一种同轴线测量装置及其测量方法与流程

本发明属于机械测量装置技术领域，具体涉及一种同轴线测量装置，本发明还涉及该装置的测量方法。

背景技术：

连续摩擦焊机的焊接原理是由主轴电动机带动一个工件旋转，同时滑台把另一工件压向旋转工件，使其接触面相互摩擦产生热量和一定的塑性变形，然后停止旋转，同时施加顶锻压力完成焊接。连续摩擦焊机主要用于焊接同轴或异轴棒料、管件等，为了保证两个焊件的中心在同一轴线上，在焊接前将两个焊件装夹好，测量两个焊件的同心度，如果不同心，则要调节移动焊件的夹具来保证同心度。目前焊件同心度的测量方法多采用千分尺打表的方法，工人根据经验选择调节的垫片，安装好后再测量，再调整，每次要循环5～6次才能调整合适，这样不仅调整的时间长，并且调整的同轴线精度也不高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种同轴线测量装置，该装置可以显示同轴线和圆心坐标，方便工件焊接前的调整。

本发明的另一个目的是提供该同轴线测量装置的测量方法。

本发明所采用的技术方案是：一种同轴线测量装置，包括底座，底座的上表面垂直连接有立柱，立柱上活动连接有水平滑座，水平滑座能够沿立柱的长向来回移动及绕立柱转动，水平滑座由两部分组成，一部分为套接在立柱上的滑套，另一部分为与滑套固接的横杆，横杆与立柱相垂直，横杆上连接有能够沿横杆长向来回移动的位移测量装置；立柱的顶部连接有显示屏，显示屏的背面安装有单片机，单片机与位移测量装置及显示屏分别通过导线连接。

本发明的特点还在于：

位移测量装置包括活动安装在水平滑座上的夹具以及与夹具配合连接的位移测量器；水平滑座上沿长向等距开有多个螺孔a，夹具上开有与螺孔a相匹配的螺孔b；位移测量器为数显千分尺或位移传感器。

单片机的型号为P89C51RD2FA。

本发明的另一个技术方案为：

利用上述同轴线测量装置测量同轴线的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将待测的两个棒料焊接工件在连续摩擦焊机上安装好，即将两个棒料焊接工件A、B分别夹装在连续摩擦焊机的主轴和滑台上；

步骤2、将该同轴线测量装置的底座1放置在主轴的工件夹具C上，沿立柱2上下移动水平滑座3，并沿水平滑座3的横杆移动位移测量装置4到主轴上的棒料焊接工件A上后，使位移测量装置4上的螺孔b对准水平滑座3上的一个螺孔a，并用紧固螺栓穿过螺孔a及螺孔b对水平滑座3与位移测量装置4进行连接固定；

步骤3、绕立柱2转动水平滑座3，使位移测量装置4在主轴上的棒料焊接工件A表面划过一个圆弧，单片机6采集测量数据，并计算出主轴上的棒料焊接工件A的直径及圆心坐标并显示在显示屏5上；

步骤4、松开紧固螺栓，将位移测量装置4水平移动到滑台上的棒料焊接工件B上后同样将水平滑座3与位移测量装置4进行连接固定，然后绕立柱2转动水平滑座3，使位移测量装置4在滑台上的棒料焊接工件B表面划过一个圆弧，单片机6采集测量数据，并计算出滑台上的棒料焊接工件B的直径及圆心坐标并显示在显示屏5上；

步骤5、根据棒料焊接工件A的直径及圆心坐标和棒料焊接工件B的直径及圆心坐标之间的误差值选择调整垫片，并对工件夹具C进行调整移动。

本发明第三个技术方案为：

利用上述同轴线测量装置测量圆柱零件同轴度的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将该同轴线测量装置的底座1放置在测量平台上，沿水平滑座3的横杆移动位移测量装置4到待测圆柱零件表面的某一位置A后用紧固螺栓对水平滑座3与位移测量装置4进行连接固定，然后绕立柱2转动水平滑座3，使位移测量装置4在A处划过一个圆弧，单片机6采集测量数据，并计算出待测圆柱零件在A处的直径和圆心坐标；

步骤2、沿水平滑座3的横杆移动位移测量装置4到B点后用紧固螺栓对水平滑座3与位移测量装置4进行连接固定，然后绕立柱2转动水平滑座3，使位移测量装置4在B处划过一个圆弧，单片机6采集测量数据，并计算出待测圆柱零件在B处的直径和圆心坐标；

