一種測量大尺寸機械零件垂直度的高精度檢測儀及方法
2023-04-27 00:53:46 3
專利名稱：一種測量大尺寸機械零件垂直度的高精度檢測儀及方法
技術領域：
本發明涉及ー種檢測儀及方法，尤其涉及ー種測量大尺寸機械零件垂直度的高精度檢測儀及測量方法。
背景技術：
一直以來，對於ー些尺寸大(> 2000mm)、重量大(> IOOOKg)、精度要求高(< O. Olmm)的機械零件上的垂直度檢測是機械裝備製造過程中的難題。
現有「三坐標測量機法」、CXD測量法和百分表法等三種垂直度測量方法，對於大尺寸機械零件的垂直度的高精度測量存在難以解決的實際問題。其中「大型三坐標測量機」從理論上講，可以測量大尺寸零件的垂直度，但受其測量頭關節臂間隙和重複定位精度的影響，其測量精度難以達到小於O. 02毫米以上精度要求，而且，大尺寸機械零件自身尺寸大，重量大，移動調整需要吊車等起重設備，三坐標測量機的使用環境和儀器自身空間經常受到限制；百分表法屬傳統測量方法，其使用的監測儀精度和數位化程度存在不足；CCD測量法屬非接觸測量法，沒有三坐標測量機和百分表法的上述不足，但CCD測量法操作複雜、儀器價格高，測量成本高。因此急需ー種測量大尺寸機械零件垂直度的高精度檢測儀及測量方法。
發明內容
為了解決上述問題中的不足之處，本發明提供了ー種測量大尺寸機械零件垂直度的高精度檢測儀及方法。本發明採用的技術方案為ー種測量大尺寸機械零件垂直度的高精度檢測儀，它由位移傳感器裝置、信息通信與處理模塊和儀器座三部分組成；儀器座由底座和支架構成，支架安裝在底座上；位移傳感器裝置由高精度位移傳感器、信息通信與處理模塊組成；高精度位移傳感器為兩個或多個並上下平行設置；高精度位移傳感器通過滑座套裝在支架上並和支架形成可調式連接。其測量方法為第I步檢測儀的垂直度校準將大理石標準塊放置在檢測用大理石平臺上，校準大理石標準塊的平面與大理石平臺垂直；將高精度位移傳感器與大理石標準塊的平面接觸，電腦顯示屏會實時顯示各高精度位移傳感器的接觸狀態，當電腦屏幕上各高精度位移傳感器顯示均不為零吋，用滑鼠點擊「校準按鈕」，檢測儀自動將所有高精度位移傳感器的當前位置記憶為零點位置，完成儀器校準；第2歩檢測零件放置在大理石平臺上，要求檢測零件7的待側面與底面的垂直度；將已經校準的垂直度儀的高精度位移傳感器的觸頭與零件的待測平面接觸，電腦顯示屏會實時顯示各傳感器的接觸狀態，當電腦屏幕上各傳感器顯示均不為零時，用滑鼠點擊「檢測按鈕」，信息通信與處理模塊會自動計算出垂直度的數值，並顯示在電腦屏幕上，完成エ件的垂直度測量。本發明結構簡單、操作使用方便、自動化和數位化程度高、測量精度高，儀器造價低、測量成本低。儀器經久耐用，壽命長，維護費用低。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進ー步詳細的說明。圖I為本發明的整體結構示意圖。圖2為使用時儀器校準演示示意圖。
圖3為使用時儀器檢測演示示意圖。圖4為顯示屏上的測量界面視圖。圖中1、高精度位移傳感器；2、信息通信與處理模塊；3、底座；4、支架；5、大理石標準塊；6、大理石平臺；7、零件；8、待側面；9、滑座。
具體實施例方式如圖I所示，本測量儀主要由位移傳感器裝置、信息通信與處理模塊2和儀器座三部分組成。儀器座由底座3 (圓盤部分)和支架4組成，支架安裝在底座上。對位移傳感器起固定和支撐作用，材料均為普通金屬結構鋼。位移傳感器裝置由高精度位移傳感器I、信息通信與處理模塊2組成。高精度位移傳感器I為兩個或多個並上下平行設置；高精度位移傳感器通過滑座9套裝在支架4上並和支架形成可調式連接。位移傳感器裝置的主要作用ー是接受信息通信與處理模塊的指令實現自整定，ニ是通過與被測表面接觸將位移量轉換為數位訊號輸出至信息通信與處理模塊。高精度位移傳感器與儀器座是可調式連接，可根據測量零件的具體尺寸和結構做適應性調整。信息通信與處理模塊主要由帶有專用軟體的PC組成。主要作用ー是將操作人員的控制指令發送至位高精度移傳感器，ニ是接受高精度移傳感器反饋的信息並按要求進行處理(計算測量數據結果，實時顯示結果，存儲信息、輸出列印信息等)。該單元的PC與高精度移傳感器分為無線傳輸和有線傳輸兩種模式可選。檢測儀的測量使用方法本檢測儀按照GB1958-2004《形狀和位置公差檢測規定》的五條原則與理想要素的比較原則、測量坐標值原則、測量特徵參數原則、測量跳動原則、控制實體邊界原則設計製造，綜合「與理想要素的比較原則」和「測量特徵參數原則」直接測量法檢測待測表面的垂直度誤差，測量原理符合國標要求。第I步檢測儀的垂直度校準如圖2所示，將大理石標準塊5放置在檢測用大理石平臺6上，校準大理石標準塊的平面與大理石平臺垂直。將高精度位移傳感器與大理石標準塊的平面接觸，電腦顯示屏會實時顯示各高精度位移傳感器的接觸狀態，當電腦屏幕上各高精度位移傳感器顯示均不為零時，用滑鼠點擊「校準按鈕」，檢測儀自動將所有高精度位移傳感器的當前位置記憶為零點位置，完成儀器校準。
