零件外形尺寸检测装置和检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及检测仪器领域，公开了一种零件外形尺寸检测装置和检测方法，包括放置待测零件的零件放置架；测试机构，包括至少一个位移传感器以及至少一个距离传感器，位移传感器用于扫描待测零件的外形尺寸参数，距离传感器用于检测位移传感器扫描完待测零件一个截面后沿垂直于待测零件截面方向移动的位移；还包括至少一个驱动零件放置架或者测试机构在直线、平面或立体范围内运动的驱动机构。本发明专利技术通过测试机构检测多个零件的截面尺寸，相比传统的人工视觉检测，不易受到人为因素的干扰，检测过程的稳定性好，而且对检测人员的要求低。

【技术实现步骤摘要】
零件外形尺寸检测装置和检测方法
本专利技术涉及检测仪器领域，具体涉及一种零件外形尺寸检测装置和检测方法。
技术介绍
在零部件加工生产过程中，检测零件外形尺寸是判断待测零件加工尺寸是否合格的必要手段。如钢筋、钢管、丝杆等轴类或者盘类零件，为了装配需求，常需加工外螺纹。传统的外螺纹参数检测都是利用检测工具进行接触式的手动检测检测时需要检测几个点，此种方式在批量的待测零件外螺纹检测上有很多弊端。比如：1)检测工作量大、效率低、检测结果易受到人为因素干扰；2)检测工具易磨损，对检测人员要求较高等；3)人工视觉检测技术稳定性不高，使用过程会受到一定的限制；4)无法检测到外螺纹的齿根外形。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种零件外形尺寸检测装置，以解决人工视觉检测零件，检测结果易受到人为因素干扰，检测技术稳定性不高的问题。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：零件外形尺寸检测装置，包括零件放置架，用于放置待测零件；测试机构，包括至少一个位移传感器以及至少一个距离传感器；位移传感器用于扫描待测零件的外形尺寸参数；距离传感器用于检测位移传感器扫描完待测零件一个截面后沿垂直于待测零件截面方向移动的位移；还包括至少一个驱动机构，驱动机构驱动零件放置架或者测试机构在直线、平面或立体范围内运动。上述技术方案中，位移传感器先扫描待测零件的一个截面的外形尺寸参数，驱动机构驱动零件放置架或者测试机构沿垂直于待测零件截面方向移动一个距离，位移传感器扫描待测零件的此截面的外形尺寸参数；如此重复，直至检测完所有待测零件的截面。本方案相比传统的人工视觉检测，不易受到人为因素的干扰，检测过程的稳定性好，而且对检测人员的要求低。进一步，驱动机构包括驱动零件放置架纵向运动的第一驱动机构，驱动零件放置架竖向运动的第二驱动机构，驱动测试机构横向运动的第三驱动机构。由此使得待测零件横向的放置在零件放置架上，通过第一驱动机构和第二驱动机构调节待测零件的位置，使之与位移传感器保持合适的距离，便于位移传感器检测零件；第三驱动机构使测试机构横向运动，即沿垂直于待测零件截面的方向运动，便于对待测零件进行多点检测。进一步，位移传感器包括第一位移传感器和第二位移传感器，第一位移传感器和第二位移传感器分别位于零件放置架两侧相对的方向；距离传感器包括第三距离传感器和第四距离传感器；第三距离传感器用于检测第一位移传感器和第二位移传感器竖向方向的距离；第四距离传感器用于检测第一位移传感器的横向位移。在零件放置架两侧相对的方向各设一个位移传感器，且设有检测此两个位移传感器之间距离的第三距离传感器，由此间接检测轴类、盘类、外螺纹零件的外形参数。进一步，第一位移传感器和第二位移传感器分别位于零件放置架的上、下两侧，测试机构还包括使第一位移传感器或第二位移传感器竖向运动的第四驱动机构，第一位移传感器和第二位移传感器两者的纵向位置和横向位置相对不变。