螺纹测量装置及测量方法
【专利摘要】本发明涉及一种螺纹测量装置及测量方法，通过单面螺纹综合扫描仪自动扫描轮廓和计算内外螺纹的螺距与牙侧角，并与传统螺纹测量系统结合，把所测参数的实际值运用到应用最广的Berndt教授针球计算公式中，从而得出高精确度的单一中径，有效中径以及作用中径的设备。本发明单面螺纹综合扫描仪通过对螺距P和左、右牙侧角(β，γ)在短时间内进行自动实际测量。得到针中心之间的距离m，螺距P和左右牙侧角(β，γ)的实际测量值后，单面螺纹综合扫描仪的软件系统会自动把m，P，β，γ，的值，针的直径dD以及螺纹的线数n代入公式从而计算有效中径D2。
【专利说明】
螺纹测量装置及测量方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种测量仪器，具体的说，是涉及一种螺纹测量装置及测量方法。
【背景技术】
[0002] 传统的三针方法测量螺纹塞规(外螺纹)时，可以测量出针中心之间的距离m的值， 但是如果要计算外螺纹的有效中径除了 m值，还需要知道其它参数，如螺距P，左右牙侧角的 值⑴，y )。但三针方法并不能对螺距，左右牙侧角进行实际测量。因此，此方法在计算外螺 纹有效中径时除了针中心间的距离m是实际测量出来以外，其它三个参数:螺距P，左右牙侧 角的值⑴，y )，在计算过程中都是运用它们的理论值/公称值，但运用理论值的话并不足以 精确地计算出外螺纹的中径。现有技术一直存在外螺纹的中径测量精确度不准确的技术难 题。
【发明内容】
[0003] 针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种能够对螺距P和左右牙侧角⑴，Y ) 在短时间内进行精确测量，进而保证外螺纹的中径测量精度的螺纹测量装置。
[0004] 本发明所采取的技术方案是：
[0005] -种螺纹测量装置，包括单面螺纹综合扫描仪和万能测长机；
[0006] 单面螺纹综合扫描仪包括夹具支撑和测量探针；
[0007]所述夹具支撑上设置有待测螺纹；
[0008]测量探针设置在扫描臂前端；
[0009]所述扫描臂上设置有旋转光电传感器；
[0010] 所述扫描臂上设置有轴向位移光电传感器；
[0011] 所述扫描臂上设置有锁存器;锁存器是为了使探针无碰撞地进入到内螺纹从而避 免针尖的损坏；
[0012] 所述扫描臂后端设置有平衡配重；
[0013] 所述扫描臂上设置有铰链;所述铰链前方设置有锁存器;所述锁存器前方设置有 旋转光电传感器；
[0014] 所述扫描臂设置在直线导轨上，所述直线导轨与驱动电机相连接；
[0015] 轴向位移光电传感器输出信号、旋转光电传感器输出信号、锁存器输入和输出信 号以及驱动电机输入信号与PC计算机相连接；
[0016] 万能测长机包括底座，尾架，测量头，传感器与测量力系统F;
[0017] 球心之间的距离m值被在测量头上的传感器(20)测量并呈现在显示器上并传输到 PC计算机。
[0018] -种螺纹测量装置的测量方法，包括：
[0019] 在单面螺纹综合扫描仪测量螺距P、左牙侧角0和右牙侧角y的步骤；
[0020] 在万能测长机上测量测量针中心之间的距离m的步骤。
[0021 ] 在单面螺纹综合扫描仪测量螺距P、左牙侧角0和右牙侧角y的步骤如下：
[0022]将待测螺纹设置在夹具支撑上；
[0023] 测量探针在平衡配重作用下与待测螺纹相接触；
[0024] 直线导轨左右移动带动扫描臂轴向移动同时围绕铰链旋转；
[0025]单面螺纹综合扫描仪对待测量螺纹进行扫描，产生二维轮廓，从而得到螺距P、左 牙侧角0和右牙侧角y的实际测量值；
[0026] 单面螺纹综合扫描仪应用最合适的数学技术和坐标变换来计算方向，各牙侧的位 置以及通过这些牙侧最小二乘线；
[0027] 所述螺距P、左牙侧角0和右牙侧角y的实际测量值显示在计算机显示器上同时保 存在存储器中。
[0028] 在单面螺纹综合扫描仪扫描后，待测螺纹（13)被对齐固定在万能测长机的固定砧 (16)，可移动砧（18)以及三个直径为dD的针（17)之间；
