类工件直径的测量方法及装置。

在现有技术中，大直径轴盘类工件直径的测量一直被人们所关注，多采用卡尺、千分尺、量规或采用滚子测量法测量仪，存在着笨重、费时和测量误差较大等问题，滚子法对工件的已加工表面还会造成一定的刮伤。还有一种采用非接触测量的方法(专利号：ZL92226317.5)，该方法需在工件表面设置测量标记，利用工件的转动进行测量，只适用于在线式测量，对于加工后运离车间，而在施工现场进行安装的离线方式时，则无法测量。

本发明的目的是提供一种既可适用于在线式测量又可适用于离线式测量，且测量精度高的大直径轴盘类工件直径的测量方法及装置。

本发明的目的是通过如下方案实现的：大直径轴盘类工件直径的测量方法是基于在大直径工件的表面上设置两个已知半径为r的辅助轮(22)，两个辅助轮(22)的中心距离L是已知设定的，测出两个辅助轮(22)圆心连线的中点与工件表面的距离x，进而根据公式：

D＝(L²/4(r-x))-(r+x)求出工件直径D。

大直径轴盘类工件直径的测量装置由测距传感器(1)、测量机构(2)和测量控制与数据处理器(3)组成。测量机构(2)由测量尺(21)、四个辅助轮(22)、两个定位轴(23)、定位磁铁(24)和连杆(25)组成。测距传感器(1)装在测量尺(21)的中点处。

本发明具有非接触式测量、既可在加工车间进行在线式测量又可在安装现场进行离线式测量和测量精度高的优点。

图1测量方法原理示意图；

图2测量装置结构主视图；

图3测量装置结构俯视图；

图4测量控制与数据处理器原理图。

实施例：

如图1所示，大直径轴盘类工件直径的测量方法是基于在大直径工件(4)的表面上设置两个已知半径为r的辅助轮(22)，两个辅助轮(22)的中心距离L是已知设定的，测出两个辅助轮(22)圆心连线的中点与工件表面的距离x，进而根据公式：

D＝(L²/4(r-x))-(r+x)求出工件直径D。如图2、3所示，大直径轴盘类工件直径的测量装置由测距传感器(1)、测量机构(2)和测量控制与数据处理器(3)组成。测量机构(2)由测量尺(21)、四个辅助轮(22)、两个定位轴(23)、定位磁铁(24)和连杆(25)组成。两个定位轴(23)分别装在测量尺(21)的两端，在两个定位轴(23)的两端安装辅助轮(22)，装配时保证两个定位轴(23)互相平行且轴心线的距离为已知长度L，辅助轮(22)的半径为r。两个连杆(25)分别装在测量尺(21)的两端的定位轴(23)的外侧。定位磁铁(24)装在两个连杆(25)的下端，其上设有手柄(26)。测距传感器(1)装在测量尺(21)的中点处，该点与两个定位轴(23)的距离相等。测距传感器(1)的引线和测量控制与数据处理器(3)相连接。如图4所示，测量控制与数据处理器(3)包括信号放大与整形器(31)、单片机(32)、显示器(33)、语音合成发声器(34)和打印机(35)。

测量时，将测量装置的测量机构(2)放在工件(4)的被测表面上(如测外径为外表面，如测内径为内表面)，使四个辅助轮(22)均与被测表面接触，扳动手柄(26)使定位磁铁(24)落下吸附在被测工件(4)上，从而使测量装置与被测工件固定。

首先由测量控制与数据处理器(3)的单片机(32)发出测量信号，控制测距传感器(1)进行连续自动测量，从而得出一组由测量尺(21)的中心(即两个定位轴(23)的轴心线的垂直距离的中点)到被测工件表面的垂距x的信号，每次测得的信号通过信号放大与整形器(31)处理，作为数据自动进入单片机(32)中。测量控制与数据处理器(3)的单片机(32)接到来自测距传感器(1)的最后一组数据，便自动进入数据处理过程，按照公式：

D＝(L²/4(r-x))-(r+x)进行计算，计算结果D即为被测工件的直径。结果D的值通过显示器(33)显示，通过语音合成发声器(34)输出，还可在打印机(35)上打印，并可进行尺寸越界报警。