本发明专利技术公开了属于工业测量技术领域的一种大直径圆环类零件内外径非接触式测量装置，该装置采用旋转台(2)带动待测圆环零件(4)转动的方式，利用非接触式的激光位移传感器测量待测圆环零件(4)的内径、外径尺寸；并利用升降台(3)、内外径调整架(5)的微调来适应不同尺寸待测圆环零件(4)的测量。本装置可以实现圆环类零件内径、外径、厚度和椭圆度的自动化非接触测量，测量误差小、操作简便、测量速度快、工作效率高，适用于大直径圆环类零件生产加工类企业大批量检测的场合。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业测量
，具体涉及一种大直径圆环类零件内外径非接触式测量装置，用于测量大直径圆环类零件的内径、外径、厚度和椭圆度尺寸。
技术介绍
圆环类零件种类繁多，诸如滚子、转子、环、活塞、滚套、轴承等，其中轴承较为常见。在工业界通常把直径(或称口径)在Φ500mm以上的工件称为大直径工件，有些工件的直径在三米以上。例如：水轮机、汽轮机、大型发电机组以及大型轴承圈等都属于大直径工件。 能够精确的测量大直径工件的几何尺寸，对生产和施工工程具有非常重要的意义和价值，对确保产品质量非常关键。 目前对于大直径圆环类零件，由于其尺寸特殊，没有专用的量具对其进行自动化测量，现行的实施方案大都采用测量杆方法对圆环类零件进行测量。测量杆由固定长度的钢管组成，一端连接千分表，另一端通过钢球与零件接触。测量前，对钢管长度通过标定，确定测量杆的定形尺寸，用于测量一种规格的零件。测量时，手持测量杆旋转一周，利用千分表测出圆环尺寸与该定形尺寸的代数差，该代数差与定形尺寸之和即为被测圆环尺寸。 由于该方法需要工人手工操作，主观因素和手持的稳定性都对测量读数有较大影响，所以测量误差较大。
技术实现思路
针对现有技术存在的以上一些问题，本专利技术提供一种大直径圆环类零件内外径非接触式测量装置，用于实现圆环类零件内径、外径、厚度和椭圆度的自动化非接触测量，减小测量误差，简化操作方法，提高测量速度和工作效率。 本专利技术提供的大直径圆环类零件内外径非接触式测量装置，采用非接触式的激光位移传感器测量圆环类零件管壁与激光位移传感器之间的距离，结合旋转台(2)中轴线与激光位移传感器之间的距离，求出该零件的内半径和外半径。利用旋转台(2)带动圆环类零件旋转一周，可以求出整个截面的内外径数据。内外径调整架(5)带动激光位移传感器水平移动，可以适应不同尺寸的圆环类零件测量。升降台(3)上下移动可以用来调整测量截面和待测圆环端面之间的距离，同时方便零件安放在旋转台面(10)上。 本专利技术提供的大直径圆环类零件内外径非接触式测量装置由底座(1)、旋转台(2)、升降台(3)、内外径调整架(5)、内径探头(6)和外径探头(7)组成；升降台(3)带动内外径调整架(5)上下运动，内径探头(6)和外径探头(7)固定在内外径调整架(5)上。 所述的旋转台(2)由电机(8)、涡轮蜗杆传动器(9)、旋转台面(10)、编码器(11)和夹具(12)组成，编码器(11)和旋转台面(10)同轴连接。 所述的内外径调整架(5)由外壳(21)、电机(22、23)、丝杠(24、25)、导轨(26、27、28、29)、内径固定臂(30)和外径固定臂(31)组成。 所述的内径探头(6)和外径探头(7)均为非接触式的激光位移传感器，用于测量探头距离对应管壁的距离。 工作原理说明： 工作时，首先升降台(3)带动内外径调整架(5)、内径探头(6)和外径探头(7)升起，将待测圆环零件(4)放在旋转台面(10)上，保证圆环类工件与旋转台(2)的中轴线基本一致，并利用夹具(12)将待测圆环零件(4)固定在旋转台面(10)上。然后升降台(3)带动内外径调整架(5)、内径探头(6)和外径探头(7)向下移动，调整测量圆环截面距端面的距离。内外径调整架(5)分别带动内径探头(6)和外径探头(7)在水平方向上左右移动，使待测圆环零件(4)处于激光位移传感器的工作范围以内。 