專利名稱：非圓柱體最大徑測量裝置及其測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用光學(xué)方法對非圓柱體最大徑測量的裝置及其測量方法。
背景技術(shù)：
軸承是動力機(jī)械傳動的基礎(chǔ)件，對于楔塊式軸承，異形楔塊滾子是其核心 和關(guān)鍵部件。對于類似異形楔塊滾子這種非規(guī)則柱體，目前對其最大徑的測量， 一般采用靜態(tài)的三坐標(biāo)測量儀在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行個體抽檢測量，由于在測量非規(guī)則 柱體最大徑時，首先要找出非規(guī)則柱體最大徑所在方位，該類測量儀器需要手 工反復(fù)轉(zhuǎn)動，才能測量出最大徑處的長度，因此，不僅測量時間長，而且不能 平穩(wěn)地自動測量，由于異形楔塊滾子最大徑測量困難，無法用于實(shí)時在線檢測， 導(dǎo)致部件裝配中各異形楔塊滾子的尺寸離散性大，不能保證整個軸承部件質(zhì)
量。目前雖然有一些測量裝置，如中國專利號為200520022813. 7的實(shí)用新型 專利說明書中公開的長度測量儀，通過配置光柵尺這一檢測元件實(shí)現(xiàn)對大直線 尺寸的測量與校對，但上述長度測量儀只適宜對規(guī)則體物件的長度進(jìn)行測量， 不適宜對類似楔塊滾子的非規(guī)則柱體最大徑的測量，而且在測量與校對過程 中，需要手工操作。又如中國專利申請?zhí)枮?00710025712. 9的發(fā)明專利申請 公布說明書公開的軸類零件直徑高精度快速測量裝置，利用光柵測量裝置，人 工操作，上述的測量裝置只適宜對軸類零件的直徑進(jìn)行測量，而不適用非規(guī)則 柱體最大徑的測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提出一種能平穩(wěn)地自動測量非規(guī)則柱體最大徑的非 圓柱體最大徑測量的裝置，本發(fā)明的目的之二是提出一種利用上述裝置對非規(guī) 則柱體最大徑的測量方法。
為達(dá)到上述目的之一，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案
本發(fā)明包括機(jī)架以及直線光柵尺，直線光柵尺具有直線光柵固定件和直 線光柵移動件，其中直線光柵固定件固定在機(jī)架上，所述直線光柵固定件一側(cè)設(shè)有與其平行的絲桿，絲桿上設(shè)有相配合的螺母， 一伺服電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與 所述絲桿的一端連接，相對絲桿的另一端設(shè)有定位轉(zhuǎn)盤，定位轉(zhuǎn)盤上方的機(jī)架 上懸掛一攝像儀，并在定位轉(zhuǎn)盤上方的機(jī)架上垂直固定一定位板，所述直線光 柵移動件與所述螺母連接，螺母的端面上還固定一與絲桿平行的測量桿，配備 的計(jì)算機(jī)通過接口與伺服電機(jī)的驅(qū)動器輸入端、定位轉(zhuǎn)盤的控制器輸入端連 接，所述攝像儀的信號輸出端、直線光柵移動件的信號輸出端與計(jì)算機(jī)的接口 連接。
在測量桿上設(shè)有1#電感傳感器，在定位板上設(shè)有2#電感傳感器，1#電 感傳感器與2#電感傳感器相對設(shè)置，1#電感傳感器與2#電感傳感器的信號 輸出端均與計(jì)算機(jī)的接口連接。
所述絲桿是滾珠絲桿。
所述傳動機(jī)構(gòu)是齒輪減速機(jī)構(gòu)。
為達(dá)到上述目的之二，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案將被測量的非規(guī)則柱體
置于定位轉(zhuǎn)盤上，處于定位轉(zhuǎn)盤上方的攝像儀將被測件的位置圖送入計(jì)算機(jī) 中，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，判別出被測件最大徑所在方位，計(jì)算機(jī)向定位轉(zhuǎn)盤的控 制器發(fā)出指令，定位轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，使被測件的最大徑方位與測量桿的移動方向完 全一致，計(jì)算機(jī)向伺服電機(jī)的驅(qū)動器發(fā)脈沖指令，驅(qū)動伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動直 線光柵移動件移動，從而產(chǎn)生移動脈沖，移動脈沖通過計(jì)算機(jī)接口輸送到計(jì)算