[0029] m的值通过键盘或接口转入单面螺纹综合扫描仪的计算机上。
[0030] 通过Berndt教授的公式以及保存在存储器里的参数计算出中径，单一中径和作用 中径；
[0031 ] Berndt教授的公式为：
[0036] f = n.P是指一个多线螺纹的导程；
[0037] 上部标志指外螺纹(d2)，下部标志指内螺纹(D2);
[0038] dD是指球或针的平均直径；
[0039] -个外螺纹(螺纹塞规)可以在万能测长机两个扁平探头之间进行校准，利用三针 直径dD作为测量元素；
[0040] m，是指探测球中心之间的距离，那么 [0041 ]对于环规:m= A L+C-dD
[0042] 对于塞规:m= A L+C+dD。
[0043] 圆柱独立与测量轴线对齐，使用两根测量针。
[0044]单面螺纹综合扫描仪的显示球或针的最佳理论直径为；
[0046] PC计算机处理待测量螺纹的数据包括:螺距，左牙侧角，右牙侧角，线数，线或球的 直径，线或球之间的距离m。
[0047] 待测量螺纹为奇数的内螺纹，在万能测长机上用两球方法测量，对于超过一半螺 距的旋转，自动修正两球中心之间的距离，从而计算m值。
[0048]待测量螺纹为偶数的内螺纹，在万能测长机上用两球方法测量，使用两球中心之 间的距离m。
[0049] 所述夹具支撑适用于小径是2.3毫米或以上的内螺纹量规；
[0050] 所述夹具支撑适用于大径是0.8毫米或以上的外螺纹量规。
[0051] 设置有长度短于待测量螺纹环规小径，但足以扫描待测量螺纹轮廓全部深度的可 更换接触式探针。
[0052] 设置有长度足以扫描待测量外螺纹轮廓的全部深度的可更换接触式探针。
[0053]操作员通过键盘将测螺纹线的数量以及被应用的线或球的直径输入到PC计算机； [0054] PC计算机系统进行数据通信并输入所测量的球与线或球与球之间的距离。
[0055] 当PC计算机系统没有数据接口，操作员通过键盘将万能测长机(ULM)显示器上的 值输入到PC计算机。
[0056] 本发明相对现有技术的有益效果：
[0057] 本发明螺纹测量装置，单面螺纹综合扫描仪是一台可以自动扫描轮廓和计算内外 螺纹的螺距与牙侧角，并与传统螺纹测量系统结合，把所测参数的实际值运用到应用最广 的Berndt教授针球计算公式中，从而得出高精确度的单一中径，有效中径以及作用中径的 设备。
[0058]本发明单面螺纹综合扫描仪可以对螺距P和左、右牙侧角（0，Y )在短时间内进行 自动实际测量。得到针中心之间的距离m，螺距P和左右牙侧角⑴，y )的实际测量值后，单面 螺纹综合扫描仪的软件系统会自动把m，P，P，y，的值，针的直径dD以及螺纹的线数n代入公 式从而计算有效中径D2。针的直径dD和所需要测量的螺纹的线数n都是已知的参数，在操作 前需要先把值输入到单面螺纹综合扫描仪的计算机系统。
【附图说明】
[0059] 图1是圆柱螺纹的要素的结构示意图；
[0060] 图2是外螺纹与针，内螺纹与球的结构示意图；
[0061] 图3是外螺纹(螺纹塞规)在万能测长机两个扁平探头之间进行校准，利用三针直 径dD作为测量元素的结构示意图；
[0062] 图4是使用双端球形探针进行内螺纹校准的结构示意图；
[0063] 图5是本发明的单面螺纹综合扫描仪的结构示意图；
[0064] 图6是本发明所测量的轮廓（12)示意图；
[0065] 图7是外螺纹的测量(13)先在单面螺纹综合扫描仪扫描的结构示意图；
[0066]图8是万能测长机的结构示意图；
[0067]图9是本发明的系统和以下数据的示意图；
[0068] 图10是一个内螺纹的测量(21)在单面螺纹综合扫描仪扫描的结构示意图；
[0069] 图11是一个内螺纹的测量(21)在万能测长机上测量的结构示意图；
[0070] 图12是在线数n是奇数的情况下，螺纹环相对万能测长机的轴线旋转测量示意图； [0071 ]图13是带T-球探针的万能测长机的结构示意图；
