研磨棒尺寸自動測量裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種研磨棒尺寸自動測量裝置，包括：測量系統(tǒng)，其包括沿進給方向排列的旋轉(zhuǎn)軸、測頭、支撐器，所述支撐器包括軸套，以及沿垂直于進給方向運動的二維調(diào)節(jié)滑臺，所述測頭由底座，以及對稱安裝于其上的信號發(fā)生器、信號接收器組成；計算系統(tǒng)，其包括計算模塊、數(shù)控模塊、顯示終端，所述計算模塊分別與顯示終端、信號接收器連接，所述數(shù)控模塊分別與平移軸、信號發(fā)生器連接。該裝置在研磨棒的進給與旋轉(zhuǎn)過程中，通過讀取光信號覆蓋長度變化而實現(xiàn)了直徑與圓度的非接觸式自動測量。與手動測量相比，該裝置測速更快、測量面積更大，且可保護棒料、簡化工序，因此能夠提高研磨棒尺寸測量的準確性，并有利于控制成本、提高效率、降低報廢率。
【專利說明】研磨棒尺寸自動測量裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軸類零件加工設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種研磨棒尺寸自動測量裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]精密軸類零件的制作，通常是先加工出一種棒狀的毛坯料，再通過切削等工藝，進一步加工出零件的各種特征尺寸。這種毛坯料稱為研磨棒，其自身的尺寸精度首先要達到一定的技術(shù)指標，這樣才能保證后續(xù)工藝滿足零件特征尺寸的加工精度要求。
[0003]研磨棒是通過無心磨床對外表面進行磨削加工而制成的，其精度指標包括棒料截面的直徑和圓度。在棒料的不同區(qū)域，存在截面直徑、圓度的微小變化，當這種變化超出公差允許的范圍時即形成超差，不允許直接用于后續(xù)加工；特別是在棒料自身長度較長的情況下，出現(xiàn)超差的概率也相應(yīng)增加。因此在將研磨棒加工為精密軸類零件之前，需要預先對棒料不同區(qū)域的截面進行直徑、圓度檢測，以確保其尺寸偏差波動控制在允許的誤差范圍之內(nèi)。
[0004]在相關(guān)技術(shù)中，采用接觸式測量工具及方法對研磨棒的尺寸指標進行預檢。然而這種方法存在以下問題:其一，抽檢點有限，檢測覆蓋面不足，測量結(jié)果準確度低；其二，測量結(jié)果受人為、主觀因素影響較大；其三，多次接觸提高棒料損傷甚至報廢的概率；其四，工序繁瑣，勞動強度大，效率低，成本高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有的采用接觸式工具及方法檢測研磨棒直徑和圓度所導致的測量結(jié)果不準確、棒料報廢率高，以及成本高、效率低的上述缺陷和問題，本發(fā)明的目的是提供一種以非接觸方式自動運行的、測量速度更快、結(jié)果更準確的研磨棒尺寸自動測量裝置及方法。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種研磨棒尺寸自動測量裝置，其特征在于，包括:
[0007]測量系統(tǒng)，其包括平移軸、旋轉(zhuǎn)軸、支撐器、測頭，所述旋轉(zhuǎn)軸安裝在沿進給方向運動的平移軸上，所述支撐器位于旋轉(zhuǎn)軸沿進給方向的遠端，其包括軸套，以及使支撐器在垂直于進給方向的平面上移動的二維調(diào)節(jié)滑臺，所述測頭位于旋轉(zhuǎn)軸、支撐器之間，其由底座，以及對稱安裝在其上的信號發(fā)生器、信號接收器組成；
[0008]計算系統(tǒng)，其包括計算模塊、數(shù)控模塊、顯示終端，所述計算模塊分別與顯示終端、信號接收器連接，所述數(shù)控模塊分別與平移軸、信號發(fā)生器連接。
[0009]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述計算模塊與信號接收器通過網(wǎng)線連接。
[0010]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述計算模塊、數(shù)控模塊安裝在計算機中。