機(jī)中；當(dāng)直線光柵移動件停止移動，計(jì)算機(jī)根據(jù)采集到的移動脈沖計(jì)算當(dāng)前的 移動距離，通過光柵脈沖當(dāng)量換算為實(shí)際最大徑大小，數(shù)據(jù)在屏幕上顯示。
當(dāng)被測件被測量桿推動到與定位板接觸后，直線光柵移動件停止移動，同 時由于計(jì)算機(jī)接受不到光柵脈沖，停發(fā)驅(qū)動伺服電機(jī)的脈沖。
在測量桿和定位板上各設(shè)有電感傳感器，且兩電感傳感器相對設(shè)置，通過 電感傳感器與金屬被測件的非接觸式測量，將電感傳感器測量電信號通過計(jì)算 機(jī)接口讀入計(jì)算機(jī)，得出當(dāng)前金屬被測件與定位板、測量桿的距離，從而控制 伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，使直線光柵移動件停止移動。
本發(fā)明同時采用了長度電子測量技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)和精密機(jī)械伺 服驅(qū)動技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)自動找出非規(guī)則柱體最大徑所在方位、自動檢測非規(guī)則 柱體最大徑尺寸并顯示最大徑數(shù)據(jù)。本發(fā)明操作方便，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時在線檢測。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合 附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中 圖l是實(shí)施例l的結(jié)構(gòu)示圖； 圖2是圖1的俯視圖；圖3是實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示圖； 圖4是實(shí)施例1的控制方框圖；圖5是實(shí)施例2的控制方框圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1見圖1、圖2和圖4，實(shí)施例1包括機(jī)架以及直線光柵尺，直線光柵尺包 括直線光柵固定件1和直線光柵移動件2，其中直線光柵固定件2固定在機(jī)架 上，所述直線光柵固定件2—側(cè)設(shè)有與其平行的滾珠絲桿3，滾珠絲桿3上設(shè) 有相配合的螺母4，滾珠絲桿3由固定在機(jī)架上的兩軸承座內(nèi)的軸承支撐。一 固定在機(jī)架上的伺服電機(jī)5通過齒輪減速傳動機(jī)構(gòu)6與所述滾珠絲桿3的一端 連接，相對滾珠絲桿3的另一端設(shè)有定位轉(zhuǎn)盤7，定位轉(zhuǎn)盤7的控制器包括直 流、交流步進(jìn)電機(jī)和減速傳動機(jī)構(gòu)。定位轉(zhuǎn)盤7上方的機(jī)架上懸掛一攝像儀8， 并在定位轉(zhuǎn)盤7上方的機(jī)架上垂直固定一定位板9，定位板9與定位轉(zhuǎn)盤7略 有間隙，該間隙只要保證定位板9不影響定位轉(zhuǎn)盤7的轉(zhuǎn)動。所述直線光柵移 動件2與所述螺母4連接，螺母4的端面上還固定一指向定位轉(zhuǎn)盤7且與滾珠 絲桿3平行的測量桿10。當(dāng)伺服電機(jī)5轉(zhuǎn)動時帶動滾珠絲桿3轉(zhuǎn)動，由于滾 珠絲桿3軸向移動受到限制，從而使螺母4在滾珠絲桿3上軸向移動同時帶動 直線光柵移動件2在直線光柵固定件2上移動，并帶動測量桿10移動。配備的計(jì)算機(jī)通過接口與伺服電機(jī)5的驅(qū)動器輸入端、定位轉(zhuǎn)盤8的控制 器輸入端連接，所述攝像儀8的信號輸出端、直線光柵移動件2的信號輸出端 與計(jì)算機(jī)的接口連接。