機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法及其測量裝置的製作方法

2023-09-12 03:29:20

專利名稱：機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法及其測量裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及機械產品一種檢測裝置，具體講是一種機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法及該方法所使用的測量裝置。
背景技術：
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隨著機械加工技術和加工精度的不斷提升，及業內對產品精度提出了越來越高的要求，這也自然地對測量技術也提出了更高的要求。對一些高精度要求、影響安全性能的產品，對每一件產品都有需要進行在線檢測。比較典型的例子是，機油泵泵腔深度及泵腔匹配轉子後端面與泵腔端面的間隙尺寸的控制。機油泵泵腔深度的測量，其測量的目的是根據所測深度來選擇匹配的轉子，使轉子裝入泵腔內恰到好處；而裝入轉子後，轉子的後端面與泵腔端面之間的間隙值必需符合規定值，間隙過大，油量流入大，容易使轉子產生卡滯現象，間隙過小，轉子會產生空轉，且供油不足，使機件產生乾性磨擦，因此，轉子後端面與泵腔端面之間的間隙值的大小對油泵的綜合性能起著關鍵作用，為了保證該尺寸，需要對泵腔深度和匹配轉子後端面與泵腔端面之間的間隙進行100%的檢測，以控制產品質量符合技術標準要求。
現有的測量機械產品的腔體深度和匹配轉子後端面與泵腔端面之間的端面間隙的常用測方法是一種類似三坐標測量的方法在基準對比面上測取若干點，以此建立一個對比參考面，然後在所需測量的腔體或端面上測量若干點，計算得出腔體或端面上各點到對比參考面的距離；這種測量方法的特點是，所測量的點數越多，所測值越接近真值(腔體深度或端面間隙的最小值)。但是，在實踐中永遠無法實際測得這個極值。也就是說，現有的檢測方法和檢測工具所檢測的結果不能滿足業內對產品精度提出的越來越高的要求，而且其檢測工作效率較低。為此，需要一種高效、準確的測量方法和檢測工具，對腔體深度和匹配轉子後端面與泵腔端面間隙進行在線檢測，以保障產品達到或優於各項技術指標和高精度度的性能要求。

發明內容
本發明要解決的技術問題是，提供一種高效、準確的機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法及該方法所使用的測量裝置。
為達上述目的，本發明的技術解決方案的基本思路是在測頭與被測平面之間布置一個碟片，碟片的上下兩個平面的平面度需要得到高度保證；由"三點確定一個平面"的原理而得知，當碟片與緊貼腔體底面時，即碟片接觸到了腔體底面的三處最高點，所測並換算後的碟片與對比參考面的距離就是腔體的最小深度；比如，在油泵製造過程中，需要嚴格保證轉子上端面與泵體大平面之間的間隙值，尤其是要保證間隙值的最小值不能小於規定數值，否則會導致轉子被卡滯，引起嚴重的後果；測量分為二個步驟，先測量泵體齒腔的深度，根據所測深度來選擇匹配的轉子，然後測量轉子與泵體基準對比面之間的間隙值。在測量泵體齒腔的深度時，為了測得泵體齒腔的最高點到泵體端面的距離，需要應用碟片；而在測量轉子與泵體基準對比面之間的間隙值時，因為已經裝入了轉子，而轉子就相當於碟片。通過這種方法，可以快速、精確地測出腔體底面到基準對比面的最小距離以及轉子與泵體基準對比面之間的間隙值。
在上述的基本思路的指導下，本發明的技術解決方案是，提供一種機械產品腔體深度的或端面間隙的測量方法及該方法所使用的測量裝置。
一種機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法，其步驟如下
1、 首先將被測量產品固定在工作檯上；在工作檯上安裝有被測產品夾具座。
