一种基于霍尔式传感器的圆柱工件测量装置及方法与流程

本发明涉及一种圆柱工件测量装置及方法，特别是涉及一种基于霍尔式传感器的圆柱工件测量装置及方法，属于传感器测量技术领域。

背景技术：

随着企业的不断发展，测量装置及方法已不能满足现在的需要，不仅对一些精密零件的尺寸、形位和位置公差、粗糙度等要求都非常高，而且对它们的检测速度要求特别快、效率特别高，由于欧美企业制造技术、计算机技术、传感器技术、以及自动控制技术的发展，国外检测技术方面也得到了迅速进步，相应的出现了许多新型的检测装置和检测方法，由于加工技术的提高，这就给检测方式提出了更高的要求，从而使得检测装置提高了生产效率，节约了生产成本，提高了生产质量，目前测量形位公差的仪器有很多，传统的测量器具有千分尺、卡尺、百分表等，测量误差大，精度低，已经不能满足这些高精度、高效率的精密零件，而三坐标测量仪、圆度测量仪虽然测量精度高，但价格昂贵，操作系数大，在很多场合不太实用。

技术实现要素：

本发明的主要目的是为了提供一种基于霍尔式传感器的圆柱工件测量装置及方法，使圆柱工件检测精度高、效率高、可靠性强。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种基于霍尔式传感器的圆柱工件测量装置，包括工作台、驱动器、报警器、电机、角度传感器、位置传感器、霍尔式传感器、信号处理器、plc控制器和pc机，所述plc控制器分别与所述驱动器、所述报警器、所述电机和所述pc机电连接，所述信号处理器分别与所述角度传感器、所述位置传感器、所述霍尔式传感器和所述pc机电连接，所述信号处理器由信号采集器、信号过滤器和信号放大器组成，所述工作台上设有水平导轨和主轴箱，主轴箱内设有驱动器，所述驱动器上设有夹具，所述水平导轨上设有龙门支架，所述龙门支架内滑动设置有活动支架，所述活动支架控制所述霍尔式传感器与被测圆柱工件的距离，所述活动支架的顶端设有报警器，所述工作台的尾部设有顶尖支座，所述顶尖支座上设有顶尖，所述龙门支架上设有电机。

优选方案是，所述信号采集器与所述信号过滤器电连接，所述信号过滤器与所述信号放大器电连接，所述信号放大器与所述pc机电连接，所述霍尔式传感器与所述信号采集器电连接。

在上述任一方案中优选的是，所述工作台的上表面与地面保持平行，所述被测圆柱工件为铁磁性工件。

在上述任一方案中优选的是，所述龙门支架滑动设置在所述水平导轨内，所述顶尖与所述夹具具有相等的定心高度，用于所述被测圆柱工件准确定位。

在上述任一方案中优选的是，所述活动支架在所述龙门支架的中间位置上下运动，控制所述霍尔式传感器与被测圆柱工件的距离为1-2mm。

在上述任一方案中优选的是，所述电机驱动所述龙门支架在所述水平导轨上移动。

在上述任一方案中优选的是，所述角度传感器设置在所述夹具上，用于感应所述夹具在所述驱动器带动下转过的角度，所述角度传感器为编码器，所述夹具为液压卡盘。

在上述任一方案中优选的是，所述位置传感器设置在所述龙门支架上，用于感应所述龙门支架在所述电机的驱动下在水平方向的位置，所述霍尔式传感器设置在所述活动支架上，由磁钢和霍尔元件组成，所述位置传感器为直线位移传感器。

在上述任一方案中优选的是，所述信号处理器，所述信号调理器用于接收所述传感器传送的信号，并进行信号的采集、过滤、放大与调理，所述plc控制器用于控制所述驱动器与所述电机的运行状况，所述pc机设置在所述主轴箱上，所述pc机接收所述角度传感器的信号，并进行处理，显示测量数据。

一种轴类工件测量装置的测量方法，包括如下步骤：被测圆柱工件用夹具装夹，夹具在驱动器的带动下旋转，龙门支架在电机的驱动下水平移动，龙门支架在电机的驱动下上下移动，控制霍尔式传感器与被测圆柱工件的距离为1-2mm，角度传感器、位置传感器和霍尔式传感器分别将检测信号传送到信号处理器，信号处理器接收传送的信号，并进行信号的采集、过滤、放大与调理，然后传送到pc机，进行控制处理，并显示测量数据；测量时，先用夹具将两个标准的最大、最小极限尺寸的圆柱工件夹紧，霍尔式传感器从两个被测圆柱工件上获得两个不同霍尔电动势数值，测得的霍尔电动势数值分别为umax和umin，并通过pc机显示出霍尔电动势数值，被测圆柱工件圆度或圆柱度公差所对应的霍尔电动势数值的范围是umin≤u≤umax；如果被测圆柱工件的霍尔电动势数值不在umin≤u≤umax范围内，则报警器会报警，此圆柱工件不合格；反之，报警器不报警，此圆柱工件合格。

本发明的有益技术效果：按照本发明的基于霍尔式传感器的圆柱工件测量装置及方法，本发明提供的基于霍尔式传感器的圆柱工件测量装置及方法，利用了磁钢、霍尔元件、机、电以及计算机和信号处理等高新技术手段，其中有霍尔式传感器、位置传感器、角度传感器、电机等测量部件接受到的信息通过信号处理器对信息进行处理，用于检测圆度和圆柱度公差，具有精密、准确、高效的特点，而且结构简单、成本低，是实现圆柱工件的形位公差的有效途径之一。

