一种零件表面三维轮廓高精度测量装置制造方法及图纸

一种零件表面三维轮廓高精度测量装置，包括机架、平移装置、数据采集装置和控制系统，其特征在于：所述平移装置和数据采集装置设置在所述机架上，所述控制系统分别与平移装置和数据采集装置连接，所述平移装置能够夹持并带动被测零件在水平面内移动，所述数据采集装置包括固定架、导柱、吊板、千分表、电磁铁和联轴器，所述吊板通过所述导柱固定连接在所述固定架上，所述电磁铁的外壳固定连接在吊板上，电磁铁的铁芯通过所述联轴器与所述千分表的表杆连接，千分表的表针垂直于水平面设置。本发明专利技术结构简单，成本低廉，占用空间小，实现了高度自动化，满足检测精度，提高了生产效率。提高了生产效率。提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种零件表面三维轮廓高精度测量装置


[0001]本专利技术涉及自动化加工测量
，尤其涉及一种零件表面三维轮廓高精度测量装置。

技术介绍

[0002]三坐标测量仪是指通过三维取点来进行测量的一种仪器，也可以称作三坐标测量机。三坐标测量仪的原理是：通过检测头(探测传感器)与测量空间轴线运动的配合，对被测几何元素进行离散的空间点位置的获取，然后通过一定的数学计算，完成对所测点(点群)的分析拟合，最终还原出被测的几何元素，并在此基础上计算其于理论值(名义值)之间的偏差，从而完成对被测零件的检验工作。
[0003]三坐标测量仪广泛应用于模具、航空、汽车、电子等行业。三坐标测量仪具有可向三个方向移动的探头，探头以接触或非接触的方式对测量体进行测量。但目前的测量仪体积庞大，且没有设置有滑动装置，移动起来非常麻烦。同时，测量物体固定在工作台上，无法旋转移动，测量时存在一定的盲区，需要不停的手动调整。
[0004]微观几何形状误差，是机械零件的一个主要几何精度指标，它直接影响机器或仪器的使用性能和使用寿命。目前在生产现场主要是靠目测或触摸对比样板的办法来估计，而计量室中常用触针法、光切显微镜、干涉显微镜及电动轮廓仪测量，由于其结构和性能所限，难以实现现场主动测量，且工作效率不高。
[0005]传统的零件表面测量方法最常采用三坐标测量仪进行表面检测，但是由于市场上的三坐标测量仪价格昂贵，成本投入较高，而且设备占地面积大，被测零件尺寸有所限制。有鉴于此，有必要提供一种价格低廉，测量精度高，可用来测量不同尺寸规格的零件，而且实现高度自动化的测量装置。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种零件表面三维轮廓高精度测量装置，成本低，实现高度自动化，提高生产效率，并可用来测量不同尺寸规格的零件。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供技术方案如下：
[0008]一种零件表面三维轮廓高精度测量装置，包括机架、平移装置、数据采集装置和控制系统，其特征在于：所述平移装置和数据采集装置设置在所述机架上，所述控制系统分别与平移装置和数据采集装置连接，所述平移装置能够夹持并带动被测零件在水平面内移动，所述数据采集装置包括固定架、导柱、吊板、千分表、电磁铁和联轴器，所述吊板通过所述导柱固定连接在所述固定架上，所述电磁铁的外壳固定连接在吊板上，电磁铁的铁芯通过所述联轴器与所述千分表的表杆连接，千分表的表针垂直于水平面设置。
[0009]进一步的，所述固定架包括大理石平台、第一夹持横梁、第二夹持横梁和立柱，所述大理石平台设置在所述机架上，所述立柱设置在大理石平台上，所述第一夹持横梁和第二夹持横梁自上而下连接在立柱上，所述导柱连接在第一夹持横梁的通孔中，所述千分表
的表针穿设在第二夹持横梁上。
[0010]进一步的，所述平移装置包括模组X轴、模组Y轴和夹具组件，在所述模组X轴和模组Y轴的滑轨上分别设置有模组X轴滑块和模组Y轴滑块，所述模组X轴和模组Y轴相互垂直设置，模组Y轴的底座固定设置在所述机架上，模组X轴的底座连接在模组Y轴滑块上，所述夹具组件连接在模组X轴滑块上，被测零件夹持在夹具组件上，模组X轴能够沿着模组Y轴的滑轨移动，连接板能够沿着模组X轴的滑轨移动。
[0011]进一步的，所述夹具组件包括定位板、连接板、第一夹具、第二夹具、第三夹具、第四夹具、第一弹簧、第二弹簧和L板，所述定位板、连接板和第一夹具依次相连，所述第三夹具和第一夹具相对设置并通过第二弹簧相连接，所述第二夹具通过所述L板垂直连接在第一夹具上，所述第三夹具和第二夹具相对设置并通过第一弹簧相连接，被测零件被夹持在第一夹具、第二夹具、第三夹具、第四夹具之间。