2、 在被測產品上確定一個對比基準面；即在被測產品上選定一個用於作對比的端平面，該端平面應該與被測的腔體的底面或端面在同一側方向，相互之間有高低之分。
3、 以對比基準面為基準，建立一個對比參考面；即設定一個對比參考面的碟片，該碟片即為對比參考面。
4、 對對比參考面設定對比數據值，如，可設定X、 Y、 Z坐標值，並將所設定的對比數據值輸入微電腦控制系統，在微電腦中建立對比參考數據值。
5、 建立被測腔體底面或端面的測量碟片；測量碟片的形狀、大小與被測的腔體底面或端面基本一致。
6、 將對比參考面碟片和測量碟片安裝在測件固定塊內。
7、 在測量碟片的頂面布置多個電子測頭，電子測頭前端頭頂在測量碟片上，電子測頭的後端與微電腦控制系統相連接。
8、 將測量碟片底面緊貼在被測產品的腔體底面或端面上，同時對比參考面的碟片也緊貼在被測產品上的對比基準面上。
9、 多個電子測頭通過緊貼在被測產品的腔體底面或端面上的測量碟片獲取測量數據，並將所測量的數據信號返饋給微電腦控制系統。
1.0、微電腦控制系統將所測量的數據及預先輸入在微電腦中的對比參考面的對比參考數據值進行數據處理，並將數據處理結果顯示在顯示屏上，顯示在顯示屏上的數據即為所測量的結果數據。
一種機械產品腔體深度的或端面間隙的測量方法所使用的測量裝置，主要由工作檯、工件夾具座、豎壁架、電氣控制機構、測量組件組成，所述的電氣控制機構包括微電腦、電子
信息傳遞和控制系統、氣缸、氣路控制系統，所述的工件夾具座設置在工作檯上，所述的測量組件設置在所述豎壁架上並處在工作檯上的工件夾具座的上方，所述的豎壁架與所述的測量組件之間設置有軌道移動機構，所述的測量組件包括固定塊、電子測頭，其特點是所述的測量組件上還設置有測件固定塊、對比參考面碟片和測量碟片，所述的測件固定塊與固定塊為固定連接，所述的對比參考面碟片和測量碟片與所述的測件固定塊為活動連接，所述的電子測頭的前端頭部與測量碟片的上端面為點接觸。
與現有技術相比，本發明機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法及該方法所使用的測量裝置具有以下優點
本發明測量方法所涉及的和測量裝置所設置的工件夾具座，主要是為固定被測工件，方便檢測；本發明測量方法所涉及的和測量裝置所設置的測量組件包括固定塊、電子測頭，而測量組件上設置有測件固定塊、對比參考面碟片和測量碟片，是本發明的關健創新之處，設置對比參考面碟片，主要是為了測量碟片所測量的數據與其進行對比計算，以此計算所測的腔體的深度或所測端面與端面之間的間隙值。在測量端面間隙或者腔體的最小深度時，使用若干碟片，測量出碟片與對比參考面之間的相對距離，由此取代傳統的直接用單個或多個測
頭測量一個端面或腔體底面到基準面的距離，因為該種方法是無法實際測出最高點的深度值；
而本發明的這種設計，測量一次就基本上很靠近其最小值，且測量數據準確，測量效率高。作為改進，所述的對比參考面碟片和測量碟片與所述的測件固定塊的活動連接，是在所述的對比參考面碟片與所述的測件固定塊之間，連接有二個或三個套有彈簧的螺栓，螺栓的上端活動式插接在測件固定塊的孔中，螺栓的下端固定在對比參考面碟片上，在所述的測量碟片與所述的測件固定塊之間，連接有二個或三個套有彈簧的螺栓，螺栓的上端活動式插入在測件固定塊的孔中。這種結構設置主要是因為對比參考面碟片至基準對比面的距離及各個測量碟片所測端面的深度不同，而測量組件上的對比參考面碟片和各個測量碟片要對各端面同時進行檢測，在螺栓套有彈簧，就使得對比參考面碟片和各個測量碟片上的螺栓上的彈簧壓縮量不同，距離短的其彈簧壓縮量就大些，距離遠的，其彈簧壓縮量就小些。這樣，對比參考面碟片和各測量碟片都能與各所測的端面能緊密相貼，而不會出現懸空的現象，保證了所測數據的準確性。
作為改進，所述的測量碟片設置為多塊。在進行測量時，對不同的被測面進行同時測量，多個測頭同時接觸多個不同的被測面，並讀取測量數據，快速完成對測量端面間隙或者腔體的深度的測量。