读取内径探头(6)和外径探头(7)与待测圆环零件(4)内壁和外壁之间的距离读数，分别记为a和b。结合内径探头(6)和外径探头(7)与旋转台(2)中轴线之间的距离(分别记为A和B)，就可以计算出该角度处内半径的值为A+a，外半径的值为B-b。升降台(3)和内外径调整架(5)位置调整好以后保持不动，旋转台(2)带动待测圆环零件(4)转动，利用编码器(11)来识别旋转台(2)的转动角度，每旋转一定角度时，采集一次内半径和外半径数值，最终实现整个圆周内径和外径的测量。 直接测量出来的数据为待测圆环零件(4)一个截面的轮廓，由于安放时待测圆环零件(4)的中轴线与旋转台(2)的中轴线很难保证一致，轴心偏移误差对测量结果的影响很大。可以利用算法拟合出截面轮廓的轴心，然后重新计算出的修正内径外径即为该待测圆环零件(4)的内径和外径数据。外径和内径之差为圆环类零件的厚度，外径和内径各自的最大变化量为椭圆度，所以本装置也可以实现圆环类零件的厚度和椭圆度的测量。 本专利技术的有益效果是： 本专利技术提供的大直径圆环类零件内外径非接触式测量装置，可以实现圆环类零件内径、外径、厚度和椭圆度的自动化非接触测量，该装置测量误差小、操作简便、测量速度快、工作效率高，适用于大直径圆环类零件生产加工类企业大批量检测的场合。 附图说明 图1是本专利技术装置的结构框图。 图2是旋转台结构示意图。 图3是升降台结构示意图。 图4是内外径调整架结构示意图。 图5是数据处理算法示意图。 具体实施方式 下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。 实施例 如图1所示，本实施例涉及的大直径圆环类零件内外径非接触式测量装置，由底座(1)、旋转台(2)、升降台(3)、内外径调整架(5)、内径探头(6)和外径探头(7)组成。升降台(3)带动内外径调整架(5)上下运动，内径探头(6)和外径探头(7)固定在内外径调整架(5)上。 所测的工件为待测圆环零件(4)。 如图2所示，所述的旋转台(2)由电机(8)、涡轮蜗杆传动器(9)、旋转台面(10)、编码器(11)和夹具(12)组成。编码器(11)与旋转台面(10)同轴连接，用于监测其转动角度，本实施例选取的编码器(11)每旋转一周产生20000个脉冲。夹具(12)用于固定待测圆环零件(4)，本实施例中夹具的实现方式为螺栓螺母固定的夹片形式，夹片(12)沿旋转台面(10)上的T型槽可以沿径向活动，夹片(12)和T型槽共六组，每隔60。一组。电机(8)为伺服电机，型号安川公司的SGMGV-13ADC61。涡轮蜗杆传动器(9)将电机(8)的卧轴转动转变为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大直径圆环类零件内外径非接触式测量装置，其特征在于：所述的大直径圆环类零件内外径非接触式测量装置由底座(1)、旋转台(2)、升降台(3)、内外径调整架(5)、内径探头(6)和外径探头(7)组成；升降台(3)带动内外径调整架(5)上下运动，内径探头(6)和外径探头(7)固定在内外径调整架(5)上。
【技术特征摘要】
1.一种大直径圆环类零件内外径非接触式测量装置，其特征在于：所述的大直径圆环类零件内外径非接触
式测量装置由底座(1)、旋转台(2)、升降台(3)、内外径调整架(5)、内径探头(6)和外径探头(7)
组成；升降台(3)带动内外径调整架(5)上下运动，内径探头(6)和外径探头(7)固定在内外径调
整架(5)上。
2.一种如权利要求1所述的大直径圆环类零件内外径非接触式测量装置，其特征在于所述的旋转台(2)
由电机(8)、涡轮蜗杆传动器(9)、旋转台面(10)、...
【专利技术属性】
技术研发人员：梅剑春，叶青，田建国，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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