[0011]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述顯示終端是顯示器。
[0012]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述信號發(fā)生器、信號接收器的垂直高度大于研磨棒的直徑。
[0013]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述軸套是可以根據(jù)研磨棒直徑進行拆卸、替換的軸套。
[0014]本發(fā)明還提供一種研磨棒尺寸自動測量方法，其特征在于，含有以下步驟:
[0015]Ql:將研磨棒沿進給方向依次穿過旋轉(zhuǎn)軸、測頭、軸套，首先調(diào)整研磨棒的位置，使其位于測頭的信號發(fā)生器、信號接收器之間，然后調(diào)節(jié)二維調(diào)節(jié)滑臺，使支撐器在垂直于進給方向的平面上移動，直至研磨棒順利通過軸套；
[0016]Q2:信號發(fā)生器向信號接收器發(fā)射出覆蓋長度為L的光信號，控制平移軸帶動旋轉(zhuǎn)軸、研磨棒沿進給方向運動，使研磨棒穿過光信號所覆蓋的測量區(qū)域，并遮擋住一部分光信號;
[0017]Q3:當研磨棒的測量點進入測量區(qū)域時，信號接收器分別讀取未被遮擋的上、下兩部分光信號的覆蓋長度U、L2，然后將所讀取的數(shù)值傳輸至計算模塊；
[0018]Q4:計算模塊根據(jù)光信號的覆蓋長度差值計算出該測量點所對應(yīng)的研磨棒直徑D1=L-L1-L2 ；
[0019]Q5:控制研磨棒沿進給方向運動，繼續(xù)測量下一個測量點所對應(yīng)的研磨棒直徑值。
[0020]作為上述使用方法的優(yōu)選，還含有以下步驟:
[0021]Q6:當研磨棒的某測量點進入測量區(qū)域時，停止進給，測量并計算出該測量點所對應(yīng)的研磨棒直SD1，然后將旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一定角度，使與該測量點處于同一截面上的另一測量點進入測量區(qū)域，測量并計算出這個新測量點所對應(yīng)的研磨棒直徑D2 ；
[0022]Q7:控制旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，繼續(xù)測量該截面上的下一個測量點所對應(yīng)的研磨棒直徑Dn ;
[0023]Q8:計算模塊根據(jù)同一截面上所測得的多個直徑0?，計算出該截面的直徑分布寬度，作為研磨棒在該截面處所對應(yīng)的圓度C。
[0024]作為上述使用方法的優(yōu)選，研磨棒在某截面處所對應(yīng)的圓度C，還可按照以下方法計算:
[0025]Q9:計算模塊查找位于同一截面上的直徑最大值Dmax和最小值Dmin,以其差值作為研磨棒在該截面處所對應(yīng)的圓度C=Dmax-Dmin。
[0026]本發(fā)明所提供的研磨棒尺寸自動測量裝置，通過控制研磨棒的進給和旋轉(zhuǎn)，以及讀取光信號的覆蓋長度變化，實現(xiàn)了對于研磨棒直徑、圓度的測量，其測量過程采用非接觸式自動運行，并由計算機程序計算、分析測量結(jié)果。與人工手動測量相比，該裝置的測量速度更快、測量點覆蓋面更廣、讀數(shù)更客觀，且可避免損傷棒料，以及簡化工序、解放人力資源。因此，該裝置及方法能夠提高研磨棒尺寸測量結(jié)果的準確性，并有利于控制成本、提高效率、降低報廢率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1為本發(fā)明實施例的研磨棒尺寸自動測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為本發(fā)明實施例的研磨棒尺寸自動測量裝置中的測頭的結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖。

【具體實施方式】
