本發(fā)明涉及內(nèi)孔檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種孔檢測(cè)系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

大孔徑(大于100mm)、長(zhǎng)跨距(孔間距與孔長(zhǎng)之比大于5)孔系是壓路機(jī)振動(dòng)輪、大噸位挖掘機(jī)大臂、旋挖鉆機(jī)鉆桅等工程機(jī)械核心零部件中的關(guān)鍵形面，其同軸度直接影響著整機(jī)的使用性能。

現(xiàn)有技術(shù)中采用下述裝置對(duì)兩孔同軸度進(jìn)行檢測(cè)：該裝置包括兩個(gè)圓盤(pán)形定位體和一個(gè)連接軸。每個(gè)定位體的外徑與兩個(gè)待檢測(cè)孔中的一個(gè)內(nèi)徑尺寸相同。在使用時(shí)，將定位體從大孔端穿入，使得其中定位體與一個(gè)孔內(nèi)壁緊緊貼合，檢測(cè)另一個(gè)孔與另一個(gè)定位體之間是否緊密配合。若能緊密配合，則同軸度滿(mǎn)足要求；否則，同軸度不滿(mǎn)足要求。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中至少存在下述問(wèn)題：上述技術(shù)方案需要借助定位體和連接軸獲得孔信息，在大孔徑孔系同軸度檢測(cè)中，上述結(jié)構(gòu)較重較長(zhǎng)，操作不方便，造成的檢測(cè)誤差較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的其中一個(gè)目的是提出一種孔檢測(cè)系統(tǒng)和方法，用以簡(jiǎn)便實(shí)現(xiàn)孔系同軸度檢測(cè)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種孔檢測(cè)系統(tǒng)，包括支架、伸縮桿、距離檢測(cè)元件以及控制器；所述距離檢測(cè)元件設(shè)于所述伸縮桿的一端，所述伸縮桿的另一端與所述支架可轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述距離檢測(cè)元件與所述控制器電連接，所述控制器能根據(jù)所述距離檢測(cè)元件測(cè)得的距離計(jì)算被測(cè)工件的圓心位置。

在可選的實(shí)施例中，所述支架的高度可調(diào)。

在可選的實(shí)施例中，孔檢測(cè)系統(tǒng)包括電機(jī)，所述電機(jī)與所述伸縮桿驅(qū)動(dòng)連接，以驅(qū)動(dòng)所述伸縮桿相對(duì)于所述支架轉(zhuǎn)動(dòng)。

在可選的實(shí)施例中，孔檢測(cè)系統(tǒng)還包括導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)支撐在所述伸縮桿兩端之間的位置。

在可選的實(shí)施例中，孔檢測(cè)系統(tǒng)還包括支撐平臺(tái)，所述支架、所述伸縮桿以及所述控制器都設(shè)于所述支撐平臺(tái)。

在可選的實(shí)施例中，所述支架與所述支撐平臺(tái)可滑移連接。

在可選的實(shí)施例中，所述距離檢測(cè)元件包括激光位移傳感器。

在可選的實(shí)施例中，所述伸縮桿設(shè)于通孔，用于電連接所述距離檢測(cè)元件和所述控制器的控制線穿過(guò)所述通孔。

在可選的實(shí)施例中，孔檢測(cè)系統(tǒng)還包括用于支撐被測(cè)工件的支撐結(jié)構(gòu)。

在可選的實(shí)施例中，所述支撐結(jié)構(gòu)選自下列其中之一：V型塊、專(zhuān)用工裝。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種孔檢測(cè)方法，包括以下步驟：

對(duì)于待檢工件的每個(gè)孔按照下述步驟計(jì)算圓心位置：采用距離檢測(cè)元件測(cè)量距離檢測(cè)元件與待檢工件每個(gè)孔內(nèi)壁之間的距離，并將該距離信號(hào)傳遞至控制器；重復(fù)上一步驟直至該距離檢測(cè)元件完成一圈內(nèi)至少三個(gè)位置的距離檢測(cè)；所述控制器根據(jù)距離信號(hào)和距離檢測(cè)元件的角度計(jì)算該待檢工件每個(gè)孔的圓心位置；