附图说明

图1为按照本发明的基于霍尔式传感器的圆柱工件测量装置的一优选实施例的立体图；

图2为按照本发明的基于霍尔式传感器的圆柱工件测量装置的一优选实施例的控制原理图，该实施例可以是与图1相同的实施例，也可以是与图1不同的实施例。

图中：1为工作台，2为水平导轨，3为主轴箱，4为驱动器，5为夹具，6为龙门支架，7为活动支架，8为报警器，9为顶尖支座，10为顶尖，11为电机，12为角度传感器，13为位置传感器，14为霍尔式传感器，15为信号处理器，15-1为信号采集器，15-2为信号过滤器，15-3为信号放大器，16为plc控制器，17为pc机。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例提供的一种基于霍尔式传感器的圆柱工件测量装置，其特征在于，包括工作台1、驱动器4、报警器8、电机11、角度传感器12、位置传感器13、霍尔式传感器14、信号处理器15、plc控制器16和pc机17，所述plc控制器16分别与所述驱动器4、所述报警器8、所述电机11和所述pc机17电连接，所述信号处理器15分别与所述角度传感器12、所述位置传感器13、所述霍尔式传感器14和所述pc机17电连接，所述信号处理器15由信号采集器15-1、信号过滤器15-2和信号放大器15-3组成，所述工作台1上设有水平导轨2和主轴箱3，主轴箱3内设有驱动器4，所述驱动器4上设有夹具5，所述水平导轨2上设有龙门支架6，所述龙门支架6内滑动设置有活动支架7，所述活动支架7控制所述霍尔式传感器14与被测圆柱工件的距离，所述活动支架7的顶端设有报警器8，所述工作台1的尾部设有顶尖支座9，所述顶尖支座9上设有顶尖10，所述龙门支架6上设有电机11。

进一步，在本实施例中，如图1和图2所示，所述信号采集器15-1与所述信号过滤器15-2电连接，所述信号过滤器15-2与所述信号放大器15-3电连接，所述信号放大器15-3与所述pc机17电连接，所述霍尔式传感器14与所述信号采集器15-1电连接，所述工作台1的上表面与地面保持平行，所述被测圆柱工件为铁磁性工件。

进一步，在本实施例中，如图1和图2所示，所述龙门支架6滑动设置在所述水平导轨2内，所述顶尖10与所述夹具5具有相等的定心高度，用于所述被测圆柱工件准确定位，所述活动支架7在所述龙门支架6的中间位置上下运动，控制所述霍尔式传感器14与被测圆柱工件的距离为1-2mm。

进一步，在本实施例中，如图1和图2所示，所述电机11驱动所述龙门支架6在所述水平导轨2上移动，所述角度传感器12设置在所述夹具5上，用于感应所述夹具5在所述驱动器4带动下转过的角度，所述角度传感器12为编码器，所述夹具5为液压卡盘。

进一步，在本实施例中，如图1和图2所示，所述位置传感器13设置在所述龙门支架6上，用于感应所述龙门支架6在所述电机11的驱动下在水平方向的位置，所述霍尔式传感器14设置在所述活动支架7上，由磁钢和霍尔元件组成，所述位置传感器13为直线位移传感器。

进一步，在本实施例中，如图1和图2所示，所述信号处理器15，所述信号调理器用于接收所述传感器传送的信号，并进行信号的采集、过滤、放大与调理，所述plc控制器16用于控制所述驱动器4与所述电机11的运行状况，所述pc机17设置在所述主轴箱3上，所述pc机17接收所述角度传感器12的信号，并进行处理，显示测量数据。

在本实施例中，一种轴类工件测量装置的测量方法，包括如下步骤：被测圆柱工件用夹具5装夹，夹具5在驱动器4的带动下旋转，龙门支架6在电机11的驱动下水平移动，龙门支架6在电机的驱动下上下移动，控制霍尔式传感器14与被测圆柱工件的距离为1-2mm，角度传感器12、位置传感器13和霍尔式传感器14分别将检测信号传送到信号处理器15，信号处理器15接收传送的信号，并进行信号的采集、过滤、放大与调理，然后传送到pc机17，进行控制处理，并显示测量数据；测量时，先用夹具5将两个标准的最大、最小极限尺寸的圆柱工件夹紧，霍尔式传感器14从两个被测圆柱工件上获得两个不同霍尔电动势数值，测得的霍尔电动势数值分别为umax和umin，并通过pc机17显示出霍尔电动势数值，被测圆柱工件圆度或圆柱度公差所对应的霍尔电动势数值的范围是umin≤u≤umax；如果被测圆柱工件的霍尔电动势数值不在umin≤u≤umax范围内，则报警器8会报警，此圆柱工件不合格；反之，报警器8不报警，此圆柱工件合格。

综上所述，在本实施例中，按照本实施例的基于霍尔式传感器的圆柱工件测量装置及方法，本实施例提供的基于霍尔式传感器的圆柱工件测量装置及方法，利用了磁钢、霍尔元件、机、电以及计算机和信号处理等高新技术手段，其中有霍尔式传感器、位置传感器、角度传感器、电机等测量部件接受到的信息通过信号处理器对信息进行处理，用于检测圆度和圆柱度公差，具有精密、准确、高效的特点，而且结构简单、成本低，是实现圆柱工件的形位公差的有效途径之一。

以上所述，仅为本发明进一步的实施例，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所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。