[0072]图14是本发明的单面螺纹综合扫描仪的软件操作流程图；
[0073] 图15是本发明的单面螺纹综合扫描仪的探针无碰撞地进入一个内螺纹结构示意 图；
[0074] 图16是本发明的单面螺纹综合扫描仪的探针无碰撞地进入一个内螺纹的路径示 意图；
[0075] 图17是本发明的单面螺纹综合扫描仪的结构示意图。
[0076]附图中主要部件符号说明：
[0077]图中：
[0078] 1、待测螺纹 2、探针
[0079] 3、旋转光电传感器 4、扫描臂
[0080] 5、锁存器 6、铰链
[0081 ] 7、平衡配重 8、光电传感器
[0082] 9、电动机 10、直线导轨
[0083] 11、可更换支撑 12、待测螺纹的轮廓
[0084] 13、外螺纹 14、底座
[0085] 15、尾架 16、固定砧
[0086] 17、针 18、可移动砧
[0087] 19、测量头 20、传感器
[0088] 21、显示器。
【具体实施方式】
[0089] 以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：
[0090] 附图1-18可知，图1:圆柱螺纹的要素（图纸与符号适用于外螺纹，对于内部直径， 用大写字母D表示）；
[0091] 大径(d，D):-个与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱(称为主圆柱）的直 径；
[0092] 小径(dl，Dl):-个与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱(称为次圆柱）的 直径；
[0093] 螺距(P):在同一轴向平面上，相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离；
[0094]线数(n):转一周的线数(对于多线螺纹n>l);
[0095] 导程(《)::在同一螺旋线上螺距乘以线数。在同一螺旋线上旋转一周后的轴向距 m-J = n-p；
[0096]牙侧角⑴，Y ):在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角，在同一轴向平面 被测量；
[0097]牙型角(a):两个牙侧角的和。
[0098] 导程角(也）：在中径上螺纹的螺纹升角。
[0099] 中径（d2，D2):
[0100] 有效中径:一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等 的地方。以这样的方式，使实际螺纹槽宽等于实际牙型宽。
[0101] 单一中径:一个与螺纹牙型表面相交的假想圆柱的直径，以这样的方式，使螺纹 槽宽等于基本(公称)螺距的一半。
[0102] 作用中径:一个具有理想螺距和半角的假想螺纹的中径，在牙顶和牙底清除，但具 有直侧面的全部深度，在规定的旋合长度内恰好包容实际螺纹。该中径包括导程(螺距），牙 侧角，锥度，垂直度与圆度变化的累积效应。对于一个理论上理想的螺纹，中径的三个定义 确定相同的数量。
[0103] 在一个如万能测长机(ULM)-样的长度测量系统上用双球，双针或三针的方法测 量中径的缺点是只测量探测元件间的距离m并不足以精确计算单一中径，有效中径与作用 中径。螺距，导程，左牙侧角，右牙侧角的实际值也需要在计算中用到。
[0104]在常规设备上测量这些参数具有很大难度以及非常耗时，尤其是关于内螺纹的测 量。因此，螺距和牙侧角的值很多时候不是通过测量，只是假设与公称值一样。这是一个很 严重的缺点，因为单一中径，有效中径和作用中径的值是决定螺纹与量规质量的最重要因 素。
[0105]传统的三针测量法通常的做法是只测量针中心之间的距离m的实际值，然后运用 P，P，Y的理论值/公称值进行计算。以下是该测量方法的一个具体实例：
[0106]所测螺纹规格:一个公制螺纹M64X 6,螺纹线数:n = l [0107] 通过三针方法测量出针中心间的距离m = 61.3458mm [0108] 运用Berndt教授公式计算流程如下：
