專利名稱：一種軸類零件綜合檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種專門用于軸類零件檢測的儀器，特別是一種采用虛擬儀器技術(shù)的軸類零件綜合檢測儀。
背景技術(shù)：
軸類零件在日常生活和生產(chǎn)中有著廣泛了應(yīng)用，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，其在生活、生產(chǎn)中的作用也越來越大。軸類零件要很好的發(fā)揮作用，必須保證其尺寸和形位公差要求，這就要求對軸進(jìn)行檢測。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，針對軸類零件的檢測方法和手段也發(fā)生了很大的變化，從手工檢測到自動檢測、從接觸式檢測到非接觸式檢測、從離線檢測到在線檢測、從單項檢測到綜合檢測，新技術(shù)、新方法的使用，為軸類零件的檢測提供了很大的便利， 其檢測的效率和精度也有了很大的提高。軸類零件的自動化檢測在我國的起步比較晚。雖然在上世紀(jì)70年代，我國就開始引進(jìn)國外技術(shù)研制具有綜合檢測功能的三坐標(biāo)測量機，但在質(zhì)量和數(shù)量上與發(fā)達(dá)國家相比還存在著很大差距，而且相對來說，價格還是非常昂貴，使用的成本很高。針對軸類零件的綜合檢測檢測裝置，在國內(nèi)也比較少，也有一些人在研究針對軸類零件的綜合檢測儀器，有的采用光學(xué)原理進(jìn)行非接觸式檢測，有的采用新型傳感器結(jié)合計算機進(jìn)行檢測，但這些儀器的普及性還非常低，一般的生產(chǎn)和檢測部門都還停留在上世紀(jì)80年代的檢測水平采用大量傳統(tǒng)的檢測工具，逐項的人工檢測。這樣的檢測方式效率低下，而且檢測精度低，人為誤判的可能性大，影響了我國機械工業(yè)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供能實現(xiàn)一種軸類零件綜合性自動化檢測，并采用虛擬儀器技術(shù)以友好形式顯示檢測結(jié)果，適合普通車間使用的檢測裝置。本發(fā)明為達(dá)到上述目的采用以下技術(shù)方案采用兩頂尖的方式對零件進(jìn)行定位，采用光柵傳感器進(jìn)行線位移和角位移的檢測，采用SDC-5數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行據(jù)采集，采用RS232接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集卡與計算機之間的異步通信。采用最小二乘法對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，系統(tǒng)以Windows操作系統(tǒng)為平臺，以LabVIEff圖形化編程語言為工具進(jìn)行了軟件方案的設(shè)計針對不同的檢測項目，設(shè)計相應(yīng)的檢測子程序，方便綜合檢測時的調(diào)用；實現(xiàn)了系統(tǒng)的人機對話功能，能快速、準(zhǔn)確的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并以友好的界面對結(jié)果進(jìn)行顯示；實現(xiàn)了綜合性自動檢測的功能，能在一次數(shù)據(jù)采集后實現(xiàn)多種項目的綜合檢測，且檢測過程為自動化，不存在人為誤判帶來的誤差。技術(shù)要求I.檢測儀的檢測精度達(dá)O. 005mm,系統(tǒng)構(gòu)件的分辨率達(dá)O. OOlmm ；2.具有多參數(shù)綜合檢測功能，能進(jìn)行各類尺寸的檢測，滿足一般機械加工車間的檢測需求；
3.對零件各參數(shù)的檢測結(jié)果進(jìn)行數(shù)字化顯示，并自動顯示該參數(shù)是否合格；4.具有良好的穩(wěn)定性和較高的可靠性，操作簡單，軟件界面友好，易于擴展；5.成本低，具有良好的經(jīng)濟效益。


下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明附圖I是本發(fā)明軸類零件檢測儀的測控系統(tǒng)圖。附圖2是本發(fā)明軸類零件檢測儀的檢測系統(tǒng)流程圖。
具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的一種軸類零件檢測裝置作進(jìn)一步的描述。系統(tǒng)采用機、電、光結(jié)合的方案，采用機械技術(shù)完成儀器的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計并實現(xiàn)直線和旋轉(zhuǎn)運動，采用光學(xué)技術(shù)實現(xiàn)Z向、X向距離及旋轉(zhuǎn)角度的檢測，采用電子技術(shù)完成儀器的控制和數(shù)據(jù)采集，采用虛擬儀器技術(shù)結(jié)合計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，并以友好的界面顯示檢測結(jié)果。I.檢測定位裝置工件采用兩頂尖定位，安裝時必須保證兩頂尖的中心點在同一水平線上，在最大滑動范圍內(nèi)，保證其誤差小于0.0015_。左側(cè)尾座固定，右側(cè)尾座可沿導(dǎo)軌滑動，這樣可以實現(xiàn)不同長度零件的定位。2.工件的旋轉(zhuǎn)及圓周分度控制工件檢測時需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，為實現(xiàn)這一功能，對左側(cè)尾座進(jìn)行改進(jìn)將尾座中心孔鏜大，并進(jìn)行磨削加工，使其誤差控制在O. OOlmm以內(nèi)。在孔內(nèi)安裝兩個精密軸承，保證安裝誤差在O. 0015mm以內(nèi)。再將頂尖裝入軸承內(nèi)，通過電機帶動，可實現(xiàn)頂尖的旋轉(zhuǎn)。采用端面固定傳動頂尖，其刀口可以緊密的貼合在工件的左端面上，形成良好的抓合力，就可帶動工件隨頂尖一起旋轉(zhuǎn)。