作為改進，所述的測量碟片為二塊。這種設置可以同時測量工件的二個被測端面，以節省測量工時，提高測量工作效率。
作為改進，所述的電子測頭在每個測量碟片上設置為三個。三個測頭可以直接測得三個數值，而這三個值即為對應的腔體底面到基準對比面的三個最小深度值；根據測得的腔體深度值，來選擇厚度合適的轉子進行匹配，根據測得的轉子後端面與對比基準面的間隙值，可以確定轉子後端面與對比基準面之間的間隙符不符合技術要求。
作為改進，所述三個電子測頭設置為等距離圓弧布置，每個等距離圓弧為120° 。這種設置，以120°分布的測頭，使所測的數據更具代表性，系統可以根據所測得的三個值，從而判定所測腔體的深度，來選擇匹配的轉子，若是已裝配了轉子，根據所測得的三個值，從而判定所裝配的轉子是否合格。
作為改進，所述的測量組件與所述的豎壁架之間設置有軌道移動機構。這種結構，能使測量組件上下自由地移動，並能快速而又準確地將測量碟片覆蓋到所需要測量的端面上，檢測工作效率高。作為改進，所述的豎壁架的前面下端設置有定位塊。設置定位塊，主要是防止測量組件過度下移，避免將測量碟片和測頭壓壞。


圖1為本發明中的機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法所使用的測量裝置主視示意圖。
圖2本發明中的機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法所使用的測量裝置側視示意
圖3為本發明中的機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法所使用的測量裝置中的對比參考面碟片與測量碟片平面示意圖。
圖中所示1、工作檯、11、工件夾具座，12、標準校正盤，13、軌道移動機構I， 2、豎壁架，21、軌道移動機構II， 22、定位塊，3、測量組件，31、固定塊，32、測件固定塊，33、電子測頭，34、對比參考面碟片、35、測量碟片。
具體實施方式
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下面結合附圖和具體實施方式
對本發明機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法及其該
方法所使用測量裝置作進一步說明
一種機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法，其步驟如下
1、 首先將被測量產品固定在工作檯上；在工作檯上安裝有被測產品夾具座。
2、 在被測產品上確定一個對比基準面；即在被測產品上選定一個用於作對比的端平面，該端平面應該與被測的腔體的底面或端面在同一側方向，相互之間有高低之分。
3、 以對比基準面為標準，建立一個對比參考面；即設定一個對比參考面的碟片，該碟片即為對比參考面。
4、 對對比參考面設定對比數據值，如，可設定X、 Y、 Z坐標值；並將所設定的對比數據值輸入微電腦控制系統，在微電腦中建立對比參考數據值。
5、 建立被測腔體底面或端面的測量碟片；測量碟片的形狀、大小與被測的腔體底面或端面基本一致。所謂基本一致，其相差在1im內。
6、 將對比參考面碟片和測量碟片安裝在測件固定塊內。
7、 在測量碟片的頂面布置多個電子測頭；電子測頭前端頭頂在測量碟片上，電子測頭的後與微電腦控制系統相連接。
8、 將測量碟片底面緊貼在被測產品的腔體底面或端面上，同時對比參考面的碟片也緊貼在被測產品上的對比基準面上。
9、 多個電子測頭通過緊貼在被測產品的腔體底面或端面上的測量碟片獲取測量數據，並將所測量的數據信號返饋給微電腦控制系統。
10、 微電腦控制系統將所測量的數據及預先輸入在微電腦中的對比參考面的對比參考數據值進行數據處理，並將數據處理結果顯示在顯示屏上，顯示在顯示屏上的數據即為所測量的結果數據。
一種機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法所使用的測量裝置
