接触式挖掘机液压阀体圆孔内径及圆柱度测量装置及方法与流程

本发明涉及液压阀体圆孔内径及圆柱度测量领域，具体地说是接触式挖掘机液压阀体圆孔内径及圆柱度测量装置及方法。

背景技术：

液压阀体作为挖掘机的核心零件，其作用是提供挖掘机发动机及其部件的安装、支承和保证活塞、连杆、曲轴等运动部件工作时的准确位置以及保证发动机的换气、冷却和润滑。液压阀体圆孔的内径、圆柱度都是其重要尺寸，它们影响配合面的配合性质和回转表面的定位精度，从而影响着挖掘机的工作能耗、工作效率以及工作安全性。

对于孔内径尺寸的测量，以往的技术多采用游标卡尺、内径千分尺等，需人工进行操作并读数，测量的人为误差较大，效率较低；对于圆孔圆柱度尺寸的测量，以往的技术多采用圆度仪、三坐标测量机等，检测过程中会存在导轨的直线运动误差、旋转台的旋转运动误差以及测量仪器与被测圆孔圆心的对准问题，同时检测设备成本较高，不利于进行大规模的工业化测量。

为解决以往测量技术中存在的上述问题，有必要采用新型的接触式挖掘机液压阀体圆孔内径及圆柱度测量装置及方法。

技术实现要素：

本发明针对现有技术及处理方法的不足，提供了一种接触式挖掘机液压阀体圆孔内径及圆柱度测量装置及方法，解决了液压阀体圆孔内径及圆柱度测量过程中的效率、精度问题，同时成本较低，性价比较高。

本发明包括龙门架、竖直位移丝杠、工装固定块、旋转电机、角件、连轴器、塞规、液压阀体、专用工装夹具、工装固定板、x—y二维位移平台、主机柜、工控机和电脑；专用工装夹具包括提手，中心柱，固定凸起结构和夹具脚，工装固定板包括内孔和外孔。

本发明中的龙门架和电脑置于主机柜台面上，x—y二维位移平台置于主机柜台面，工控机置于主机柜内部，工装固定板与x—y二维位移平台螺纹连接，专用工装夹具固定于在工装固定板上，阀体固定于专用工装夹具上，旋转电机与塞规通过连轴器连接，旋转电机置于角件上，角件与竖直位移丝杠螺纹连接，竖直位移丝杠通过工装固定块与龙门架连接。打开电脑和工控机、操控x—y二维位移平台和竖直位移丝杠，使塞规对专用工装夹具上的液压阀体进行数据采集，塞规测头将采集的数据传输给电脑，并进行数据处理，计算液压阀体圆孔的内径、圆柱度，并判断被测液压阀体是否满足检测精度要求。

本发明中的竖直位移丝杠使塞规在竖直方向移动，安装在丝杠滑块上的旋转电机使塞规进行旋转测量，竖直位移丝杠直线度为6μm，绝对定位精度为5μm，运动平行度为15μm；x—y二维位移平台将阀体移动至指定测量位置，使被测圆孔与塞规同轴心，从而使测量过程中塞规能更精确地自对准被测圆孔圆心，x—y二维位移平台的绝对定位精度为3μm。

本发明中的塞规用于检测装置的数据点采集，其测头可根据不同的检测阀体进行配套选择，测量精度为1μm，在测量过程中，塞规测头可对液压阀体的被测圆孔进行圆心自对准。

本发明中专用工装夹具的中心柱和固定凸起结构根据阀体中心孔底和阀体被测孔底配套设计，并相应的固定连接，专用工装夹具提手用于在测量不同阀体时快速拆卸更换配套额专用工装夹具，夹具脚与工装固定板内孔插入连接，工装固定板外孔与x—y二维位移平台螺纹连接，工装固定板使得专用工装夹具能更好的固定在x—y二维位移平台上，从而更好的固定液压阀体。

本发明在测量时，先对内径进行测量。首先，开启工控机与电脑，并正常工作，在电脑中设置测量参数，安装并固定好阀体，通过x—y二维位移平台将阀体移动至指定位置，使阀体被测圆孔与塞规同轴心。其次，控制竖直位移丝杠(2)使塞规(7)下降指定高度，伸入待测孔内进行测量，并将内径测量值传入电脑(14)，记录该高度截面内的第一个内径测量值，旋转电机(4)控制塞规(7)每次旋转360/n度后，塞规(7)进行该截面内的下一次测量，在该高度截面内共测得n个内径测量值。最后，控制竖直位移丝杠(2)使塞规(7)每上升一定指定高度，重复上述测量步骤，总计测得m个高度截面内的n个内径测量值；n个内径测量值都传入电脑(14)并记录，在电脑(14)中将n个内径测量值与内径设计指标进行比较，判断被测阀体8内径是否满足设计指标的要求，并将结果显示在测量软件中。

测量完圆孔内径之后，在此基础上，进行圆柱度的评价。对每个高度截面内的n个内径测量值求算术平均值，将该算术平均值作为该高度截面的内径值，m个高度截面的内径值分别记为dt，t＝1，2，...，m；通过软件得到其中的最大值dmax＝max(dt)，t＝1，2，...，m，与最小值dmin＝min(dt)，t＝1，2，...，m，最大值与最小值之差的一半即为圆柱度误差c，即：