[0109] 三针测量:m = 61.3458mm
[0110] 针的直径：dD = 3.2030mm
[0111] 螺纹线数:n = l
[0112] 螺距理论值/公称值:P = 6.000mm
[0113] 导程理论值 / 公称值：1 =p/n = 6 ? 〇〇〇/1 = 6 ? 000mm
[0114] 左牙侧角理论值/公称值：B =30°
[0115] 右牙侧角理论值/公称值：y =30°
[0116]
[0117] 因此，通过Berndt教授公式计算出中径的结果是:D2 = 60.1336mm。
[0118] 本发明（单面螺纹综合扫描仪)对螺距P，左牙侧角0，右牙侧角y进行测量，并把这 些参数的实际测量值运用到公式里对有效中径进行计算。以下是本发明测量方法的一个具 体实例：
[0119] 所测螺纹规格:一个公制螺纹M64X 6,螺纹线数:n = l
[0120] 通过三针方法测量出针中心间的距离m = 61.3458mm
[0121]本发明软件系统自动把实际测量值代入Berndt教授公式计算流程如下：
[0122] 三针测量:m = 61.3458mm
[0123] 针的直径：dD = 3.2030mm
[0124] 螺纹线数:n = l
[0125] 螺距实际测量值:P = 5.992mm
[0126] 导程实际测量值：1 =P/n = 5 ? 992/1 = 5 ? 992mm
[0127] 左牙侧角实际测量值：B =29.66°
[0128] 右牙侧角实际测量值：y =29.84°
[0129]
[0130] 因此，通过本发明运用Berndt教授公式计算出中径的结果是:D2 = 60.1304mm。
[0131] 传统三针测量方法所得到的结果与运用本发明（单面综合螺纹测量仪)测量方法 所得到的结果之间的差异是:60.1336-60.1304 = 0.0032mm。
[0132] 对于塞规的精确度来说，此差异是很显著的，以现在的标准来衡量是不可接受的。
[0133] 由此可见，本发明对螺纹测量结果的精确度有了重要而显著的提高。原理是把单 面螺纹扫描仪测量出不同参数的实际值与三针测量方法测量出的m的实际值综合运用，从 而达到提高测量结果精确度的目的。
[0134] 传统的双球方法测量螺纹环规（内螺纹)时，可以测量出球中心之间的距离m的值， 但是如果要计算内螺纹的有效中径除了 m值，还需要知道其它参数，如螺距P，左右牙侧角的 值(0，Y )〇
[0135] 但双球方法并不能对螺距，左右牙侧角进行实际测量。因此，此方法在计算内螺纹 有效中径时除了球中心间的距离m是实际测量出来以外，其它三个参数:螺距P，左右牙侧角 的值⑴，T )，在计算过程中都是运用它们的理论值/公称值。但运用理论值的话并不足以精 确地计算出内螺纹的中径。
[0136] -种螺纹测量装置，包括单面螺纹综合扫描仪和万能测长机；
[0137] 单面螺纹综合扫描仪包括夹具支撑和测量探针2;
[0138] 所述夹具支撑上设置有待测螺纹1;
[0139] 测量探针2设置在扫描臂4前端；
[0140] 所述扫描臂4上设置有旋转光电传感器3;
[0141] 所述扫描臂4上设置有轴向位移光电传感器8;
[0142] 所述扫描臂4上设置有锁存器5;锁存器5是为了使探针2无碰撞地进入到内螺纹从 而避免针尖的损坏。
[0143] 所述扫描臂4后端设置有平衡配重7;
[0144] 所述扫描臂4上设置有铰链6;所述铰链6前方设置有锁存器5;所述锁存器5前方设 置有旋转光电传感器3;
[0145] 所述扫描臂3设置在直线导轨10上，所述直线导轨10与驱动电机9相连接；
[0146] 轴向位移光电传感器8输出信号、旋转光电传感器3输出信号、锁存器5输入和输出 信号以及驱动电机9输入信号与PC计算机相连接；
[0147] 万能测长机包括底座14,尾架15,测量头，传感器与测量力系统F;
[0148] 球心之间的距离m值被在测量头上的传感器测量并呈现在显示器上并传输到PC计 算机。
