本发明涉及飞轮锥孔深度检测领域，具体涉及一种飞轮锥孔深度检测装置及其检测方法。
背景技术：
锥孔深度检测一直是一个很麻烦的技术问题，并无专门的、统一的检测工具。现有的摩托车发电机飞轮组合深度检测采用的方式为：一个产品需要制作一个量具，由于受到产品的锥孔深度，锥孔底圆大小，以及锥孔比例不一致导致单件加工密度高，产生的费用高。在实际操作中，由技术人员根据自己的经验和手边的工具来进行粗略检测，有点随心所欲的感觉，检测结果也各有差别，不仅工作人员的劳动强度大、工作效率低，而且准确度并不高，其产品的可控性低，大大增加了人工成本。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种检测精确度高的飞轮锥孔深度检测装置及其检测方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：飞轮锥孔深度检测装置，其包括底座、标准锥体、第一标准件和第二标准件，所述标准锥体设置在底座上，所述标准锥体的锥度与被测飞轮锥孔的锥度保持一致，所述第一标准件和第二标准件上均设置有标准底面和与标准锥体相匹配的标准锥孔，所述标准底面与标准锥孔的中轴线相垂直，所述底座上设置有用于测量发光源到标准底面或被测飞轮底面之间距离的激光测距仪。
进一步地，所述标准锥体底部连接有螺钉，所述底座上设置有过孔，所述螺钉穿过过孔，在底座下方安装有固定块，所述固定块设置有U型槽，所述U型槽内设置有垫片，所述垫片卡在底座与螺钉的螺帽之间用于固定标准锥体。
进一步地，在底座上设置有凹槽，所述激光测距仪位于凹槽内且与凹槽口部相齐平。
进一步地，所述底座呈拱形，在拱形的底座所形成的空间内安装有固定块，所述固定块上设置有安装块，所述激光测距仪安装于安装块上。
飞轮锥孔深度检测方法，包括以下步骤：
①获取标准件的大端面直径：获取第一标准件大端面直径为D1，第二标准件大端面直径为D2，且D1＜D2；
②将第一标准件和第二标准件同时安装于标准锥体上，获取第一标准件的标准底面和第二标准件的标准底面之间的垂直距离L；
③将第一标准件单独安装于标准锥体上，激光测距仪以任一发射角度α向第一标准件的标准底面发出激光，测量出发光源到第一标准件的标准底面反射点之间的距离L1；
④将第二标准件单独安装于标准锥体上，激光测距仪以同一发射角度α向第二标准件的标准底面发出激光，测量出发光源到第二标准件的标准底面反射点之间的距离L2；
⑤将被测飞轮单独安装于标准锥体上，激光测距仪再次以发射角度α向被测飞轮的底面发出激光，测量出发光源到被测飞轮的底面反射点之间的距离L3；
⑥所述被测飞轮的锥度为1：N，锥孔基准直径为D，获取被测飞轮到锥孔基准之间的深度为{D1-L×(L3－L1)/(L1－L2)/N－D}×N或{D2-L×(L3－L2)/(L1－L2)/N－D}×N。
本发明的有益效果是：先将标准件安装在标准锥体上，完成激光测距仪对相关基础数据的获取，再将被测飞轮安装在标准锥体上获取被测飞轮的相关数据，通过与激光测距仪外接的程序输入控制设备就能完成对飞轮锥孔深度的转换，激光测距仪以任一角度将光束发射到标准底面获取到基础数据，对发射角度没有任何特殊的限定，在检测时也不需要重新调整发射角度，只要保持原先的发射角度即可测出锥孔深度尺寸，从而实现仪器代替人工检测锥孔深度。操作简单快捷，极大地提高了检测的精确度，在降低劳动强度的同时提高了工作效率，大大提升了产品的合格率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的主视图；
图3是图2的A向剖视图；
图4是图3中B处局部放大示意图；
图5是第一标准件的剖视图；
