一种方板形位公差测量方法与流程

本发明属于方板形位公差领域，尤其是涉及一种方板形位公差测量方法。

背景技术：

现有方板例如瓷砖生产中，需要对其直角度偏差、平面度偏差、侧边边直度既直线度等公差测量，通过以上形位公差的检测最终判定产品是否合格，现有以上公差检测中，通常通过靠尺、深度尺等量具配合完成，该检测工具的使用人为干扰因素严重，因此检测结果并不能真正精准反应方板的形位公差。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种方板形位公差测量方法，以实现对方板形位公差快速准确检测。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种方板形位公差测量方法，包括以下步骤：

(1)根据待测方板型号规格，选择对应标准方板；

(2)将标准方板置于三个支撑件上，且保证三个支撑件各自支撑标准方板一个直角处，此时该标准方板剩余一个直角为悬浮状态，标准方板与该悬浮直角正对的直角称为检测直角，检测直角一个直角边定义为x方向，其另一个直角边为y方向；

(3)调整该标准方板位置，通过限位机构对检测直角x、y方向位置限位，该检测直角x方向限位点临近该检测直角顶点设置，进而使标准方板位置固定；

(4)通过设置在检测直角y方向直角边外端处的角度位移传感器测量其x方向距检测直角y边外端处距离b0，应用第一检测机构测量标准方板底面悬浮直角处位置高度f0，应用第二检测机构测量标准方板底面中心处位置高度e0，通过边长位移传感器检测其y方向距检测直角y边外端处距离a0，通过边直度位移传感器测量其y方向距标准方板检测直角x边距离c0，通过第三检测机构检测标准方板底面对应检测直角x边中间位置处高度d0；

(5)取下标准方板，将待测方板放置在三个支撑件上，且保证待测方板和标准方板放置状态相同，三个支撑件各自支撑待测方板一个直角处；

(6)调整该待测方板位置，通过限位机构对待测方板检测直角x、y方向位置限位，该待测方板检测直角x方向限位点临近该检测直角顶点设置，进而使待测方板位置固定；

(7)保持各个检测元件位置不变，通过角度位移传感器测量其x方向距待测方板检测直角y边外端处距离b1，应用第一检测机构测量待测方板底面悬浮直角处位置高度f0，应用第二检测机构测量待测方板底面中心处位置高度e0，通过边长位移传感器检测其y方向距待测方板检测直角y边外端处距离a0，通过边直度位移传感器测量其y方向距待测方板检测直角x边距离c0，通过第三检测机构检测待测方板底面对应其检测直角x边中间位置处高度d0；

(8)计算待测方板各种形位偏差：

待测方板检测直角y边边长偏差为：a0-a1，单位mm；

待测方板待测直角的直角度偏差为:(b0-b1)/l2×100；

待测方板底面中心处弯曲度偏差为：(e0-e1)/d×100；

待测方板底面悬浮直角处翘曲度偏差为：(f0-f1)/d×100；

待测方板检测直角x边边直度偏差为：(c0-c1)/l1×100；

待测方板检测直角x边竖直方向弯曲度偏差为：(d0-d1)/l1×100；

其中：l1为标准方板检测直角x边设定长度；

l2为标准方板检测直角y边设定长度；

d为标准方板对角线设定长度。

(9)重复步骤(1)-(8)，实现待测方板其他直角及侧边相关形位公差检测。

进一步的，待测方板为正方形板时，顺时针或逆时针90°转动该待测方板，重复步骤(6)——(8)，实现对待测方板其他直角及侧边形位公差的测量；

待测方板为长方形板时，取下待测方板，将标准方板较步骤(2)放置状态顺时针或逆时针旋转90°重新放置在三个支撑件上；然后重复步骤(3)和(4)，然后取下标准方板，将待测方板相对于标准方板同方向转动90°，然后重复步骤(6)、(7)和(8)，实现对待测方板其他直角及侧边形位公差的测量。