第四驱动机构使其中一个位移传感器竖向运动，便于调节两个位移传感器之间的距离；在检测不同直径的零件时，可保证位移传感器在合适的量程内，使检测结果更准确。进一步，第四驱动机构驱动第一位移传感器竖向运动，第一位移传感器和第二位移传感器为激光位移传感器；第三距离传感器为磁栅尺，该磁栅尺的读头随第一位移传感器运动；第四距离传感器为横向设置的光栅尺，该光栅尺的标尺光栅固定不动，该光栅尺的读头随第一位移传感器一起运动。激光位移传感器直线度好，且检测精度高；磁栅尺体积小，对空间结构的影响小；光栅尺检测范围大，检测精度高，响应速度快，适合检测第一位移传感器横向移动的距离。进一步，第一驱动机构包括第一导轨、第一滑块和使第一滑块在第一导轨上纵向滑动的第一驱动模块；第二驱动机构包括第二滑块、与第一滑块固定连接的第二导轨和使第二滑块在第二导轨上竖向滑动的第二驱动模块，该第二滑块与零件放置架固定连接。通过导轨和滑块的方式使得待测零件的纵向和竖向移动路径按导轨的路径行走。进一步，第三驱动机构包括第三电机和横向设置的第三导轨，第三电机的输出轴同轴连接有第三丝杆；测试机构还包括横向滑动连接在第三导轨上的第三滑块，第三丝杆与该第三滑块螺纹连接；第四驱动机构包括第四滑块和使第四滑块在第三滑块上竖向运动的第四驱动模块；第一位移传感器和第三距离传感器与该第四滑块连接；第二位移传感器与第三滑块固定连接；第三距离传感器设置在第三滑块上；该第四驱动模块包括连接在第三滑块上的两根竖向的导向柱，两根导向柱穿设在第四滑块上，第三滑块上转动连接有竖向的第四丝杆，第四丝杆与第四滑块螺纹连接，第四丝杆上固接有第四旋钮。通过第三电机、第三丝杆的方式使测试机构在第三导轨上横向运动，结构简单，安全可靠。第一位移传感器和第三距离传感器安装在第四滑块上，随第四滑块竖向运动；而且通过第四丝杆、第四旋钮使得第四滑块竖向运动，从而调节第一位移传感器的竖向位置；由于批量检测待测零件时，零件的外形尺寸变化很小，第一位移传感器的竖向位置无需经常调节，因而用第四旋转手动调节即可，无需采用电机的方式驱动，可节约成本。进一步，还包括带触摸屏的工控机，工控机与第三电机、第一位移传感器、第二位移传感器、第三距离传感器和第四距离传感器电气连接。由此，通过工控机将传感器检测到数据进行计算然后显示在触摸屏上，便于快速得出零件外形尺寸的参数。本专利技术的另一个目的在于提供一种零件外形尺寸检测方法，该检测方法包括如下步骤；A搭建权利要求1至5中任一项的检测装置，并将该装置中的传感器与工控机电气连接；B检测前准备，将待测零件放置在零件放置架上，调节好待测零件、位移传感器和距离传感器的位置；C位移传感器读取初始位置时待测零件的截面外形尺寸；D驱动机构驱动测试机构或者零件放置架沿垂直于待测零件截面的方向运动，每次移动距离为Δx；E读取距离传感器测得的Δx数据；同时读取位移传感器测得的一个距离Δx位置时待测零件的截面外形尺寸；F重复上述D至E步骤，直至读取完待测零件的整个外形尺寸；G将读取到的位移传感器和距离传感器测得的数据进行平滑滤波处理；H求出待测零件的参数；I工控机上的触摸屏显示待测零件的外形尺寸参数。进一步，所检测的对象为待测零件上的外螺纹；或者步骤A中搭建权利要求5的检测装置；或者步骤C中，读取磁栅尺的数据Y0，读取第一位移传感器和第二位移传感器的初始数据；或者步骤E中，一个距离Δx位置时，读取第一位移传感器测得的待测零件上表面螺纹参数Y1；读取第二位移传感器测得的待测零件下表面螺纹参数Y2；或者步骤H中，工控机从Y1中识别出外螺纹上表面的齿根值Y11和外螺纹上表面的齿顶值Y12；从Y2中识别出外螺纹下表面的齿根值Y21和外螺纹下表面的齿顶值Y22；计算出外螺纹大径d＝Y0-(Y22+Y12),外螺纹小径d1＝Y0-(Y21+Y11)。