[0030]下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的一種研磨棒尺寸自動測量裝置，包括:測量系統(tǒng)1，其包括平移軸11、旋轉(zhuǎn)軸12、支撐器13、測頭14，所述旋轉(zhuǎn)軸12安裝在沿進給方向運動的平移軸11上，所述支撐器13位于旋轉(zhuǎn)軸12沿進給方向的遠端，其包括軸套131，以及使支撐器13在垂直于進給方向的平面上移動的二維調(diào)節(jié)滑臺132，所述測頭14位于旋轉(zhuǎn)軸
12、支撐器13之間，其由底座141，以及對稱安裝在其上的信號發(fā)生器142、信號接收器143組成；計算系統(tǒng)2，其包括計算模塊21、數(shù)控模塊22、顯示終端23，所述計算模塊21分別與顯示終端23、信號接收器143連接，所述數(shù)控模塊22分別與平移軸11、信號發(fā)生器142連接。
[0032]如圖1所示，所述計算模塊21與信號接收器143通過網(wǎng)線3連接。所述計算模塊
21、數(shù)控模塊22安裝在計算機4中。所述顯示終端23是顯示器。所述信號發(fā)生器142、信號接收器143的垂直高度大于研磨棒的直徑。所述軸套131是可以根據(jù)研磨棒直徑進行拆卸、替換的軸套。
[0033]如圖2所示，本發(fā)明實施例還提供一種研磨棒尺寸自動測量方法，含有以下步驟:將研磨棒沿進給方向依次穿過旋轉(zhuǎn)軸、測頭、軸套，首先調(diào)整研磨棒的位置，使其位于測頭的信號發(fā)生器、信號接收器之間，然后調(diào)節(jié)二維調(diào)節(jié)滑臺，使支撐器在垂直于進給方向的平面上移動，直至研磨棒順利通過軸套；信號發(fā)生器向信號接收器發(fā)射出覆蓋長度為L的光信號，控制平移軸帶動旋轉(zhuǎn)軸、研磨棒沿進給方向運動，使研磨棒穿過光信號所覆蓋的測量區(qū)域，并遮擋住一部分光信號；當研磨棒的測量點進入測量區(qū)域時，信號接收器分別讀取未被遮擋的上、下兩部分光信號的覆蓋長度U、L2，然后將所讀取的數(shù)值傳輸至計算模塊；計算模塊根據(jù)光信號的覆蓋長度差值計算出該測量點所對應(yīng)的研磨棒直徑D1=L-L1-L2 ;控制研磨棒沿進給方向運動，繼續(xù)測量下一個測量點所對應(yīng)的研磨棒直徑值。圖2中的箭頭表示由信號發(fā)生器所發(fā)射出的光信號。
[0034]如圖2所示，作為上述方法的優(yōu)選，還按照以下步驟執(zhí)行:當研磨棒的某測量點進入測量區(qū)域時，停止進給，測量并計算出該測量點所對應(yīng)的研磨棒直徑D1，然后將旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一定角度，使與該測量點處于同一截面上的另一測量點進入測量區(qū)域，測量并計算出這個新測量點所對應(yīng)的研磨棒直徑D2 ;控制旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),繼續(xù)測量該截面上的下一個測量點所對應(yīng)的研磨棒直徑Dn ;計算模塊根據(jù)同一截面上所測得的多個直徑Dn，計算出該截面的直徑分布寬度，作為研磨棒在該截面處所對應(yīng)的圓度C。
[0035]如圖2所示，作為上述方法的優(yōu)選，研磨棒在某截面處所對應(yīng)的圓度C，還可按照以下方法計算:計算模塊查找位于同一截面上的直徑最大值Dmax和最小值Dmin,以其差值作為研磨棒在該截面處所對應(yīng)的圓度C=Dmax-Dmin。
[0036]本發(fā)明所提供的研磨棒尺寸自動測量裝置及方法，與傳統(tǒng)的手工作業(yè)相比，在科學化程度和自動化程度上都具有較為明顯的優(yōu)勢，更能夠適應(yīng)大規(guī)模、批量化的生產(chǎn)模式。