根據(jù)每個(gè)孔的圓心位置計(jì)算該待檢工件各個(gè)孔的同軸度。

本發(fā)明實(shí)施例又提供一種孔檢測(cè)方法，包括以下步驟：

對(duì)待檢工件的每個(gè)孔檢測(cè)至少兩個(gè)截面的圓心位置；

根據(jù)每個(gè)截面的圓心位置，采用最小二乘法，計(jì)算獲得公共軸線；

計(jì)算每個(gè)孔的圓心與該公共軸線距離最大值，根據(jù)該最大值的二倍計(jì)算得到每個(gè)孔的同軸度。

在可選的實(shí)施例中，按照下述步驟對(duì)待檢工件的每個(gè)孔檢測(cè)至少兩個(gè)截面的圓心位置：

測(cè)量距離檢測(cè)元件與各孔內(nèi)壁之間的距離，并將該距離信號(hào)傳遞至控制器；

重復(fù)上一步驟直至該距離檢測(cè)元件完成一圈內(nèi)至少三個(gè)位置的距離檢測(cè)；

所述控制器根據(jù)距離信號(hào)和距離檢測(cè)元件的角度計(jì)算該孔每個(gè)截面圓心位置。

本發(fā)明實(shí)施例再提供一種孔檢測(cè)方法，包括以下步驟：

將待檢工件的其中一個(gè)孔作為基準(zhǔn)孔，測(cè)量該基準(zhǔn)孔兩個(gè)截面圓心，采用兩個(gè)圓心連線作為基準(zhǔn)軸；

對(duì)待檢工件的其余每個(gè)孔也測(cè)量?jī)蓚€(gè)截面圓心，構(gòu)建一條直線，根據(jù)該直線與基準(zhǔn)軸，按照最小區(qū)域法，計(jì)算得到其余每個(gè)孔的同軸度。

基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例至少可以產(chǎn)生如下技術(shù)效果：

上述技術(shù)方案提供的孔檢測(cè)系統(tǒng)，伸縮桿可帶動(dòng)距離檢測(cè)元件相對(duì)于支架轉(zhuǎn)動(dòng)，在檢測(cè)時(shí)，首先將距離檢測(cè)元件伸入到孔中，然后轉(zhuǎn)動(dòng)伸縮桿，檢測(cè)伸縮桿在各個(gè)不同角度時(shí)距離檢測(cè)元件測(cè)得的距離，然后控制器根據(jù)該距離計(jì)算出該孔的圓心位置。對(duì)于孔系的每個(gè)孔都采用上述方式檢測(cè)，然后控制器根據(jù)各個(gè)孔的圓心位置判斷孔系的同軸度。上述技術(shù)方案，使得孔系的同軸度檢測(cè)變得簡(jiǎn)單，在孔加工過(guò)程中，可以及時(shí)將檢測(cè)得到的孔系同軸度反饋給加工過(guò)程，進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量。并且上述孔檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)成本低，適合車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)，且能實(shí)現(xiàn)各個(gè)孔的檢測(cè)，有利于智能制造。應(yīng)用上述技術(shù)方案，能夠快速、精確地實(shí)現(xiàn)壓路機(jī)振動(dòng)輪、大噸位挖掘機(jī)大臂、旋挖鉆機(jī)鉆桅等工程機(jī)械核心零部件中的大孔徑長(zhǎng)跨距孔系同軸度的檢測(cè)。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的孔檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為伸縮桿轉(zhuǎn)動(dòng)至不同角度時(shí)距離檢測(cè)元件的位置示意圖。

附圖標(biāo)記：

1、支撐平臺(tái)；2、支架；3、控制器；4、伸縮桿；5、控制線；6、導(dǎo)向結(jié)構(gòu)；7、距離檢測(cè)元件；8、被測(cè)工件；9、支撐結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1～圖2對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行更為詳細(xì)的闡述。

參見(jiàn)圖1和圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供一種孔檢測(cè)系統(tǒng)，包括支架2、伸縮桿4、距離檢測(cè)元件7以及控制器3。距離檢測(cè)元件7設(shè)于伸縮桿4的一端，伸縮桿4的另一端與支架2可轉(zhuǎn)動(dòng)連接。距離檢測(cè)元件7與控制器3電連接，控制器3能根據(jù)距離檢測(cè)元件7測(cè)得的距離計(jì)算被測(cè)工件8的圓心位置。