圖1圖2所示， 一種機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法所使用的測量裝置，主要由工作檯l、工件夾具座ll、豎壁架2、電氣控制系統、測量組件3組成。電氣控制系統包括PLC電子信息傳遞和控制機構、氣路控制機構；工件夾具座11設置在工作檯1上。測量組件3設置在豎壁架2上並處在工作檯上1的工件夾具座11的上方，測量組件3可上下移動，測量組件包括固定塊31、電子測頭33。其特點是所述的測量組件上還設置有測件固定塊32、對比參考面碟片34和測量碟片35，見圖3。測件固定塊I132與固定塊31為固定連接。對比參考面碟片34和測量碟片35與測件固定塊32為活動連接。測量碟片35的形狀、大小與所需要測量的工件端面的形狀、大小為一致。電子測頭33的前端頭部與測量碟片35的上端面為點接觸。
所述的對比參考面碟片34和測量碟片35與所述的測件固定塊32的活動連接，是指在所述的對比參考面碟片34與所述的測件固定塊32之間，以及在所述的測量碟片35與所述的測件固定塊32之間，分別連接有二個或三個套有彈簧的螺栓，本實施例設置為三個，各個螺栓的上端活動式插入在測件固定塊的孔中，各個螺栓的下端分別固定在對比參考面碟片34上和測量碟片35上。
所述的測量碟片35設置為多塊。本實施例設置為二塊。這種設置可以同時測量工件的二個被測平面，以節省測量工時，提高測量工作效率。
所述的電子測頭33在每個測量碟片35上設置為三個。三個電子測頭可以直接測得三個數值，而這三個值即為對應的腔體底面到參考平面的三個最小深度值；根據測得的腔體深度值，來選擇厚度合適的轉子進行匹配，根據測得的轉子後端面與對比基準面的間隙值，可以確定轉子後端面與對比基準面之間的間隙符不符合技術要求。
所述三個電子測頭33之間設置成相同的隔間，每個間隔為120° 。這種設置，以120°分布的測頭，使所測的數據更具代表性，系統可以根據所測得的三個值，從而判定所測腔體的深度，來選擇匹配的轉子，若是己裝配了轉子，根據所測得的三個值，從而判定所裝配的轉子是否合格。
所述的測量組件3與所述的豎壁架2之間設置有軌道移動機構I121。這種結構，能使測量組件3上下自由地移動，並能快速而又準確地將測量碟片35覆蓋到所需要測量的端面上，檢測工作效率高。
所述的豎壁架2的前面下端設置有定位塊22。設置定位塊22，主要是防止測量組件3過度下移，避免將測量碟片35和電子測頭33壓壞。作為改進，所述的測量碟片設置為多塊。其中一塊為對比參考面碟片，其他為測量碟片，在進行測量時，對不同的被測面進行同時測量，多個測頭同時接觸多個不同的被測面，並讀取測量數據，快速完成對測量端面間隙或者腔體的深度的測量。
所述的機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法所使用的測量裝置，還包括一個標準校正盤12。標準校正盤12主要用來每次測量前對測量組件3中的測量碟片35進行校驗，以保正檢測結果的準確性。
所述的工作檯1上還設置有軌道移動機構I 13，所述的標準校正盤12和所述的工件夾具座11安裝在所述的軌道移動機構I 13上。這種設置，主要是方便在檢測時，先進行測量校正，校正後通過軌道移動裝置13將標準校正盤12移開，並將置在工件夾具座11上的被檢測的工件移置在測量組件3下方進行檢測。
權利要求
1、一種機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法，其步驟如下(1)、首先將被測量產品固定在工作檯上；(2)、在被測產品上確定一個對比基準面；(3)、以對比基準面為基準，建立一個對比參考面；(4)、對對比參考面設定對比數據值；(5)、建立被測腔體底面或端面的測量碟片；(6)、對比參考面碟片和測量碟片安裝在測件固定塊內。(7)、在測量碟片的頂面布置多個電子測頭；(8)、將測量碟片底面緊貼在被測產品的腔體底面或端面上；同時也將對比參考面的碟片緊貼在被測產品上的對比基準面上；(9)、電子測頭通過緊貼在被測產品的腔體底面或端面上的測量碟片獲取測量數據，並將所測量的數據信號返饋給微電腦控制系統；(10)、微電腦控制系統將所測量的數據及預先輸入在微電腦中的對比參考面的對比參考數據值進行數據處理，並將數據處理結果顯示在顯示屏上。