[0149] 计算机系统会接收到由万能测长机所测量出的针和球之间的距离m的值，并对该 值进行保存；
[0150] 通过以上操作，螺距P，牙侧角0，y，针与球间的距离m，直径dD以及线数n的值已具 备，软件程序从而可以运用Berndt教授的公式自动进行计算；
[0151] D2=F1(P，0，y，m，dD，n)外螺纹
[0152] d2=Fl(P，0，y，m，dD，n)内螺纹。
[0153] -种螺纹测量装置的测量方法，包括：
[0154] 在单面螺纹综合扫描仪测量螺距P、左牙侧角0和右牙侧角y的步骤；
[0155] 在万能测长机上测量测量针中心之间的距离m的步骤。
[0156] 在单面螺纹综合扫描仪测量螺距P、左牙侧角0和右牙侧角y的步骤如下：
[0157] 将待测螺纹1设置在夹具支撑上；
[0158] 测量探针2在平衡配重7作用下与待测螺纹1相接触；
[0159] 直线导轨左右移动带动扫描臂4轴向移动同时围绕铰链6旋转；
[0160]单面螺纹综合扫描仪对待测量螺纹1进行扫描，产生二维轮廓，从而得到螺距P、左 牙侧角0和右牙侧角y的实际测量值；
[0161] 单面螺纹综合扫描仪应用最合适的数学技术和坐标变换来计算方向，各牙侧的位 置以及通过这些牙侧最小二乘线；
[0162] 所述螺距P、左牙侧角P和右牙侧角y的实际测量值显示在计算机显示器上同时保 存在存储器中。
[0163] 在单面螺纹综合扫描仪扫描后，待测螺纹被对齐固定在万能测长机的固定砧16， 可移动砧18以及三个直径为dD的针之间；
[0164] 所述测量元件被安装在万能测长机上并与之对齐，中心之间的距离显示在计算机 显示器上;量规在万能测长机上对齐，通过针与球测量距离 m的值。
[0165] m的值通过键盘或接口转入单面螺纹综合扫描仪的计算机上。
[0166] 单面螺纹综合扫描仪的软件会通过Berndt教授的公式以及保存在存储器里的参 数计算出中径，单一中径和作用中径；
[0167] Berndt教授的公式为：
[0172] ! = ft ? P是指一个多线螺纹的导程；
[0173] 上部标志指外螺纹(d2)，下部标志指内螺纹(D2);
[0174] dD是指球或针的平均直径；
[0175] -个外螺纹(螺纹塞规)可以在万能测长机两个扁平探头之间进行校准，利用三针 直径dD作为测量元素；
[0176] m，是指探测球中心之间的距离，那么
[0177] 对于环规:m= A L+C-cb
[0178] 对于塞规:m= A L+C+cId。
[0179] 圆柱独立与测量轴线对齐，使用两根测量针。
[0180]单面螺纹综合扫描仪的显示球或针的最佳理论直径为；
[0182] PC计算机处理待测量螺纹的数据包括:螺距，左牙侧角，右牙侧角，线数，线或球的 直径，线或球之间的距离m。从而得出单一中径，有效中径或作用中径。
[0183] 待测量螺纹为奇数的内螺纹，在万能测长机上用两球方法测量，对于超过一半螺 距的旋转，自动修正两球中心之间的距离，从而计算m值。
[0184] 待测量螺纹为偶数的内螺纹，在万能测长机上用两球方法测量，使用两球中心之 间的距离m。
[0185] 所述夹具支撑适用于小径是2.3毫米或以上的内螺纹量规；
[0186] 所述夹具支撑适用于大径是0.8毫米或以上的外螺纹量规。
[0187] 设置有长度短于待测量螺纹环规小径，但足以扫描待测量螺纹轮廓全部深度的可 更换接触式探针。
[0188] 设置有长度足以扫描待测量外螺纹轮廓的全部深度的可更换接触式探针。
[0189] 操作员通过键盘将测螺纹线的数量以及被应用的线或球的直径输入到PC计算机；
[0190] PC计算机系统进行数据通信并输入所测量的球与线或球与球之间的距离。
[0191] 当PC计算机系统没有数据接口，操作员通过键盘将万能测长机(ULM)显示器上的 值输入到PC计算机。
[0192] 单面螺纹综合扫描仪包含用于自动控制的PC计算机系统与软件，扫描臂和扫描装 置上的两个信号的数据采集，包括扫描轮廓的螺距，左右牙侧角运用最合适的技术所进行 的数据处理。