圓心位置是指距離檢測(cè)元件7測(cè)量的圓截面的圓心。

距離檢測(cè)元件7可以有多個(gè)，多個(gè)圍繞伸縮桿4的一端周向均勻分布，這樣可以一次性完成多個(gè)位置的測(cè)量。

若距離檢測(cè)元件7只有一個(gè)，則可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)伸縮桿4的方式完成多個(gè)位置的測(cè)量。

控制器3具體可以為工控機(jī)。通過(guò)RS232電纜進(jìn)行距離檢測(cè)元件7的信號(hào)采集，并通過(guò)同軸度計(jì)算軟件計(jì)算獲得同軸度。

距離檢測(cè)元件7置于伸縮桿4一端，用于檢測(cè)距離檢測(cè)元件7測(cè)頭與孔壁之間的徑向距離。

本實(shí)施例中，支架2的高度可調(diào)。支架2可以采用多種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)其可伸降，比如采用套接結(jié)構(gòu)，內(nèi)管和外管上對(duì)應(yīng)設(shè)有多種定位孔，通過(guò)不同的定位孔，可以將采用不同的孔實(shí)現(xiàn)支架2的高度可調(diào)?；蛘卟捎蒙炜s結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高度可調(diào)?；蛘卟捎脤?dǎo)軌結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)支架2刻度可調(diào)。對(duì)于不同的被測(cè)工件8，其高度可能不相同，將支架2設(shè)為高度可調(diào)的結(jié)構(gòu)，可省去設(shè)置不同高度的被測(cè)工件8支撐結(jié)構(gòu)9，可以簡(jiǎn)便檢測(cè)操作。

本實(shí)施例中，采用以下方式使得伸縮桿4可轉(zhuǎn)動(dòng)：孔檢測(cè)系統(tǒng)包括電機(jī)，電機(jī)與伸縮桿4驅(qū)動(dòng)連接，以驅(qū)動(dòng)伸縮桿4相對(duì)于支架2轉(zhuǎn)動(dòng)。采用電機(jī)控制伸縮桿4轉(zhuǎn)動(dòng)，控制精確，效率高。

參見(jiàn)圖1，對(duì)于大型孔系，孔檢測(cè)系統(tǒng)的伸縮桿4比較長(zhǎng)，為了防止伸縮桿4的另一端出現(xiàn)下彎現(xiàn)象影響檢測(cè)精確度，孔檢測(cè)系統(tǒng)還包括導(dǎo)向結(jié)構(gòu)6，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)6支撐在伸縮桿4兩端之間的位置，用以引導(dǎo)伸縮桿4的前進(jìn)方向，以防止伸縮桿4出現(xiàn)下彎現(xiàn)象，保證檢測(cè)精度。導(dǎo)向結(jié)構(gòu)6比如為導(dǎo)向套、導(dǎo)向孔等。

參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例中，孔檢測(cè)系統(tǒng)還包括支撐平臺(tái)1，支架2、伸縮桿4以及控制器3都設(shè)于支撐平臺(tái)1。支撐平臺(tái)1為支架2、伸縮桿4以及控制器3以及后文提及的支撐結(jié)構(gòu)9等提供支撐。支撐平臺(tái)1具有調(diào)平功能，用于支撐整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的其他部件以及被測(cè)工件8。

參見(jiàn)圖1，進(jìn)一步地，支架2與支撐平臺(tái)1可滑移連接。支架2置于支撐平臺(tái)1上，用于支撐伸縮桿4，可以實(shí)現(xiàn)伸縮桿4的上下、左右兩個(gè)方向位置調(diào)整。這樣可以使得支架2距離被測(cè)工件8近一些，可降低伸縮桿4的長(zhǎng)度，減少伸縮桿4的重量。