进一步的，标准方板对应支撑结构的支撑点距离该标准方板与其紧邻两个侧边距离分别为4-6mm。

进一步的，所述标准方板检测直角x边y方向限位点设有两个，该两个限位点布置在标准方板检测直角x边两端，该两个y方向限位点距各自紧邻标准方板侧边距离为4-6mm，标准方板检测直角y边x方向限位点距该标准方板检测直角x边距离为4-6mm。

进一步的，所述标准方板检测直角y边边长检测点设置在标准方板平行检测直角x边的侧边上，且该检测直角y边边长检测点距检测直角y边外端处距离为4-6mm，标准方板检测直角直角度偏差检测点设置在检测直角y边上，该直角度偏差检测点距检测直角y边外端处距离为4-6mm。

进一步的,所述三个支撑机构可移动设置。

进一步的，所述角度位移传感器、边长位移传感器及边直度传器分别为激光位移传感器，所述第一检测机构、第二检测机构及第三检测机构为接触式位移传感器。

相对于现有技术，本发明所述的方板形位公差测量方法具有以下优势：

本发明所述的方板形位公差测量方法中，通过设定的检测仪器自动完成对方板每一个侧边长度偏差、边直度偏差、边弯曲度偏差、每一个直角的直角度偏差、方板中心处凹凸度偏差及该方板翘曲度偏差的检测，提高检测效率，提高检测准确性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本检测方法原理结构图；

图2为本检测方法中所用方板形位公差检测装置结构示意图；

图3为一种方板形位公差检测装置中第一检测机构、第二检测机构和第三检测机构结构示意图；

图4为检测装置中悬浮支撑机构结构示意图；

图5为边直度检测原理图；

图6为直角度检测原理图；

图7为方板侧边弯曲度检测原理图；

图8为直角上翘翘曲度检测原理图；

图9为直角下翘翘曲度检测原理图；

图10为方板中心内凹弯曲度检测原理图；

图11为方板中心处下凸弯曲度检测原理图；

附图标记说明：

1-第二定位杆；2-第一导轨；3-第二标尺；4-紧定螺钉；5-第二滑板；7-第一标尺；9-平台；10-支撑机构；11-第一滑板；12-角度位移传感器；13-边长位移传感器；15-第一检测机构；16-第三检测机构；18-第二检测机构；21-滑块；22-第一定位杆；17-第三定位杆；18-第二检测机构；25-第三检测机构；27-第一磁力座；28-测杆；29-触头；30-铰销；31-检测仪表；32-第二磁力座；33-弹簧；34-支撑块；401-支撑点；402-侧边边直度检测点；403-侧边弯曲度检测点；404-限位点；405-直角度偏差检测点；406-侧边长度偏差检测点；407-中心处弯曲度检测点；408-翘曲度检测点。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种方板例如磁砖如图1所示，产品质量规定需要对该方板进行四个直角的直角度、每一个侧边边直度及弯曲度、方板翘曲度及其中心处弯曲度共计六处生产偏差进行检测，本检测方法原理采用比较法检测待测方板具体形位公差值，以方板一个直角为待测直角为例说明，检测点位置确定为，该待测直角一个直边设为x边，其另一个直边设为y边，利用三点共面原理，以方板底面该待检测直角两个直边所对应三个直角处各自作为支撑点401，通过三个支撑机构各自支撑一支撑点401，实现方板水平平稳放置，同时将待测直角两个直边中的x直边两端处各自作为y方向位置限位点404，实现方板水平y方向限位，该x边边直度偏差检测点402位于该x边中间位置，通过探头水平y向探测即可，该x边竖直方向弯曲度检测点403为该方板底面与该x边中间位置对应点，通过一竖直向上设置的探头检测即可，通过检测元件检测该x直边水平方向边直度偏差及该侧边竖直方向弯曲度偏差；将待测直角y直边紧邻其x直边位置处作为x方向位置限位点404，通过该三个限位点限位实现方板位置固定，待测直角的直角度偏差即可通过检测该y直边外端的直角度偏差检测点405在x方向水平偏移距离即可，该y边边长度偏差可通过检测y直边外端处y方向距离偏差即可，该长度偏差检测点406设置在方板平行检测直角x边的侧边上，且长度偏差检测点406和直角度偏差检测点405紧邻，方板翘曲度检测点408为方板底面未被支撑机构支撑的直角处，其中心处弯曲度检测点407为方板底面中心处。比较法原理：先根据待检测方板型号选择一该方板对应型号的标准板，将标准板置于该检测装盒子上，通过每个检测点对应设置的检测元件检测其与标准板检测点的距离参数作为标准，并记录下这些标准数据，然后取下标准板，保持各检测元件位置不变，将待测板置于该检测装置上，通过各个测检元件检测待测方板其对应检测点距离参数作为对比参数，并记录下这些对比参数，将同个检测点的对比参数和标准参数作比较，即可得出待测板每一个检测点和标准位置相比较其位置偏差数值，然后根据形位公差性对应公式计算出各自的公差大小即可。