[0193] 单面螺纹综合扫描仪的计算机系统是用来控制扫描过程，保存二维扫描轮廓和从 所扫描轮廓所得到的螺距P与牙侧角0，Y的值。在运用机器进行测量前，操作人员必须把螺 纹的线数n，针或球的直径输入到存储器里。同时，计算机系统会接收到由万能测长机所测 量出的针和球之间的距离m的值，并对该值进行保存。通过以上操作，螺距P，牙侧角0，y，针 与球间的距离m，直径dD以及线数n的值已具备，软件程序从而可以运用Berndt教授的公式 自动进行计算。
[0194] 单面螺纹综合扫描仪具有一个可以把螺纹塞规与螺纹环规固定到机器上的支撑 座和不同夹具支撑。被固定的螺纹量规的中心线与扫描仪的X轴平行，螺纹量规被固定的位 置可以使探针对螺纹轮廓进行全面扫描。单面螺纹综合扫描仪用来固定螺纹量规的不同夹 具支撑的位置。
[0195] 校准直径dD是从万能测长机(ULM)数据库得到的最近一组：
[0196] 校准直径dD是指用三针测量方法测量时针的直径，或用双球测量方法测量时球的 直径，是保存在万能测长机上的已知参数。
[0197] 如图4所示，m是垂直于量规中心线的三根测量针的中心间的距离。万能测长机有 一个可以旋转外螺纹量规的运动台。操作员旋转量规，同时观看显示器所显示的两个砧之 间的距离，直到读数到达极端最小值。螺纹塞规左边的两根测量针现在与左砧以及量规轮 廓等同接触。这意味着中心线垂直对齐于万能测长机的轴。m的值可以从万能测长机的显示 器上得到。
[0198] 如果一个螺纹塞规有两个中心孔，可用另一种支撑。这些中心孔在螺纹磨床制造 工艺过程中被用到并保证量规的精确中心线。
[0199] 万能测长机的支承台有两个面向精确垂直轴的中心点。把螺纹塞规固定在这两个 中心点之间。
[0200] 如果螺纹塞规的中心线在两个中心点间对齐，那么塞规会在万能测长机上自动垂 直对齐，从而不需要第三根测量针。两根测量针就足够了。这种常用的做法在很多权威的计 量研究书籍上有描述。
[0201] 见图13,如果螺纹线数是偶数，两球中心之间的连接线与万能测长机轴的中心线 垂直。m是两球中心间的距离，可以直接在万能测长机的显示器上读取，不需要计算。
[0202] 见图14,如果螺纹线数是奇数，两球中心之间的连接线与万能测长机轴的中心线 不垂直。两球中心的距离AB可以在万能测长机的显示器上读取，但此距离并不等同于距离 m〇距离m可通过三角形AEB并运用Pythagoras theorem/勾股定理进行计算。
[0203] 如图16-17,锁存器5是为了使探针2无碰撞地进入一个内螺纹。通过把扫描臂4保 持在水平基准位置来避免针尖的损坏。当驱动电机9把探针移动到左边的起始扫描位置时， 环规表面与针尖2之间必须有一个间隙。当探针到达起始位置，锁存器5被释放，探针针尖与 轮廓表面接触。
[0204] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的 限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均 属于本发明的技术方案范围内。
【主权项】
1. 一种螺纹测量装置，其特征在于，包括单面螺纹综合扫描仪和万能测长机； 单面螺纹综合扫描仪包括夹具支撑和测量探针； 所述夹具支撑上设置有待测螺纹； 测量探针设置在扫描臂前端； 所述扫描臂上设置有旋转光电传感器； 所述扫描臂上设置有轴向位移光电传感器； 所述扫描臂上设置有锁存器； 所述扫描臂后端设置有平衡配重； 所述扫描臂上设置有铰链;所述铰链前方设置有锁存器;所述锁存器前方设置有旋转 光电传感器； 所述扫描臂设置在直线导轨上，所述直线导轨与驱动电机相连接； 轴向位移光电传感器输出信号、旋转光电传感器输出信号、锁存器输入和输出信号以 及驱动电机输入信号与PC计算机相连接； 万能测长机包括底座，尾架，测量头，传感器与测量力系统F; 球心之间的距离m值被在测量头上的传感器测量并呈现在显示器上并传输到PC计算 机。