2、 一種權利要求1所述的機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法所使用的測量裝置， 主要由工作檯(1)、工件夾具座(11)、豎壁架(2)、電氣控制機構、測量組件(3)組成， 所述的工件夾具座(11)設置在工作檯(1)上，所述的測量組件(3)設置在所述豎壁架(2) 上並處在工作檯上(1)的工件夾具座(11)的上方，所述的豎壁架(2)與所述的測量組件(3)之間設置有軌道移動機構II (21)，所述的測量組件包括固定塊(31)、電子測頭(33)， 其特徵在於所述的測量組件上還設置有測件固定塊(32)、對比參考面碟片(34)和測量盤 片(35)，所述的測件固定塊(32)與固定塊(31)為固定連接，所述的對比參考面碟片(34) 和測量碟片(35)與所述的測件固定塊(32)為活動連接，所述的電子測頭(33)的前端頭 部與測量碟片(35)的上端面為點接觸。
3、 如權利要求2機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法所使用的測量裝置，其特徵在於所述的對比參考面碟片(34)和測量碟片(35)與所述的測件固定塊(32)的活動連接， 是指在所述的對比參考面碟片(340與所述的測件固定塊(32)之間，以及在所述的測量盤 片(35)與所述的測件固定塊(32)之間，分別連接有二個或三個套有彈簧的螺栓，各個螺 栓的上端活動式插入在測件固定塊(32)的孔中，各個螺栓的下端分別固定在所述的對比參 考面碟片(34)上和所述的測量碟片(35)上。
4、 如權利要求2所述的機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法所使用的測量裝置，其 特徵在於所述的測量碟片(35)設置為多塊。
5、 如權利要求4所述的一種機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法所使用的測量裝 置，其特徵在於所述的測量碟片(35)設置為二塊。
6、 如權利要求2所述的一種機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法所使用的測量裝 置，其特徵在於所述的電子測頭(33)在每個測量碟片(35)上設置為三個。
7、 如權利要6所述的一種機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法所使用的測量裝置， 其特徵在於所述三個電子測頭(33)設置成等距離圓弧布置，所述的等距離圓弧為120° 。
8、 如權利要求1所述的一種機械產品腔體深度或端面間隙的測量方法所使用的測量裝 置，其特徵在於所述的豎壁架(2)的前面下端設置有定位塊(22)。
全文摘要
本發明公開了一種機械產品腔體深度的或端面間隙測量方法及其該方法所使用的測量裝置，測量方法如下固定被測量產品→確定一個對比基準面→建立一個對比參考面→建立對比參考數據→電子測頭與所測端面之間布置一塊平面碟片→平面碟片底面緊貼在產品端面→電子測頭獲取測量數據信號→微電腦中的對比參考面的對比參考數據進行計算，並將測量結果顯示在顯示屏上；測量裝置，主要由工作檯、工件夾具座、豎壁架、電氣控制機構、測量組件組成，所述的測量組件設置在工件夾具座的上方，所述的測量組件包括固定塊、電子測頭；測量一次就很靠近其最小值，且測量數據準確，測量效率高。
文檔編號G01B7/26GK101464127SQ20091009551
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月15日 優先權日2009年1月15日
發明者賈鋒平, 忠 陳 申請人:寧波聖龍汽車動力系統股份有限公司