根据该检测原理设置的检测装置为，如图2-4所示，一种方板形位公差检测装置，包括平台9，该平台9水平y方向设有第一导轨2，第一导轨2一端滑动设有第一移动件11，该第一导轨2另一端滑动设有第二移动件5，第一移动件11和第二移动件5各自设有将其锁定的紧定螺钉4，该第二移动件5上设有水平且和第一导轨2垂直的第二导轨23，该第二导轨23沿x方向设置，第二导轨23的外端滑动设有第三移动件21，第三移动件21设有对其位置锁定的锁紧螺钉，所述第一移动件11、第二移动件5及第三移动件21各自设有一支撑机构10，优选的，支撑机构10位圆柱结构，三个支撑机构10顶面平齐形成一用于支撑方板是水平支撑平面，三个支撑机构10和方板四个直角中的三个直角一一对应设置，因此，三个支撑机构10连线形成近似直角三角形结构，其中，第一导轨2和第二导轨23交点处对应支撑机构10为该近似直角三角形的直角处，该处支撑机构对应方板直角为方板检测直角，所述第二移动件5和第三移动件21上设有和方板对应的定位机构，通过定位机构对检测直角位置进行限定，进而限定方板检测出位置，实现检测时快速将方板放置到位目的，所述第一移动件11上设有对方板检测直角偏差进行测量的角度位移传感器12，以及对方板检测直角y方向直角边边长检测的边长位移传感器13，该边长位移传感器13探头和第一导轨2平行设置，角度位移传感器12临近该第一移动件11上的支撑元件10设置，角度位移传感器12探头和第一导轨11垂直设置，所述平台9上可移动设有用于检测方板翘曲度的第一检测机构15，以及对方板底面中心处凹凸状态检测的第二检测机构18。平台上可移动设有对方板侧面边直度检测的边直度位移传感器25和对方板底面侧端凹凸检测的第三检测机构16，边直度位移传感器25用于检测检测直角对应第二导轨23的直角边的边直度，第三检测机构16用于该检测直角对应第二导轨23的直角边竖直方向弯曲度。优选的，边直度位移传感器25滑动安装在第二导轨23上，实际操作中，根据方板大小及时调节第一移动件11、第二移动件5及第三移动件21位置，保证三个支撑机构10各自临近其对应方板直角位置，然后将方板放置在三个支撑机构10上，并通过定位机构进行x方向和y方向限位,然后通过紧定螺钉4对第一移动件11、第二移动件5及第三移动件21锁定，保证检测过程中方板稳定性，利于检测元件的检测，通过角度位移传感器12实现方板检测直角的直角度偏差检测，通过边长位移传感器13实现方板检测直角y方向直角边边长偏差检测，通过第一检测机构15实现方板底面违背支撑机构支撑直角处翘曲度检测，通过第二检测机构18实现方板底面中心处凹凸度偏差检测，通过第三检测机构16实现方板检测直角x方向直角边竖直方向弯曲度检测，通过边直度位移传感器25实现方板检测直角x方向直角边边直度检测。