2. -种使用权利要求1所述的螺纹测量装置的测量方法，其特征在于包括： 在单面螺纹综合扫描仪测量螺距P、左牙侧角0和右牙侧角Y的步骤； 在万能测长机上测量测量针中心之间的距离m的步骤。3. 根据权利要求2所述螺纹测量装置的测量方法，其特征在于： 在单面螺纹综合扫描仪测量螺距P、左牙侧角0和右牙侧角Y的步骤如下： 将待测螺纹设置在夹具支撑上； 测量探针在平衡配重作用下与待测螺纹相接触； 直线导轨左右移动带动扫描臂轴向移动同时围绕铰链旋转； 单面螺纹综合扫描仪对待测量螺纹进行扫描，产生二维轮廓，从而得到螺距P、左牙侧 角0和右牙侧角y的实际测量值； 单面螺纹综合扫描仪应用最合适的数学技术和坐标变换来计算方向，各牙侧的位置以 及通过这些牙侧最小二乘线； 所述螺距P、左牙侧角P和右牙侧角y的实际测量值显示在计算机显示器上同时保存在 存储器中。4. 根据权利要求2所述螺纹测量装置的测量方法，其特征在于： 在单面螺纹综合扫描仪扫描后，待测螺纹被对齐固定在万能测长机的固定砧，可移动 砧以及三个直径为dD的针之间； 所述测量元件被安装在万能测长机上并与之对齐，中心之间的距离显示在计算机显示 器上;量规在万能测长机上对齐，通过针与球测量距离m的值。5. 根据权利要求2所述螺纹测量装置的测量方法，其特征在于:m的值通过键盘或接口 转入单面螺纹综合扫描仪的计算机上。6. 根据权利要求2所述螺纹测量装置的测量方法，其特征在于： 通过Berndt教授的公式以及保存在存储器里的参数计算出中径，单一中径和作用中 径； Berndt教授的公式为：l=n ? P是指一个多线螺纹的导程； 上部标志指外螺纹(d2)，下部标志指内螺纹(D2); cb是指球或针的平均直径； 一个外螺纹(螺纹塞规)可以在万能测长机两个扁平探头之间进行校准，利用三针直径 dD作为测量元素； m，是指探测球中心之间的距离，那么 对于环规:m= A L+C-cb 对于塞规:m= A L+C+cId。7. 根据权利要求2所述螺纹测量装置的测量方法，其特征在于：圆柱独立与测量轴线对 齐，使用两根测量针。8. 根据权利要求2所述螺纹测量装置的测量方法，其特征在于： 单面螺纹综合扫描仪的显示球或针的最佳理论直径为：9. 根据权利要求2所述螺纹测量装置的测量方法，其特征在于： PC计算机处理待测量螺纹的数据包括：螺距，左牙侧角，右牙侧角，线数，线或球的直 径，线或球之间的距离m。10. 根据权利要求2所述螺纹测量装置的测量方法，其特征在于： 待测量螺纹为奇数的内螺纹，在万能测长机上用两球方法测量，对于超过一半螺距的 旋转，自动修正两球中心之间的距离，从而计算m值。11. 根据权利要求2所述螺纹测量装置的测量方法，其特征在于： 待测量螺纹为偶数的内螺纹，在万能测长机上用两球方法测量，使用两球中心之间的 距离m〇12. 根据权利要求2所述螺纹测量装置的测量方法，其特征在于： 所述夹具支撑适用于小径是2.3毫米或以上的内螺纹量规； 所述夹具支撑适用于大径是0.8毫米或以上的外螺纹量规。13. 根据权利要求2所述螺纹测量装置的测量方法，其特征在于： 设置有长度短于待测量螺纹环规小径，但足以扫描待测量螺纹轮廓全部深度的可更换 接触式探针。14. 根据权利要求2所述螺纹测量装置的测量方法，其特征在于： 设置有长度足以扫描待测量外螺纹轮廓的全部深度的可更换接触式探针。15. 根据权利要求2所述螺纹测量装置的测量方法，其特征在于： 操作员通过键盘将测螺纹线的数量以及被应用的线或球的直径输入到PC计算机； PC计算机系统进行数据通信并输入所测量的球与线或球与球之间的距离。16. 根据权利要求2所述螺纹测量装置的测量方法，其特征在于： 当PC计算机系统没有数据接口，操作员通过键盘将万能测长机(ULM)显示器上的值输 入到PC计算机。
【文档编号】G01B11/08GK106052576SQ201610327709
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】瑞金纳德·格拉斯丁
【申请人】Iac几何工程师有限公司