图中所示：1-底座；2-被测飞轮；3-标准锥体；4-第一标准件；5-第二标准件；6-激光测距仪；7-安装块；8-固定块；9-凹槽；10-U型槽；11-过孔；12-螺钉；13-垫片；14-标准底面；15-标准锥孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1-图5所示，本发明的飞轮锥孔深度检测装置，其包括底座1、标准锥体3、第一标准件4和第二标准件5，所述标准锥体3设置在底座1上，所述标准锥体3的锥度与被测飞轮2锥孔的锥度保持一致，所述第一标准件4和第二标准件5上均设置有标准底面14和与标准锥体3相匹配的标准锥孔15，所述标准底面14与标准锥孔15的中轴线相垂直，所述底座1上设置有用于测量发光源到标准底面14或被测飞轮2底面之间距离的激光测距仪6。
本申请激光测距仪6采用了激光位移传感器作为测量仪器，使用的传感器精度为锥孔公差要求的0.1％(即0.05～0.1μm)。激光测距仪6向被测物体发出反射光，当有物体阻挡光线，激光测距仪6则会收到反射光，从而测量出反射点到发光源的距离，由于激光发出的光束的方向最一致、集中性强，因此当激光测距仪6以同一发射角度分别向第一标准件4、第二标准件5以及被测飞轮2发出反射光，能够保证三者之间的反射点位于同一条直线上，能够大大增加测量时数据的精准性；所述标准底面14与标准锥孔15的中轴线相垂直，主要是为了确保第一标准件4和第二标准件5安装在标准锥体3上时，两个标准件的标准底面14之间的相对高度差与它们锥孔底圆之间的垂直距离保持一致，从而保证能够通过相对高度差反馈锥孔深度尺寸的真实性与准确性。
在测量的过程中，先将第一标准件4和第二标准件5分别安装在标准锥体3上，分别完成激光测距仪6发光源到标准底面14反射点之间距离的测量，再将被测飞轮2安装在标准锥体3上，完成激光测距仪6发光源到被测飞轮2的底面反射点之间距离的测量，从而通过与激光测距仪外接的程序输入控制设备就能完成对飞轮锥孔深度的转换，从而实现仪器代替人工检测锥孔深度。所述外接程序输入控制设备主要包括PLC控制器、数据显示屏、24V电源，以及测试所需要的设置的PLC程序，将激光测距仪6测出的数据输入到PLC控制单元，完成对激光测距仪6的数据收集，并反馈到控制单元进行模块处理，完成程序编制，最后输出到数据显示屏。通过程序输入控制器完成锥孔深度尺寸输出并自动判断产品合格与否，操作简单快捷，极大地提高了检测的精确度，在降低劳动强度的同时提高了工作效率，大大提升了产品的合格率。
如图3、图4所示，标准锥体3可以直接通过焊接或螺钉连接于底座1上，但是在更换时不太方便，为了便于标准锥体3的快速更换，所述标准锥体3底部连接有螺钉12，所述底座1上设置有过孔11，所述螺钉12穿过过孔11，在底座1下方安装有固定块8，所述固定块8设置有U型槽10，所述U型槽10内设置有垫片13，所述垫片13卡在底座1与螺钉12的螺帽之间用于固定标准锥体3。垫片13通过卡住与标准锥体3相连的螺钉12，实现固定标准锥体3，在底座1上标准锥体3的安装位置设置能够使螺钉12穿过的过孔11，在更换标准锥体3的时候只需要将垫片13取出，即可将标准锥体3从底座1上取出，从而实现快速更换，操作简单，更换方便，大大提高了使用时的工作效率。
如图3所示，激光测距仪6可以直接设置于底座表面，但是容易受到人为等外界因素的移动、损坏等。因此，在底座1上设置有凹槽9，所述激光测距仪6位于凹槽9内且与凹槽9口部相齐平。将激光测距仪6设置于凹槽9内，能够对激光测距仪6起到一定的保护作用，同时与凹槽9齐平可以尽量保证最大的激光发射角度。
由于凹槽9的空间比较狭小，不便于激光测距仪6的安装与更换，同时也不利于工具的使用，因此，所述底座1呈拱形，在拱形的底座1所形成的空间内安装有固定块8，所述固定块8上设置有安装块7，所述激光测距仪6安装于安装块7上。底座1设置成拱形，拱形所形成的空间内可以十分方便的进行激光测距仪6的安装与更换。
飞轮锥孔深度检测方法，包括以下步骤：
①获取标准件的大端面直径：获取第一标准件4大端面直径为D1，第二标准件5大端面直径为D2，且D1＜D2；