在頂尖的左端面安裝圓編碼盤，實現(xiàn)圓周分度，每相隔一定的角度發(fā)出一個信號，進(jìn)行一次X向數(shù)據(jù)采集，按照測量的封閉性原則，對每一軸段都進(jìn)行整個圓周的分度采集，以減小采集誤差。3. Z軸方向運動控制及光柵尺安裝沿Z軸方向平行布置兩根精密導(dǎo)軌，安裝時保證在最大行程范圍內(nèi)兩導(dǎo)軌的平行度誤差小于O. 0015mm。導(dǎo)軌中間安裝滾珠絲杠副，并與導(dǎo)軌滑塊相連，通過電機帶動滾珠絲杠，從而帶動導(dǎo)軌滑塊左右移動。根據(jù)測量的阿貝原則，在靠近探測頭中心正下方的位置安裝一把與導(dǎo)軌平行的光柵尺，并使其標(biāo)尺與導(dǎo)軌滑塊相連，則可以測出探測頭Z方向的移動距離，實現(xiàn)Z向檢測。4. X方向運動控制及光柵尺安裝在Z向精密導(dǎo)軌的上方垂直布置兩根X向的精密導(dǎo)軌，安裝時首先要保證在最大行程范圍內(nèi)兩導(dǎo)軌的平行度誤差小于O. 0015mm，其次要保證上下兩對導(dǎo)軌的垂直度誤差小于O. 0015mm。導(dǎo)軌滑塊上方安裝探測頭，使探測頭中心與兩頂尖中心連線等高，兩者安裝的高度誤差應(yīng)小于O. 0015mm。根據(jù)阿貝原則，在兩根導(dǎo)軌的中間安裝一把光柵尺，使其標(biāo)尺與導(dǎo)軌滑塊相連，可測出X向的移動距離，實現(xiàn)X向檢測。檢測時，在X方向必須使探測頭與工件母線接觸，可設(shè)計一組定滑輪，懸掛重物，帶動探測頭緊密貼在工件的表面上。由于重力的大小是恒定的，可保證檢測時探測頭與工件的接觸力基本保持恒定，提高檢測精度。檢測時，零件以兩頂尖進(jìn)行定位后，X方向使用重力裝置，使探測頭以恒定的接觸力貼在工件的母線上，Z方向使用滾珠絲杠副帶動探測頭做軸向移動，每相隔一定的距離探測頭停止Z向移動，工件旋轉(zhuǎn)一周，采用SDC-5數(shù)據(jù)采集卡每相隔一定的角度進(jìn)行一次X向的數(shù)據(jù)采集，這樣可采集到X向(半徑R)、圓周方向(角度Θ )和Z向(距離Z)三個數(shù)據(jù)Ptj (Rij, Θ V Zj)(其中i表示角度分度，i = 1，2，3···η ;j表示Z向檢測位置數(shù)，j = 1,2,3…N ；)，將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中，用虛擬儀器LabVIEW進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理即可得到檢測結(jié)果，并以友好的界面顯示。
以上所述的實施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式
的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種軸類零件綜合檢測裝置及方法，由檢測定位裝置、Z向移動和檢測裝置、X向移動和檢測裝置、工件旋轉(zhuǎn)和角度檢測裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)分析處理裝置等組成，其特征在于所述定位裝置為兩頂尖定位，Z向移動采用滾珠絲杠帶動，檢測裝置采用光柵尺，X向移動采用重力裝置，檢測裝置采用光柵尺，工件旋轉(zhuǎn)采用電機帶動，檢測裝置采用編碼盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種軸類零件綜合檢測裝置及方法，其特征在于所述Z向移動和檢測裝置由伺服電機、滾珠絲杠和光柵尺組成，通過控制伺服電機，帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，帶動檢測裝置沿Z向移動，采集到Z向不同位置的坐標(biāo)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種軸類零件綜合檢測裝置及方法，其特征在于所述X向移動和檢測裝置由重力裝置和光柵尺組成，通過重力裝置帶動檢測裝置沿X向移動，輸出X向位置的坐標(biāo)，所述工件旋轉(zhuǎn)和角度檢測裝置，通過電機帶動工件旋轉(zhuǎn)后，由編碼盤輸出旋轉(zhuǎn)角度，在軸向每一個圓截面上可以采集到不同角度處的不同X向坐標(biāo)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種軸類零件綜合檢測裝置及方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集裝置采用SDC-5數(shù)據(jù)采集卡，可采集Z向不同位置的坐標(biāo)和X向各個圓截面上不同角度處的X向坐標(biāo)值，將采集的數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)分析處理裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種軸類零件綜合檢測裝置及方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)分析處理裝置，用LabVIEW軟件將采集到的數(shù)據(jù)用最小二乘法進(jìn)行分析處理，可以得到軸的各種項目的檢測結(jié)果，并以友好的截面進(jìn)行顯示。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軸類零件綜合檢測裝置及方法，儀器以計算機與數(shù)據(jù)采集設(shè)備為硬件平臺，以LabVIEW為軟件開發(fā)平臺，配合必要的傳感器、信號調(diào)理設(shè)備和數(shù)據(jù)采集卡組成一套軸類零件綜合檢測儀，能進(jìn)行軸類零件的多項參數(shù)檢測，如長度、直徑、圓度、圓柱度、同軸度、圓跳動、錐度等。本測試系統(tǒng)具有檢測效率高，精度高，使用方便，界面友好，測量參數(shù)多，性價比高的特點，適合各類檢測車間使用。
文檔編號G01B11/00GK102759330SQ20121026241
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月27日
發(fā)明者鐘國堅 申請人:鐘國堅