實(shí)施例l的測量方法如下將被測量的非規(guī)則柱體置于定位轉(zhuǎn)盤7上，處 于定位轉(zhuǎn)盤7上方的攝像儀8將被測件13的位置圖送入計(jì)算機(jī)中，經(jīng)計(jì)算機(jī) 處理后，判別出被測件13最大徑所在方位，計(jì)算機(jī)向定位轉(zhuǎn)盤7的控制器發(fā) 出指令，定位轉(zhuǎn)盤7旋轉(zhuǎn)，使被測件13的最大徑方位與測量桿10的移動方向完全一致，接著計(jì)算機(jī)向伺服電機(jī)5的驅(qū)動器發(fā)脈沖指令，驅(qū)動伺服電機(jī)5 旋轉(zhuǎn)，帶動直線光柵移動件2移動，從而產(chǎn)生移動脈沖，移動脈沖信號輸送到 計(jì)算機(jī)中。當(dāng)被測件13被測量桿10推動到與定位板9接觸后，直線光柵移動 件2停止移動，由于計(jì)算機(jī)接受不到光柵脈沖，停發(fā)驅(qū)動伺服電機(jī)5的脈沖， 伺服電機(jī)5停止旋轉(zhuǎn)。計(jì)算機(jī)根據(jù)采集到的移動脈沖計(jì)算當(dāng)前的移動距離，通 過光柵脈沖當(dāng)量換算為實(shí)際直徑大小，數(shù)據(jù)在屏幕上顯示。當(dāng)一次測量結(jié)束后， 驅(qū)動伺服電機(jī)5反向旋轉(zhuǎn)帶動測量桿10、直線光柵移動件2返回到設(shè)定的初 始位。 實(shí)施例2見圖3和圖5，實(shí)施例2在實(shí)施例1基礎(chǔ)上，在測量桿10上設(shè)有1#電感 傳感器ll，在定位板9上設(shè)有2#電感傳感器12， 1#電感傳感器11與2#電 感傳感器12相對設(shè)置。1#電感傳感器11與2#電感傳感器12的信號輸出端 均與計(jì)算機(jī)的接口連接。實(shí)施例2的測量方法如下將被測量的非規(guī)則柱體置于定位轉(zhuǎn)盤7上，處 于定位轉(zhuǎn)盤7上方的攝像儀8將被測件13的位置圖送入計(jì)算機(jī)中，經(jīng)計(jì)算機(jī) 處理后，判別出被測件13最大徑所在方位，計(jì)算機(jī)向定位轉(zhuǎn)盤7的控制器發(fā) 出指令，定位轉(zhuǎn)盤7旋轉(zhuǎn)，使被測件13的最大徑方位與測量桿10的移動方向 完全一致，接著計(jì)算機(jī)向伺服電機(jī)5的驅(qū)動器發(fā)脈沖指令，驅(qū)動伺服電機(jī)5 旋轉(zhuǎn)，帶動直線光柵移動件2移動，從而產(chǎn)生移動脈沖，移動脈沖信號輸送到 計(jì)算機(jī)中。通過電感傳感器與金屬被測件的非接觸式測量，將電感傳感器測量 電信號通過計(jì)算機(jī)接口讀入計(jì)算機(jī)，得出當(dāng)前金屬被測件與定位板9、測量桿 IO的距離，從而控制伺服電機(jī)5停止轉(zhuǎn)動，使直線光柵移動件2停止移動。 計(jì)算機(jī)根據(jù)采集到的移動脈沖計(jì)算當(dāng)前的移動距離，通過光柵脈沖當(dāng)量換算為 實(shí)際直徑大小，數(shù)據(jù)在屏幕上顯示。當(dāng)一次測量結(jié)束后，驅(qū)動伺服電機(jī)5反向 旋轉(zhuǎn)帶動測量桿10、直線光柵移動件2返回到設(shè)定的初始位。
權(quán)利要求
1、一種非圓柱體最大徑測量裝置，包括機(jī)架以及直線光柵尺，直線光柵尺具有直線光柵固定件(1)和直線光柵移動件(2)，其中直線光柵固定件(2)固定在機(jī)架上，其特征在于所述直線光柵固定件(2)一側(cè)設(shè)有與其平行的絲桿(3)，絲桿(3)上設(shè)有相配合的螺母(4)，一伺服電機(jī)(5)通過傳動機(jī)構(gòu)(6)與所述絲桿(3)的一端連接，相對絲桿(3)的另一端設(shè)有定位轉(zhuǎn)盤(7)，定位轉(zhuǎn)盤(7)上方的機(jī)架上懸掛一攝像儀(8)，并在定位轉(zhuǎn)盤(7)上方的機(jī)架上垂直固定一定位板(9)，所述直線光柵移動件(2)與所述螺母(4)連接，螺母(4)的端面上還固定一與絲桿(3)平行的測量桿(10)，配備的計(jì)算機(jī)通過接口與伺服電機(jī)(5)的驅(qū)動器輸入端、定位轉(zhuǎn)盤(8)的控制器輸入端連接，所述攝像儀(8)的信號輸出端、直線光柵移動件(2)的信號輸出端與計(jì)算機(jī)的接口連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非圓柱體最大徑測量裝置，其特征在于在測 量桿(10)上設(shè)有1#電感傳感器(11)，在定位板(9)上設(shè)有2#電感傳感 器(12)， 1#電感傳感器(11)與2#電感傳感器(12)相對設(shè)置，1#電感 傳感器(11)與2#電感傳感器(12)的信號輸出端均與計(jì)算機(jī)的接口連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非圓柱體最大徑測量裝置，其特征在于 所述絲桿(3)是滾珠絲桿。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的非圓柱體最大徑測量裝置，其特征在于所述 傳動機(jī)構(gòu)(6)是齒輪減速機(jī)構(gòu)。