步骤3、单片机6根据A、B两处的直径和圆心坐标，计算出待测圆柱零件的同轴度并显示在显示屏5上。

本发明的有益效果是：本发明的一种同轴线测量装置，在立柱上设置可绕其转动及上下移动的水平滑座，在水平滑座上安装可沿其长向移动的位移测量装置，并设置显示屏及单片机，将位移测量装置及显示屏与单片机相连，通过移动、转动位移测量装置将测量值输入单片机并显示在显示屏上，能够方便工件焊接前的调整，提高测量精度和生产效率。

附图说明

图1为本发明一种同轴线测量装置的主视结构示意图；

图2为本发明一种同轴线测量装置的左视结构示意图；

图3为本发明一种同轴线测量装置测量同轴线的工作状态图；

图4为本发明一种同轴线测量装置测量同轴度的工作状态图。

图中，1.底座，2.立柱，3.水平滑座，4.位移测量装置，5.显示屏，6.单片机。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明一种同轴线测量装置，如图1、图2所示，包括底座1，底座1为马鞍形，底座1的上表面垂直连接有立柱2，立柱2上活动连接有水平滑座3，水平滑座3能够沿立柱2的长向来回移动及绕立柱2转动，水平滑座3由两部分组成，一部分为套接在立柱2上的滑套，另一部分为与滑套固接的横杆，横杆与立柱2相垂直，横杆上连接有能够沿横杆长向来回移动的位移测量装置4；立柱2的顶部连接有显示屏5，显示屏5的背面安装有单片机6(采用Philips公司P89C51RD2FA的型号单片机，实现测量数据的采集和存储等功能要求)，单片机6与位移测量装置4及显示屏5分别通过导线连接。位移测量装置4包括活动安装在水平滑座3上的夹具以及与夹具配合连接的位移测量器；水平滑座3上沿长向等距开有多个螺孔a，夹具上开有与螺孔a相匹配的螺孔b；位移测量器为数显千分尺或位移传感器。

利用上述同轴线测量装置测量同轴线的方法，如图3所示，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将待测的两个棒料焊接工件在连续摩擦焊机上安装好，即将两个棒料焊接工件A、B分别夹装在连续摩擦焊机的主轴和滑台上；

步骤2、将该同轴线测量装置的底座1放置在主轴的工件夹具C上，沿立柱2上下移动水平滑座3，并沿水平滑座3的横杆移动位移测量装置4到主轴上的棒料焊接工件A上后，使位移测量装置4上的螺孔b对准水平滑座3上的一个螺孔a，并用紧固螺栓穿过螺孔a及螺孔b对水平滑座3与位移测量装置4进行连接固定；

步骤3、绕立柱2转动水平滑座3，使位移测量装置4在主轴上的棒料焊接工件A表面划过一个圆弧，单片机6采集测量数据，并计算出主轴上的棒料焊接工件A的直径及圆心坐标并显示在显示屏5上；

步骤4、松开紧固螺栓，将位移测量装置4水平移动到滑台上的棒料焊接工件B上后同样将水平滑座3与位移测量装置4进行连接固定，然后绕立柱2转动水平滑座3，使位移测量装置4在滑台上的棒料焊接工件B表面划过一个圆弧，单片机6采集测量数据，并计算出滑台上的棒料焊接工件B的直径及圆心坐标并显示在显示屏5上；

步骤5、根据棒料焊接工件A的直径及圆心坐标和棒料焊接工件B的直径及圆心坐标之间的误差值选择调整垫片，并对工件夹具C进行调整移动。

利用上述同轴线测量装置测量圆柱零件同轴度的方法，如图4所示，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将该同轴线测量装置的底座1放置在测量平台上，沿水平滑座3的横杆移动位移测量装置4到待测圆柱零件表面的某一位置A后用紧固螺栓对水平滑座3与位移测量装置4进行连接固定，然后绕立柱2转动水平滑座3，使位移测量装置4在A处划过一个圆弧，单片机6采集测量数据，并计算出待测圆柱零件在A处的直径和圆心坐标；

步骤2、沿水平滑座3的横杆移动位移测量装置4到B点后用紧固螺栓对水平滑座3与位移测量装置4进行连接固定，然后绕立柱2转动水平滑座3，使位移测量装置4在B处划过一个圆弧，单片机6采集测量数据，并计算出待测圆柱零件在B处的直径和圆心坐标；

步骤3、单片机6根据A、B两处的直径和圆心坐标，计算出待测圆柱零件的同轴度并显示在显示屏5上。

除此之外，本发明的同轴线测量装置还可以测量两个管件的同心度和壁厚，管件外径的测量方法与棒件相同。如果要测量管件壁厚，就要测量管件的内孔直径，将位移测量装置4的测头更换成弯测头，测量内孔直径，经过单片机6计算出管件的内孔直径、圆心坐标和壁厚，并在显示屏5显示出来，根据显示两个工件圆心坐标的误差值，工人根据这个误差值选择调整垫片进行调整移动夹具。