本实施例中，如图2所示，所述第一检测机构15、第二检测机构18及第三检测机构16分别包括磁力表座27、测杆28和检测仪表31，测杆28通过水平设置的铰销30铰接在磁力表座立杆上，测杆28一端向上设有用于和方板底面相接触的触头29，检测仪表31设置在测杆28另一端，该检测仪表31为百分表或千分表，该检测仪表31测头向下紧压测杆28设置。该结构根据杠杆原理，利用百分表或千分表探头一定弹性伸缩量，触头29竖直方向位移量和检测仪表31探头竖直方向位移量换算，通过检测仪表31直观数值即可换算出触头29位移量，进而得出方板中心处平面度、其悬浮直角处翘曲度及方板底面对应第二导轨23端中心处的弯曲度，实际检测时，根据需要移动磁力表座直至测量位置，然后通过磁力表座进行固定即可。

本实施例中，所述角度位移传感器12、边直度位移传感器25及边长位移传感器13分别为激光位移传感器。

本实施例中，所述平台9在设置第一导轨2处设有第一标尺7，其在临近第二导轨23位置处设置了第二标尺3，其中第一标尺7的零点设置在其中心处，所述第一移动件11和第二移动件5关于标尺7零点对称设置。该结构便于根据方板尺寸调节三个支撑机构位置，提高本测量装置的通用性，且第一移动件11和第二移动件5能够居中调节，第三移动件21同样能够沿第二导轨23移动，保证方板中心点位置不变，进而提高检测效率。

本实施例中，所述定位机构包括第三移动件21上设置的第一定位杆22，以及第二移动件5上设置的第二定位杆1和第三定位杆17，第一定位杆22和第三定位杆17分别水平且和第二导轨23垂直，且第一定位杆22和第三定位杆17外端平齐设置，所述第二定位杆1水平且和第一导轨2垂直，该第二定位杆1和第三定位杆17紧邻设置。优选的，第一定位杆22紧邻第三移动件1上的支撑机构10设置，第二定位杆1和第三定位杆17紧邻第二移动件5上的支撑机构10设置，该结构能够对方板相邻两个侧边快速定位，提高其效率。

根据该检测原理，本实施例公开了一种方板形位公差测量方法，包括以下步骤：

(1)根据待测方板型号规格，选择对应标准方板；

(2)将标准方板三个支撑点置于三个支撑件上，例如图2所示检测装置设置的检测机构10上，保证三个支撑机构10各自支撑标准方板一个标准方板支撑点401，此时该标准方板剩余一个直角为悬浮状态，标准方板与该悬浮直角正对的直角称为检测直角，检测直角一个直角边定义为x方向，其另一个直角边为y方向；优选的，为了保证方板稳定支撑，将方板悬浮直角通过悬浮支撑机构支撑，如图4所示，悬浮支撑机构支撑第二磁力座32及支撑34，支撑块34通过弹簧33安装在第二磁力座32上，移动悬浮支撑机构的第二磁力座32至适当位置，然后固定该第二磁力座32，悬浮直角由支撑块34辅助悬浮支撑，理论上三个支撑机构能够实现该方形板稳定支撑作用，但对于一些较重物品，例如磁砖，该方形板悬浮角端因重力作用使方形板由三个支撑机构10翻落可能性，考虑到单单通过第一检测机构15、第二检测机构18的支撑作用下，对检测仪表31触头压力较大，长时间检测中会损伤探头，因此，本设计中，对方形板悬浮角处设置了悬浮支撑机构支撑，由悬浮支撑机构支撑对悬浮角起到浮动支撑作用，进一步保证方形板由三个支撑机构的稳定支撑；本实施例中，优选的，所述三个支撑机构可移动设置。该结构实现对不同型号尺寸的方板形位公差进行检测，同时实现根据实际检测中支撑点微调，保证方板测量位置稳定；

(3)调整该标准方板位置，通过限位机构对检测直角x、y方向位置限位，该检测直角x方向限位点临近该检测直角顶点设置，进而使标准方板位置固定；限位机构可采用图2所示检测装置中的限位机构，也就是第一定位杆22和第三定位杆17各自对应检测直角x边一个限位点404设置，通过该第一定位杆22和第三定位杆17对检测直角x边进行y方向限位，第二定位杆1对应检测直角y边上限位点404，实现对检测直角y边x方向位置限位，由此实现方板检测位置固定；