上文所述的距離檢測(cè)元件7包括激光位移傳感器，距離檢測(cè)元件7可檢測(cè)其激光頭和孔壁的之間的距離。伸縮桿4轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，距離檢測(cè)元件7可檢測(cè)出多組數(shù)據(jù)，根據(jù)伸縮桿4的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和距離檢測(cè)元件7檢測(cè)得到的距離可計(jì)算得到該位置圓心的坐標(biāo)。對(duì)于孔系的每個(gè)孔，都進(jìn)行這種檢測(cè)和計(jì)算就能判斷孔系各個(gè)孔之間的同軸度是否滿(mǎn)足要求。

參見(jiàn)圖1，伸縮桿4設(shè)有沿著伸縮桿4長(zhǎng)度方向的通孔，用于電連接距離檢測(cè)元件7和控制器3的控制線5穿過(guò)通孔。這樣可以防止控制線5對(duì)檢測(cè)造成影響，也能對(duì)控制線5起到保護(hù)作用。

參見(jiàn)圖1，孔檢測(cè)系統(tǒng)還包括用于支撐被測(cè)工件8的支撐結(jié)構(gòu)9。支撐結(jié)構(gòu)9使得被檢工作位置固定，可以保證后續(xù)檢測(cè)的準(zhǔn)確度。支撐結(jié)構(gòu)9用于支撐不同長(zhǎng)度、直徑的被測(cè)工件8。

支撐結(jié)構(gòu)9選自下列其中之一：V型塊、專(zhuān)用工裝。V型塊能自定心且支撐牢固。專(zhuān)用工裝可根據(jù)不同的被測(cè)工件8結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)定。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種孔檢測(cè)方法，包括以下步驟：

首先，對(duì)于待檢工件的每個(gè)孔按照下述步驟計(jì)算圓心位置。采用距離檢測(cè)元件測(cè)量距離檢測(cè)元件與待檢工件每個(gè)孔內(nèi)壁之間的距離，并將該距離信號(hào)傳遞至控制器；重復(fù)上一步驟直至該距離檢測(cè)元件完成一圈內(nèi)至少三個(gè)位置的距離檢測(cè)；所述控制器根據(jù)距離信號(hào)和距離檢測(cè)元件的角度計(jì)算該待檢工件每個(gè)孔的圓心位置。

其次，距離檢測(cè)元件轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，可停留在三個(gè)甚至更多個(gè)位置，根據(jù)這一圈停留的角度和檢測(cè)的各個(gè)距離可計(jì)算出該孔的圓心位置。

然后，根據(jù)每個(gè)孔的圓心位置計(jì)算該待檢工件各個(gè)孔的同軸度。

下面介紹上述孔檢測(cè)方法的一個(gè)實(shí)例。

首先，將被測(cè)工件8放置在支撐結(jié)構(gòu)9上，調(diào)節(jié)支架2的位置，然后將伸縮桿4伸入到孔系的其中一個(gè)孔內(nèi)。距離檢測(cè)元件7檢測(cè)探頭距離孔內(nèi)壁的距離，然后將距離信號(hào)傳遞給控制器3。然后點(diǎn)擊帶動(dòng)伸縮桿4轉(zhuǎn)動(dòng)至下一角度，距離檢測(cè)元件7檢測(cè)該位置探頭距離孔內(nèi)壁的距離，然后將距離信號(hào)傳遞給控制器3。重復(fù)上述操作，直到完成一圈檢測(cè)。然后控制器3根據(jù)檢測(cè)得打的多組數(shù)據(jù)計(jì)算該孔圓心坐標(biāo)。

接下來(lái)，將伸縮桿4伸入到孔系的下一個(gè)孔內(nèi)，按照上述方法檢測(cè)計(jì)算該孔的圓心坐標(biāo)。

接下來(lái)，重復(fù)上述方法直至完成全部孔的檢測(cè)。

最后，控制器根據(jù)檢測(cè)得到的各個(gè)孔的圓心坐標(biāo)，計(jì)算判斷孔系的各孔同軸度是否滿(mǎn)足要求。

上述技術(shù)方案提供的孔檢測(cè)方法，操作便捷，測(cè)量準(zhǔn)確。

本發(fā)明實(shí)施例又提供一種孔檢測(cè)方法，其優(yōu)選采用上述任一技術(shù)方案提供的孔檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。該方法包括以下步驟：