5、 一種權(quán)利要求1所述的非圓柱體最大徑測量裝置的測量方法，其特征 在于將被測量的非規(guī)則柱體置于定位轉(zhuǎn)盤(7)上，處于定位轉(zhuǎn)盤(7)上方 的攝像儀(8)將被測件(13)的位置圖送入計(jì)算機(jī)中，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，判 別出被測件(13)最大徑所在方位，計(jì)算機(jī)向定位轉(zhuǎn)盤(7)的控制器發(fā)出指 令，定位轉(zhuǎn)盤(7)旋轉(zhuǎn)，使被測件(13)的最大徑方位與測量桿(10)的移 動方向完全一致，計(jì)算機(jī)向伺服電機(jī)(5)的驅(qū)動器發(fā)脈沖指令，驅(qū)動伺服電 機(jī)(5)旋轉(zhuǎn)，帶動直線光柵移動件(2)移動，從而產(chǎn)生移動脈沖，移動脈沖 通過計(jì)算機(jī)接口輸送到計(jì)算機(jī)中；當(dāng)直線光柵移動件(2)停止移動，計(jì)算機(jī) 根據(jù)采集到的移動脈沖計(jì)算當(dāng)前的移動距離，通過光柵脈沖當(dāng)量換算為實(shí)際最 大徑大小，數(shù)據(jù)在屏幕上顯示。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的非圓柱體最大徑測量裝置的測量方法，其特征 在于當(dāng)被測件(13)被測量桿(10)推動到與定位板(9)接觸后，直線光 柵移動件(2)停止移動，同時由于計(jì)算機(jī)接受不到光柵脈沖，停發(fā)驅(qū)動伺服 電機(jī)(5)的脈沖。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的非圓柱體最大徑測量裝置的測量方法，其特征 在于在測量桿(10)和定位板(9)上各設(shè)有電感傳感器(11、 12)，且兩電 感傳感器相對設(shè)置，通過電感傳感器與金屬被測件的非接觸式測量，將電感傳 感器測量電信號通過計(jì)算機(jī)接口讀入計(jì)算機(jī)，得出當(dāng)前金屬被測件與定位板(9)、測量桿(10)的距離，從而控制伺服電機(jī)(5)停止轉(zhuǎn)動，使直線光柵 移動件(2)停止移動。
全文摘要
一種非圓柱體最大徑測量裝置，包括機(jī)架以及直線光柵尺，所述直線光柵固定件一側(cè)設(shè)有與其平行的絲桿，絲桿上設(shè)有螺母，一伺服電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與所述絲桿的一端連接，相對絲桿的另一端設(shè)有定位轉(zhuǎn)盤，定位轉(zhuǎn)盤上方的機(jī)架上懸掛一攝像儀，并在定位轉(zhuǎn)盤上方的機(jī)架上垂直固定一定位板，所述直線光柵移動件與所述螺母連接，螺母的端面上還固定一與絲桿平行的測量桿，配備的計(jì)算機(jī)通過接口與伺服電機(jī)的驅(qū)動器輸入端、定位轉(zhuǎn)盤的控制器輸入端連接，所述攝像儀的信號輸出端、直線光柵移動件的信號輸出端與計(jì)算機(jī)的接口連接。本發(fā)明同時采用了長度電子測量技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)和精密機(jī)械伺服驅(qū)動技術(shù)。本發(fā)明操作方便，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時在線檢測。
文檔編號G01B11/08GK101319881SQ20081002425
公開日2008年12月10日 申請日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者楊龍興 申請人:江蘇技術(shù)師范學(xué)院