附图说明图1为实施例一的检测装置的立体结构示意图。图2为实施例二中触摸屏上显示的待测零件外螺纹外形数据示意图。图3为实施例三中第三移传感器的扫描待测零件横截面外形尺寸的路径示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：说明书附图中的附图标记包括：机架1、第一导轨11、第一滑块12、第一旋钮13、第二导轨21、第二滑块22、第二旋钮23、零件放置架31、V型块32、第一位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.零件外形尺寸检测装置，其特征在于：包括零件放置架，用于放置待测零件；测试机构，包括至少一个位移传感器以及至少一个距离传感器；所述位移传感器用于扫描待测零件的外形尺寸参数；距离传感器用于检测位移传感器扫描完待测零件一个截面后沿垂直于待测零件截面方向移动的位移；还包括至少一个驱动机构，所述驱动机构驱动所述零件放置架或者测试机构在直线、平面或立体范围内运动。

【技术特征摘要】
1.零件外形尺寸检测装置，其特征在于：包括零件放置架，用于放置待测零件；测试机构，包括至少一个位移传感器以及至少一个距离传感器；所述位移传感器用于扫描待测零件的外形尺寸参数；距离传感器用于检测位移传感器扫描完待测零件一个截面后沿垂直于待测零件截面方向移动的位移；还包括至少一个驱动机构，所述驱动机构驱动所述零件放置架或者测试机构在直线、平面或立体范围内运动。2.根据权利要求1所述的零件外形尺寸检测装置，其特征在于：所述驱动机构包括驱动所述零件放置架纵向运动的第一驱动机构，驱动所述零件放置架竖向运动的第二驱动机构，驱动所述测试机构横向运动的第三驱动机构。3.根据权利要求1或2所述的零件外形尺寸检测装置，其特征在于：所述位移传感器包括第一位移传感器和第二位移传感器，第一位移传感器和第二位移传感器分别位于零件放置架两侧相对的方向；所述距离传感器包括第三距离传感器和第四距离传感器；第三距离传感器用于检测第一位移传感器和第二位移传感器竖向方向的距离；第四距离传感器用于检测第一位移传感器的横向位移。4.根据权利要求3所述的零件外形尺寸检测装置，其特征在于：所述第一位移传感器和第二位移传感器分别位于零件放置架的上、下两侧，所述测试机构还包括使第一位移传感器或第二位移传感器竖向运动的第四驱动机构，第一位移传感器和第二位移传感器两者的纵向位置和横向位置相对不变。5.根据权利要求4所述的零件外形尺寸检测装置，其特征在于：所述第四驱动机构驱动所述第一位移传感器竖向运动，所述第一位移传感器和第二位移传感器为激光位移传感器；所述第三距离传感器为磁栅尺，该磁栅尺的读头随第一位移传感器运动；所述第四距离传感器为横向设置的光栅尺，该光栅尺的标尺光栅固定不动，该光栅尺的读头随所述第一位移传感器一起运动。6.根据权利要求2～5中任何一项所述的零件外形尺寸检测装置，其特征在于：所述第一驱动机构包括第一导轨、第一滑块和使第一滑块在第一导轨上纵向滑动的第一驱动模块；所述第二驱动机构包括第二滑块、与所述第一滑块固定连接的第二导轨和使第二滑块在第二导轨上竖向滑动的第二驱动模块，该第二滑块与所述零件放置架固定连接。7.根据权利要求2～5中任何一项所述的零件外形尺寸检测装置，其特征在于：所述第三驱动机构包括第三电机和横向设置的第三导轨，第三电机的输出轴同...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱达，陈世强，徐建，吕俊，刘嵩，李时东，
申请(专利权)人：湖北钜鑫工贸有限公司，湖北民族学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42