一种凹圆弧半径检测与圆弧度判定装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种凹圆弧半径检测与圆弧度判定装置及方法。
【背景技术】
[0002] 圆弧度是指圆弧的圆度，圆弧主要由弧长和圆弧半径决定，在弧长一定的情况下， 圆弧半径决定圆弧弯曲程度（曲率），圆弧的圆度对于提高机械制造及安装精度、延长机器 工作寿命具有非常重要的作用。因此，凹圆弧半径检测与圆弧度判定非常重要。现有技术中 的凹圆弧半径检测与圆弧度判定的方法有很多，例如，用弓高弦长法测量圆弧半径、旋转法 测量圆弧半径、坐标法测量圆弧半径、计算机扫图计算法和三坐标测量等，有的是接触式， 且检测精度低，有的检测圆弧半径检测与圆弧度判定手段或相对应的装置设备结构过于复 杂，设备大，且价格贵，针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0003] 针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种凹圆弧半径检测与圆弧度判定 装置及方法，用以解决上述问题。
[0004] 为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的： 一种凹圆弧半径检测与圆弧度判定装置，其特征在于:包括检测台，所述检测台的台面 上设置有直线导轨，所述直线导轨上设置有滑块，在所述滑块上设置有测量探头，所述测量 探头上设置有4个测距传感器，4个所述测距传感器相互垂直且设置在同一平面内，所述滑 块的一侧设置有被测凹圆弧工件，滑块通过滚珠丝杆连接电机的转盘，所述电机的转动轴 上设置有角度传感器，所述测距传感器、电机和角度传感器均连接有数据处理器，所述数据 处理器连接有控制器。
[0005] 进一步的，所述测距传感器为激光测距传感器。
[0006] 进一步的，所述角度传感器为高精度角度传感器。
[0007] 进一步的，所述直线导轨为标准直线导轨。
[0008] -种凹圆弧半径检测与圆弧度判定方法，包括以下步骤： 1) 在上述直线导轨(2)上标注出探头测量的至少3个位置点A、B、C，在被测凹圆弧工件 上标注出待测量的至少3个位置点六1、8 1、(：1，将滑块移动到直线导轨（2)的厶点上，并通过测 距传感器(5)测量出六&的长度值b;根据测距传感器检测原理分析，只有一个激光测距传感 器与待测位置点切面垂直时，才能测出数值，若无显示数值，则安装有角度传感器的电机带 动转动轴转动一个角度，直至显示数值； 2) 将滑块(3)在直线导轨(2)上移动AB距离的长度至另一点B上，AB长度值用a表示；安 装有角度传感器的电机带动转动轴转动一个角度，直至激光测距传感器显示数值，读出测 距传感器(5)上测量的B 长度值c，并读出角度传感器的测量角度Θ; 3) 通过引用几何推导得到计算公式，计算出待测凹圆弧半径值R，所述几何公式为R=_ 1/2* (b+c_c*cos9-b*cos9+ (-(cos9-l)*(2 bc*cos9-b2*cos9-c2cos9*+2a2+2bc_b 2-c2)) 1/2) /(cosB-l)； 4) 重复步骤2)和3)，测出每次长度值和角度，计算出多个凹圆弧半径值； 5) 比较一个测量计算值和设计值，分析误差及产生原因，4个测距传感器互相垂直同一 平面误差，及长度值和角度测量误差； 6) 比较各次测量计算值与平均值，判定待测凹圆弧的圆弧度。
[0009]进一步的，步骤5)、6)中，将一个测量计算值和设计值进行比较，及比较各次测量 计算值，判定圆弧度半径值，得到产品合格率。
[0010]本发明的有益效果:本发明通过几何计算步骤的引入，大大简化了现有技术中凹 圆弧半径检测与圆弧度判定的方法，简化了过于复杂的设备，降低成本，非接触式测量，不 会伤害产品表面;适用范围广，易操作，安全性高;检测精度高，效率高，非常适合在线检测。
【附图说明】
[0011] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获 得其他的附图。
[0012] 图1是根据本发明实施例所述的凹圆弧半径检测与圆弧度判定装置的结构示意 图； 图2是根据本发明实施例所述的凹圆弧半径检测与圆弧度判定装置的结构框图； 图3是根据本发明实施例所述的凹圆弧半径检测与圆弧度判定的测量示意图。
[0013] 图中： 1、检测台；2、直线导轨;3、滑块;4、测量探头;5、测距传感器;6、滚珠丝杆;7、电机;8、转 盘;9、角度传感器;10、数据处理器;11、控制器。
【具体实施方式】
[0014] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的 范围。
[0015] 如图1、2所示，根据本发明实施例所述的凹圆弧半径检测与圆弧度判定装置，包括 检测台1，所述检测台1的台面上设置有直线导轨2,所述直线导轨2上设置有滑块3,在所述 滑块3上设置有测量探头4,所述测量探头4上设置有4个测距传感器5,4个所述测距传感器5 相互垂直且设置在同一平面内，所述滑块3的一侧设置有被测凹圆弧工件，滑块3通过滚珠 丝杆6连接电机7的转盘8,所述电机7的转动轴上设置有角度传感器9,所述测距传感器5、电 机7和角度传感器9均连接有数据处理器10,所述数据处理器10连接有控制器11。
[0016] 进一步的，所述测距传感器5为激光测距传感器。
[0017] 进一步的，所述角度传感器9为高精度角度传感器。
[0018] 进一步的，所述直线导轨2为标准直线导轨。
[0019] 如图3所示，一种凹圆弧半径检测与圆弧度判定方法，包括以下步骤： 1) 在上述直线导轨(2)上标注出探头测量的至少3个位置点A、B、C，在被测凹圆弧工件 上标注出待测量的至少3个位置AAii A，将滑块移动