步驟一、對(duì)待檢工件的每個(gè)孔檢測(cè)至少兩個(gè)截面的圓心位置。待檢測(cè)工件存在多個(gè)孔，每個(gè)孔獲取兩個(gè)截面的圓心位置。

步驟二、根據(jù)每個(gè)截面的圓心位置，采用最小二乘法，計(jì)算獲得公共軸線。計(jì)算得到的公共軸線作為后續(xù)判斷各個(gè)孔同軸度的基準(zhǔn)。

步驟三：逐一計(jì)算每個(gè)孔的圓心與該公共軸線距離最大值，根據(jù)該最大值的二倍計(jì)算得到每個(gè)孔的同軸度。每個(gè)孔距離軸線距離的最大值對(duì)應(yīng)半徑，半徑的2倍則為直徑，根據(jù)直徑就能判斷其余每個(gè)孔的同軸度。

上述技術(shù)方案提供的孔檢測(cè)方法，由被測(cè)工件8截面的圓心位置，根據(jù)最小二乘法計(jì)算獲得的公共軸線作為后續(xù)判斷各個(gè)孔同軸度的基準(zhǔn)，操作便捷，測(cè)量準(zhǔn)確。

具體而言，上述步驟一可以按照下述步驟檢測(cè)該基準(zhǔn)孔至少兩個(gè)截面的圓心位置：

首先，測(cè)量距離檢測(cè)元件與基準(zhǔn)孔內(nèi)壁之間的距離，并將該距離信號(hào)傳遞至控制器；

然后，重復(fù)上一步驟直至該距離檢測(cè)元件完成一圈內(nèi)至少三個(gè)位置的距離檢測(cè)。若有多個(gè)距離檢測(cè)元件，則可一次完成三個(gè)甚至更多個(gè)位置的測(cè)量。若只有一個(gè)距離檢測(cè)元件，則可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)伸縮桿的方式，完成一圈三個(gè)、甚至更多個(gè)位置的距離測(cè)量。

最后，所述控制器根據(jù)距離信號(hào)和距離檢測(cè)元件的角度計(jì)算該基準(zhǔn)孔每個(gè)截面圓心位置。

上述測(cè)量方法準(zhǔn)確，計(jì)算得到的同軸度精度高。

本發(fā)明實(shí)施例再提供一種孔檢測(cè)方法，其余上述的孔檢測(cè)方法不同。本實(shí)施例提供的孔檢測(cè)方法也優(yōu)選采用上述任一技術(shù)方案提供的孔檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。該方法包括以下步驟：

第一步：將待檢工件的其中一個(gè)孔作為基準(zhǔn)孔，測(cè)量該基準(zhǔn)孔兩個(gè)截面圓心，采用兩個(gè)圓心連線作為基準(zhǔn)軸。

在上述步驟中，測(cè)量基準(zhǔn)孔截面圓心的方法具體如下：

首先，測(cè)量距離檢測(cè)元件與基準(zhǔn)孔內(nèi)壁之間的距離，并將該距離信號(hào)傳遞至控制器。

其次，重復(fù)上一步驟直至該距離檢測(cè)元件完成一圈內(nèi)至少三個(gè)位置的距離檢測(cè)。若有多個(gè)距離檢測(cè)元件，則可一次完成三個(gè)甚至更多個(gè)位置的測(cè)量。若只有一個(gè)距離檢測(cè)元件，則可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)伸縮桿的方式，完成一圈三個(gè)、甚至更多個(gè)位置的距離測(cè)量。

最后，控制器根據(jù)距離信號(hào)和距離檢測(cè)元件的角度計(jì)算該基準(zhǔn)孔每個(gè)截面圓心位置。

第二步、對(duì)待檢工件的其余每個(gè)孔也測(cè)量?jī)蓚€(gè)截面圓心，構(gòu)建一條直線，根據(jù)該直線與基準(zhǔn)軸，按照最小區(qū)域法，計(jì)算得到其余每個(gè)孔的同軸度。

上述技術(shù)方案提供的孔檢測(cè)方法，操作便捷，測(cè)量準(zhǔn)確。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗指所指的裝置或元件必須具有特定的方位、為特定的方位構(gòu)造和操作，因而不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)內(nèi)容的限制。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，但這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。