[0037]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種研磨棒尺寸自動測量裝置，其特征在于，包括: 測量系統(tǒng)，其包括平移軸、旋轉(zhuǎn)軸、支撐器、測頭，所述旋轉(zhuǎn)軸安裝在沿進給方向運動的平移軸上，所述支撐器位于旋轉(zhuǎn)軸沿進給方向的遠端，其包括軸套，以及使支撐器在垂直于進給方向的平面上移動的二維調(diào)節(jié)滑臺，所述測頭位于旋轉(zhuǎn)軸、支撐器之間，其由底座，以及對稱安裝在其上的信號發(fā)生器、信號接收器組成； 計算系統(tǒng)，其包括計算模塊、數(shù)控模塊、顯示終端，所述計算模塊分別與顯示終端、信號接收器連接，所述數(shù)控模塊分別與平移軸、信號發(fā)生器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研磨棒尺寸自動測量裝置，其特征在于，所述計算模塊與信號接收器通過網(wǎng)線連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研磨棒尺寸自動測量裝置，其特征在于，所述計算模塊、數(shù)控模塊安裝在計算機中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研磨棒尺寸自動測量裝置，其特征在于，所述顯示終端是顯不器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研磨棒尺寸自動測量裝置，其特征在于，所述信號發(fā)生器、信號接收器的垂直高度大于研磨棒的直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研磨棒尺寸自動測量裝置，其特征在于，所述軸套是可以根據(jù)研磨棒直徑進行拆卸、替換的軸套。
7.一種研磨棒尺寸 自動測量方法，其特征在于，含有以下步驟: Ql:將研磨棒沿進給方向依次穿過旋轉(zhuǎn)軸、測頭、軸套，首先調(diào)整研磨棒的位置，使其位于測頭的信號發(fā)生器、信號接收器之間，然后調(diào)節(jié)二維調(diào)節(jié)滑臺，使支撐器在垂直于進給方向的平面上移動，直至研磨棒順利通過軸套； Q2:信號發(fā)生器向信號接收器發(fā)射出覆蓋長度為L的光信號，控制平移軸帶動旋轉(zhuǎn)軸、研磨棒沿進給方向運動，使研磨棒穿過光信號所覆蓋的測量區(qū)域，并遮擋住一部分光信號; Q3:當研磨棒的測量點進入測量區(qū)域時，信號接收器分別讀取未被遮擋的上、下兩部分光信號的覆蓋長度U、L2，然后將所讀取的數(shù)值傳輸至計算模塊； Q4:計算模塊根據(jù)光信號的覆蓋長度差值計算出該測量點所對應(yīng)的研磨棒直徑D1=L-L1-L2 ； Q5:控制研磨棒沿進給方向運動，繼續(xù)測量下一個測量點所對應(yīng)的研磨棒直徑值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種研磨棒尺寸自動測量方法，其特征在于，還含有以下步驟: Q6:當研磨棒的某測量點進入測量區(qū)域時，停止進給，測量并計算出該測量點所對應(yīng)的研磨棒直徑D1，然后將旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一定角度，使與該測量點處于同一截面上的另一測量點進入測量區(qū)域，測量并計算出這個新測量點所對應(yīng)的研磨棒直徑D2 ； Q7:控制旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),繼續(xù)測量該截面上的下一個測量點所對應(yīng)的研磨棒直徑Dn ； Q8:計算模塊根據(jù)同一截面上所測得的多個直SDn，計算出該截面的直徑分布寬度，作為研磨棒在該截面處所對應(yīng)的圓度C。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種研磨棒尺寸自動測量方法，其特征在于，研磨棒在某截面處所對應(yīng)的圓度C，還可按照以下方法計算:Q9:計算模塊查找位于同一截面上的直徑最大值Dmax和最小值Dmin,以其差值作為研磨棒在該截面處所 對應(yīng)的圓度C=Dmax-Dmin。
【文檔編號】B24B49/02GK104044070SQ201310076960
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月12日
【發(fā)明者】崔華 申請人:昆山允可精密工業(yè)技術(shù)有限公司