②将第一标准件4和第二标准件5同时安装于标准锥体3上，获取第一标准件4的标准底面14和第二标准件5的标准底面14之间的垂直距离L；
③将第一标准件4单独安装于标准锥体3上，激光测距仪6以任一发射角度α向第一标准件4的标准底面14发出激光，测量出发光源到第一标准件4的标准底面14反射点之间的距离L1；
④将第二标准件5单独安装于标准锥体3上，激光测距仪6以同一发射角度α向第二标准件5的标准底面14发出激光，测量出发光源到第二标准件5的标准底面14反射点之间的距离L2；
⑤将被测飞轮2单独安装于标准锥体3上，激光测距仪6再次以发射角度α向被测飞轮2的底面发出激光，测量出发光源到被测飞轮2的底面反射点之间的距离L3；
⑥所述被测飞轮2的锥度为1：N，锥孔基准直径为D，获取被测飞轮2到锥孔基准之间的深度为{D1-L×(L3－L1)/(L1－L2)/N－D}×N或{D2-L×(L3－L2)/(L1－L2)/N－D}×N。
步骤①中，通过三坐标测量出D1和D2的值，所述大端面直径即为标准件锥孔的底圆直径，同时也是标准件的锥孔直径。
步骤②中，在获取两个标准件的标准底面14之间的垂直距离L时，不仅可以通过直接测量的方式获取，而且还能通过计算获取，在已知两标准件D1和D2以及标准锥体3锥度N的情况下，获取L＝(D2－D1)×N。
步骤③中所述发射角度α为激光发射方向与竖直方向之间的夹角，获取发光源到第一标准件4的标准底面14之间的垂直距离为L1×COSα。
步骤④中，获取发光源到第二标准件5的标准底面14之间的垂直距离为L2×COSα，因此得到COSα＝L/(L1－L2)。
步骤⑤中，获取发光源到被测飞轮2底面之间的垂直距离为L3×L/(L1－L2)，进一步获取被测飞轮2的底面与第一标准件4的标准底面14之间的相对高度L4＝L×(L3－L1)/(L1－L2)，被测飞轮2的底面与第二标准件5的标准底面14之间的相对高度L5＝L×(L3－L2)/(L1－L2)。激光测距仪以任一角度将光束发射到标准底面获取到基础数据，对发射角度没有任何特殊的限定，在检测时也不需要重新调整发射角度，只要保持原先的发射角度即可测出锥孔深度尺寸，极大的方便了测量时的快捷性。
步骤⑥中，在锥孔深度的测量中，通常以大端面直径作为起始点，向上选择某一处直径作为测量基准点，该处测量基准点所对应的锥孔直径称为锥孔基准直径，在实际检测过程中通常测量起始点到测量基准点(即大端面到锥孔基准)之间的垂直距离即为本申请所述的锥孔深度尺寸大小，以该锥孔基准处获取得到的深度尺寸与理论值进行比较从而判断产品的合格与否，在已知被测飞轮锥孔锥度和锥孔基准直径的情况下，通过与第一标准件4或第二标准件5进行相对高度计算均能反馈得到被测飞轮2到锥孔基准之间的垂直距离，即本申请所述的锥孔深度尺寸从而得到检测结果；所述被测飞轮2的锥度为1：N，锥孔基准直径为D，可以获取得到被测飞轮2的大端面直径D3＝D1-L×(L3－L1)/(L1－L2)/N或D3＝D2-L×(L3－L2)/(L1－L2)/N，从而获取被测飞轮2到锥孔基准之间的深度为{D1-L×(L3－L1)/(L1－L2)/N－D}×N或{D2-L×(L3－L2)/(L1－L2)/N－D}×N。
实施例
第一标准件4采用锥孔直径φ25，第二标准件5采用锥孔直径φ30，锥度为1：5，锥孔基准直径为φ22，计算得到L＝25，即COSα＝25/(L1－L2)，L4＝25×(L3－L1)/(L1－L2)，L5＝25×(L3－L2)/(L1－L2)，D3＝25-25×(L3－L1)/(L1－L2)/5或D3＝30-25×(L3－L2)/(L1－L2)/5，得到被测飞轮2到锥孔基准之间的深度为(D3-22)×5，即{25-25×(L3－L1)/(L1－L2)/5－22}×5或{30-25×(L3－L2)/(L1－L2)/5－22}×5。