[0012]进一步的，所述控制系统分为伺服电机控制系统和电磁铁控制系统，包括相互电连接的计算机和DSP运动控制卡，所述计算机和DSP运动控制卡与所述模组X轴、模组Y轴和电磁铁相连接。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术利用千分表代替三坐标测量仪中的光栅尺计量系统实现测量功能，结构简单，成本低廉，装置中的零部件可替换性强，占用空间小，实现了高度自动化，满足检测精度，提高了生产效率，省去了三坐标测量仪全封闭移动的桥式结构，实现了三坐标测量仪的测量功能；2、该专利技术装置简易便携，可以实现生产现场的主动测量；3、被测零件可以在大理石平台上自由移动，不会出现有测量盲区的情况；4、千分表底部检测头具有多种规格，可以根据被测表面轮廓特征进行拆装和更换，以保证测量精度；5、本专利技术通过缩小表针与零件表面的距离和利用电磁铁断电后产生的剩磁降低表针撞击到零件表面时的速度，可以有效减小表针的变形；6、利用弹簧连接夹具，手动即可实现被测零件的装夹与拆卸，不需要采用其它机械工具，而且可以实现零件的精确定位；7、该装置可以根据被测零件的大小对模组的X、Y轴行程和千分表的高度进行调整，可以满足不同尺寸零件检测的要求。
附图说明
[0014]图1为本专利技术整体结构示意图；
[0015]图2为本专利技术数据采集装置结构示意图；
[0016]图3为本专利技术数据采集装置中的千分表、电磁铁结构示意图；
[0017]图4为本专利技术夹具组件结构示意图；
[0018]图5为本专利技术实施例一数据采集原理图；
[0019]图6为本专利技术实施例二数据采集原理图；
[0020]图7为本专利技术控制系统原理图；
[0021]图8为本专利技术工作流程原理图；
[0022]图9为本专利技术千分表表针在被测零件表面上的打点轨迹图。
[0023]其中：1
‑
计算机，2
‑
模组X轴，3
‑
模组Y轴，4
‑
模组X轴滑块，5
‑
模组Y轴滑块，6
‑
定位板，7
‑
连接板，8
‑
电磁铁，9
‑
联轴器，10
‑
千分表，11
‑
第一夹持横梁，12
‑
第二夹持横梁，13
‑
立柱，14
‑
控制系统，15
‑
挡板，16
‑
顶板，17
‑
被测零件，18
‑
大理石平台，19
‑
固定板，20
‑
机架，
21
‑
第一夹具，22
‑
第二夹具，23
‑
第三夹具，24
‑
第四夹具，25
‑
第一弹簧，26
‑
第二弹簧，27
‑
L板，28
‑
导柱，29
‑
吊板。
具体实施方式
[0024]为了加深本专利技术的理解，下面我们将结合附图对本专利技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种零件表面三维轮廓高精度测量装置，包括机架(20)、平移装置、数据采集装置和控制系统(14)，其特征在于：所述平移装置和数据采集装置设置在所述机架(20)上，所述控制系统(14)分别与平移装置和数据采集装置连接，所述平移装置能够夹持并带动被测零件(17)在水平面内移动，所述数据采集装置包括固定架、导柱(28)、吊板(29)、千分表(10)、电磁铁(8)和联轴器(9)，所述吊板(29)通过所述导柱(28)固定连接在所述固定架上，所述电磁铁(8)的外壳固定连接在吊板(29)上，电磁铁(8)的铁芯通过所述联轴(9)器与所述千分表(10)的表杆连接，千分表(10)的表针垂直于水平面设置。2.根据权利要求1所述一种零件表面三维轮廓高精度测量装置，其特征在于：所述固定架包括大理石平台(18)、第一夹持横梁(11)、第二夹持横梁(12)和立柱(13)，所述大理石平台(18)设置在所述机架(20)上，所述立柱(13)设置在大理石平台(18)上，所述第一夹持横梁(11)和第二夹持横梁(12)自上而下连接在立柱(13)上，所述导柱(28)连接在第一夹持横梁(11)的通孔中，所述千分表(10)的表针穿设在第二夹持横梁(12)上。3.根据权利要求2所述一种零件表面三维轮廓高精度测量装置，其特征在于：所述平移装置包括模组X轴(2)、模组Y轴(3)和夹具组件，在所述模组X轴(2)和模组Y轴(3)的滑轨上分别设置有模组X轴滑块(4)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩良，范帅帅，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：