(4)通过设置在检测直角y方向直角边外端处的角度位移传感器12测量其x方向距测点405距离b0，应用第一检测机构15测量标准方板底面悬浮直角处位置处既翘曲度测点408位置高度f0，应用第二检测机构18测量标准方板底面中心处既中心处弯曲度测点407位置高度e0，通过边长位移传感器13检测其y方向距检测直角y边外端处即侧边长度偏差检测点406距离a0，通过边直度位移传感器25测量其y方向距标准方板检测直角x边距离c0，也就是边直度位移传感器25与检测直角x边上边直度检测点402间距离c0，该通过第三检测机构16检测标准方板底面对应检测直角x边中间位置处即检测直角x边上弯曲度检测点403高度d0；优选的，角度位移传感器12、边长位移传感器13及边直度传器25分别为激光位移传感器，所述第一检测机构15、第二检测机构18及第三检测机构16为接触式位移传感器，如图3所示，即可采用百分表、千分表元件检测，

(5)取下标准方板，将待测方板放置在三个支撑机构10上，且保证待测方板和标准方板放置状态相同，三个支撑机构10各自支撑待测方板一个直角处；

(6)调整该待测方板位置，通过限位机构对待测方板检测直角x、y方向位置限位，该待测方板检测直角x方向限位点临近该检测直角顶点设置，进而使待测方板位置固定；

(7)保持各个检测元件位置不变，通过角度位移传感器12测量其x方向距待测方板检测直角y边外端处距离b1，应用第一检测机构15测量待测方板底面悬浮直角处位置高度f0，应用第二检测机构18测量待测方板底面中心处位置高度e0，通过边长位移传感器13检测其y方向距待测方板检测直角y边外端处距离a0，通过边直度位移传感器25测量其y方向距待测方板检测直角x边距离c0，通过第三检测机构16检测待测方板底面对应其检测直角x边中间位置处高度d0；

(8)计算待测方板各种形位偏差：

待测方板检测直角y边边长偏差为：a0-a1，单位mm；

待测方板待测直角的直角度偏差为:(b0-b1)/l2×100；

待测方板底面中心处弯曲度偏差为：(e0-e1)/d×100；

待测方板底面悬浮直角处翘曲度偏差为：(f0-f1)/d×100；

待测方板检测直角x边边直度偏差为：(c0-c1)/l1×100；

待测方板检测直角x边竖直方向弯曲度偏差为：(d0-d1)/l1×100；

其中：l1为标准方板检测直角x边设定长度；

l2为标准方板检测直角y边设定长度；

d为标准方板对角线设定长度。

(9)重复步骤(1)-(8)，实现待测方板其他直角及侧边相关形位公差检测。

本实施例中，根据生活中方板例如磁砖形状由长方形及正方形结构，因此，当待测方板为正方形板时，顺时针或逆时针90°转动该待测方板，重复步骤(6)——(8)，实现对待测方板其他直角及侧边形位公差的测量；

待测方板为长方形板时，取下待测方板，将标准方板较步骤(2)放置状态顺时针或逆时针旋转90°重新放置在三个支撑机构10上；然后重复步骤(3)和(4)，然后取下标准方板，将待测方板相对于标准方板同方向转动90°，然后重复步骤(6)、(7)和(8)，实现对待测方板其他直角及侧边形位公差的测量。

本实施例中，标准方板对应支撑结构的支撑点401距离该标准方板与其紧邻两个侧边距离分别为4-6mm。

本实施例中，所述标准方板检测直角x边y方向限位点404设有两个，该两个限位点布置在标准方板检测直角x边两端，该两个y方向限位点404距各自紧邻标准方板侧边距离为4-6mm，标准方板检测直角y边x方向限位点404数量为一个，且该检测直角y边x方向限位点404距该标准方板检测直角x边距离为4-6mm。

本实施例中，所述标准方板检测直角y边边长检测点406设置在标准方板平行检测直角x边的侧边上，且该检测直角y边边长检测点水平x方向距检测直角y边外端处距离为4-6mm，标准方板检测直角直角度偏差检测点405设置在检测直角y边上，该直角度偏差检测点405水平y方向距检测直角y边外端处距离为4-6mm。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。