原理是通過校準功能(自動記憶傳感器的零點位置)，儀器建立起了ー個以各傳感器零點為參考點的「標準測量平面」，該「標準測量平面」的垂直度取決於「校準平面」的垂直度，「校準平面」為「標準方箱、標準塊規」等「國標」標準件。第2步檢測如圖3所示，零件(該零件外形尺寸3200X1100X600)放置在大理石平臺上，要求檢測零件7的待側面8與底面的垂直度；將已經校準的垂直度儀的高精度位移傳感器的觸頭與零件7的待測平面接觸，電腦顯示屏會實時顯示各傳感器的接觸狀態(圖4)，當電腦屏幕上各傳感器顯示均不為零時，用滑鼠點擊「檢測按鈕」，信息通信與處理模塊會自動計算出垂直度的數值，並顯示在電腦屏幕上，完成エ件的垂直度測量。具有以下優點測量原理符合國標要求。本檢測儀按照GB1958-2004《形狀和位置公差檢測規定》的設計製造，符合國標要求。 測量精度高。採用比較測量原理，不存在重複定位誤差、不受儀器自身精度等影響，採用光電測微技術，可達到現有宏觀測量的最高精度達到±0. OOlmm ；數位化程度高。採用計算機數位化通信與數據處理技木，具有測量數據實時顯示和數據通信與處理(結果計算、存儲、列印)等功能。測量成本低。由於本發明的測量儀，與大型三坐標測量機和CXD測量系統相比儀器結構簡單，製造費用低；檢測成本低。儀器自身尺寸小(移動便捷)，不需要移動調整大型エ件，移動儀器可以實現現場測量，省去了大型エ件的吊裝調整等過程；使用便捷，不需要特殊使用環境(溫度、溼度、光線、噪聲等)，使用者不需要特別專門培訓即可使用儀器。上述實施方式並非是對本發明的限制，本發明也並不僅限於上述舉例，本技術領域的技術人員在本發明的技術方案範圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也均屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種測量大尺寸機械零件垂直度的高精度檢測儀，其特徵在於它由位移傳感器裝置、信息通信與處理模塊和儀器座三部分組成； 所述儀器座由底座和支架構成，所述支架安裝在底座上；所述位移傳感器裝置由高精度位移傳感器、信息通信與處理模塊組成；所述高精度位移傳感器為兩個或多個並上下平行設置；高精度位移傳感器通過滑座套裝在支架上並和支架形成可調式連接。
2.根據權利要求I所述的測量大尺寸機械零件垂直度的高精度檢測儀，其測量方法為 第I步檢測儀的垂直度校準 將大理石標準塊放置在檢測用大理石平臺上，校準大理石標準塊的平面與大理石平臺垂直；將高精度位移傳感器與大理石標準塊的平面接觸，電腦顯示屏會實時顯示各高精度位移傳感器的接觸狀態，當電腦屏幕上各高精度位移傳感器顯示均不為零時，用滑鼠點擊「校準按鈕」，檢測儀自動將所有高精度位移傳感器的當前位置記憶為零點位置，完成儀器校準； 第2步檢測 零件放置在大理石平臺上，要求檢測零件7的待側面與底面的垂直度；將已經校準的垂直度儀的高精度位移傳感器的觸頭與零件的待測平面接觸，電腦顯示屏會實時顯示各傳感器的接觸狀態，當電腦屏幕上各傳感器顯示均不為零時，用滑鼠點擊「檢測按鈕」，信息通信與處理模塊會自動計算出垂直度的數值，並顯示在電腦屏幕上，完成工件的垂直度測量。
全文摘要
本發明公開了一種測量大尺寸機械零件垂直度的高精度檢測儀，它由位移傳感器裝置、信息通信與處理模塊和儀器座三部分組成；儀器座由底座和支架構成，支架安裝在底座上；位移傳感器裝置由高精度位移傳感器、信息通信與處理模塊組成；高精度位移傳感器為兩個或多個並上下平行設置；高精度位移傳感器通過滑座套裝在支架上並和支架形成可調式連接。其測量方法為第1步檢測儀的垂直度校準；第2步檢測。本發明結構簡單、操作使用方便、自動化和數位化程度高、測量精度高，儀器造價低、測量成本低。儀器經久耐用，壽命長，維護費用低。
文檔編號G01B21/22GK102967287SQ20121048478
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月26日 優先權日2012年11月26日
發明者王信友, 王茂旗, 潘海青 申請人:青島港灣職業技術學院