最终的数据处理结果显示在电脑的测量软件中。并判断被测阀体圆柱度是否满足测量精度要求。

本发明的有益效果：

(1)测量过程自动化，减少人为因素的影响，并为今后实现全自动化以及与生产线无缝连接预留了升级空间。

(2)测量数据电子化，便于存档、统计与质量分析。

(3)通用性强，通过更换不同的测头，可以适应不同的工件、不同的测量孔。

(4)针对不同的工件，有与之配套的专用工装夹具，可在测量中对工件进行快速固定，并且替换方便，对工件损伤小，提高了测量精度以及测量效率。

(5)选取价格相对较低的塞规进行测量，性价比更高。

(6)所选塞规的测头在测量中可对圆孔圆心进行自对准，测量精度更高。

(7)通过x—y二维平移台可对工件的不同测量孔进行任意定位，在保证测量高精度的情况下，价格相对较低，性价比更高。

本发明对挖掘机液压阀体的圆孔内径、圆柱度精确计算，提高了接触式挖掘机液压阀体圆孔内径及圆柱度尺寸测量的准确性，一定程度上促进了液压阀体产业的发展。

附图说明

图1是本发明装置总图。

图2是本发明中的塞规测量结构图。

图3是本发明中的液压阀体底面结构图。

图4是本发明中的专用工装夹具结构图。

图5是本发明中的工装固定板结构图。

图6是本发明中完成一次测量的工作流程图

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、达成的目的与功效易于明白了解，以下结合附图对本发明做进一步描述。

如图1所示，本发明包括龙门架1、竖直位移丝杠2、工装固定块3、旋转电机4、角件5、连轴器6、塞规7、液压阀体8、专用工装夹具9、工装固定板10、x—y二维位移平台11、主机柜12、工控机13和电脑14，龙门架1和电脑14置于主机柜12台面上，x—y二维位移平台11置于主机柜12台面，工控机13置于主机柜12内部，工装固定板10与x—y二维位移平台11螺纹连接，专用工装夹具9固定于在工装固定板10上，阀体8固定于专用工装夹具9上，旋转电机4与塞规7通过连轴器6连接，旋转电机4置于角件5上，角件5与竖直位移丝杠2螺纹连接，竖直位移丝杠2通过工装固定块3与龙门架1连接。打开电脑14和工控机13、操控x—y二维位移平台11和竖直位移丝杠2，使塞规7对专用工装夹具9上的液压阀体8进行数据采集，塞规7将采集的数据传输给电脑14，并进行数据处理，计算液压阀体8圆孔的内径、圆柱度，并判断被测液压阀体8是否满足检测精度要求。

如图2所示，本发明中的x—y二维位移平台11将阀体8移动至指定测量位置，使被测圆孔与塞规7同轴心，从而使测量过程中塞规7能更精确地自对准被测圆孔圆心，x—y二维位移平台11的绝对定位精度为3μm；竖直位移丝杠2使塞规7在竖直方向移动，安装在丝杠2滑块上的旋转电机4使塞规7进行旋转测量，竖直位移丝杠2直线度为6μm，绝对定位精度为5μm，运动平行度为15μm。

如图2所示，本发明中的塞规7用于检测装置的数据点采集，其测头7-2可根据不同的阀体8进行配套选择，测量精度为1μm，在测量过程中，塞规测头7-2可对液压阀体8的被测圆孔进行圆心自对准。

如图3至如图5所示，本发明中的专用工装夹具9包括提手9-1、中心柱9-2、固定凸起结构9-3和夹具脚9-4，工装固定板10包括外孔10-1和内孔10-2；中心柱9-2和固定凸起结构9-3根据阀体中心孔底8-1和阀体被测孔底8-2配套设计，并相应的固定连接，提手9-1用于在测量不同阀体8时快速拆卸更换配套的专用工装夹具9，夹具脚9-4与内孔10-2插入连接，外孔10-1与x—y二维位移平台11螺纹连接，工装固定板10使得专用工装夹具9能更好的固定在x—y二维位移平台上11，从而更好的固定液压阀体8。

本发明在测量时，先对内径进行测量。首先，开启工控机13与电脑14，并正常工作，在电脑14中设置测量参数，其中i表示第i个被测孔，j表示旋转电机4转动的次数，z表示竖直位移丝杠2移动的次数，安装并固定好阀体8，通过x—y二维位移平台11将阀体8移动至指定位置，使阀体被测圆孔与塞规7同轴心。其次，控制竖直位移丝杠(2)使塞规(7)下降指定高度，伸入待测孔内进行测量，并将内径测量值传入电脑(14)，记录该高度截面内的第一个内径测量值，旋转电机(4)控制塞规(7)每次旋转360/n度后，塞规(7)进行该截面内的下一次测量，在该高度截面内共测得n个内径测量值。最后，控制竖直位移丝杠(2)使塞规(7)每上升一定指定高度，重复上述测量步骤，总计测得m个高度截面内的n个内径测量值；n个内径测量值都传入电脑(14)并记录，在电脑(14)中将n个内径测量值与内径设计指标进行比较，判断被测阀体8内径是否满足设计指标的要求，并将结果显示在测量软件中。

测量完圆孔内径之后，在此基础上，进行圆柱度的评价。对每个高度截面内的n个内径测量值求算术平均值，将该算术平均值作为该高度截面的内径值，m个高度截面的内径值分别记为dt，t＝1，2，...，m；通过软件得到其中的最大值dmax＝max(dt)，t＝1，2，...，m，与最小值dmin＝min(dt)，t＝1，2，...，m，最大值与最小值之差的一半即为圆柱度误差c，即：

最终的数据处理结果显示在电脑14的测量软件中，并判断被测阀体8圆柱度是否满足测量精度要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。