单探头检测装置的制作方法

本实用新型属于检测设备技术领域，涉及一种单探头检测装置。

背景技术：

在零部件加工生产过程中，检测零件外形是判断待测零件加工是否合格的必要手段。传统螺旋肋钢的外形参数检测都是利用检测工具进行接触式的手动检测，通过此种方式对批量生产的零件进行检测时，存在以下弊端：1.检测工作量大、效率低、检测结果易受到人为因素的干扰；2.检测工具易磨损，对检测人员要求较高。

为此，中国专利公开了一种零件外形检测装置[授权公告号为cn209131599u]，包括放置待测零件的零件支撑架；测试机构，包括至少一个位移传感器以及至少一个距离传感器，位移传感器用于扫描待测零件的外形尺寸参数，距离传感器用于检测位移传感器扫描完待测零件一个截面后沿垂直于待测零件截面方向移动的位移；还包括至少一个驱动零件支撑架或者测试机构在直线、平面或立体范围内运动的驱动机构。由于该检测装置采用至少一个位移传感器和至少一个距离传感器，精密件数量多，使用成本高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种成本低的单探头检测装置。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

单探头检测装置，包括底座和设于底座上的用于放置工件的支撑架，置于支撑架上的工件沿x轴延伸，其特征在于，所述的底座上设有支座和用于驱动支座动作的驱动组件，所述的支座上设有测量探头，在所述驱动组件的作用下所述的支座沿平行于x轴的方向运动或沿与x轴垂直的y轴运动。

在上述的单探头检测装置中，所述的驱动组件包括设于底座上的轨道一、滑动设于轨道一上的滑座一以及用于驱动滑座一沿轨道一运动的动力单元一，所述的滑座一上设有轨道二、滑动设于轨道二上的滑座二以及用于驱动滑座二沿轨道二运动的动力单元二，所述的轨道一与轨道二垂直，所述的轨道一沿x轴/y轴延伸，所述的轨道二沿y轴/x轴延伸，所述的支座设于滑座二上。滑座一沿轨道一运动的距离可实时获得与记录，滑座二沿轨道二运动的距离可实时获得与记录。

在上述的单探头检测装置中，所述的动力单元一为电机一，所述电机一的输出轴通过丝杆副一与滑座一传动连接。具体的，丝杆副一中的丝杆与滑座一螺纹配合，当丝杆沿自身中轴线转动时，滑座一沿着水平轨道一直线运动。

在上述的单探头检测装置中，所述的动力单元二为电机二，所述电机二的输出轴通过丝杆副二与滑座二传动连接。具体的，丝杆副二中的丝杆与滑座二螺纹配合，当丝杆沿自身中轴线转动时，滑座二沿着竖直轨道直线运动。

在上述的单探头检测装置中，所述的支撑架包括固定在底座上的支架一和支架二，所述的支架一上设有v型槽一，所述的支架二上设有v型槽二，所述的v型槽一与v型槽二同向延伸。

单探头检测装置的检测方法，包括如下步骤：

①将螺旋肋钢置于支撑架上，驱动组件使支座运动并使测量探头与置于支撑架上的螺旋肋钢的中心正对设置；此时，测量探头的测量方向与螺旋肋钢的中心垂直；当测量探头运动至其与螺旋肋钢距离的最小值处时测量探头与螺旋肋钢的中心正对；

②驱动组件使支座在x轴方向运动，通过测量探头获取螺旋肋钢的肋高h，肋宽w1和肋间距w2；

③测量探头沿y轴正方向移动找到螺旋肋钢上的边缘点a，找到边缘点a后测量探头沿y轴正方向再移动一段距离m，m＜h，随后沿x轴移动w1+w2的距离，在移动w1+w2距离的过程中若测量探头未获取到有效数据，则边缘点a在外肋边缘，即波峰处，若获取到有效数据，则边缘点a在基圆边缘，即波谷处；测量探头沿y轴负方向移动m距离至上边缘点a’；

④测量探头沿y轴负方向移动找到螺旋肋钢上的边缘点b，记录测量探头由边缘点a’运动至边缘点b的竖直距离s；找到边缘点b后测量探头沿y轴负方向再移动一段距离n，n＜h，随后沿x轴移动w1+w2的距离，在移动w1+w2距离的过程中若测量探头未获取到有效数据，则边缘点b在波峰，若获取到有效数据，则边缘点b在波谷；

⑤计算螺旋肋钢的基圆直径：

情况一，若步骤③中边缘点a在波峰，步骤④中边缘点b在波峰，基圆直径d＝s-2h；情况二，若步骤③中边缘点a在波峰，步骤④中边缘点b在波谷，基圆直径d＝s-h；情况三，若步骤③中边缘点a在波谷，步骤④中边缘点b在波峰，基圆直径d＝s-h；情况四，若步骤③中边缘点a在波谷，步骤④中边缘点b在波谷，基圆直径d＝s。

m的取值范围为h/3-2h/3，优选h/2；n的取值范围为h/3-2h/3，优选h/2。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

仅设有一个测量探头，节约了使用成本；通过v型槽一与v型槽二对工件进行定位，当将不同外径的工件放入v型槽一与v型槽二内时，不同外径的工件的中轴线在某个平面上的正投影始终位于同一条线上，方便与测量探头快速对中；结构简单、测量方式新颖，测量精度高。

附图说明

图1是本实用新型提供的单探头检测装置的结构示意图。

图2是本实用新型提供的单探头检测装置的工作状态图。

图3是本实用新型提供的检测方法中步骤①-②的示意图。

图4是本实用新型提供的检测方法中步骤③-⑤的情况一的示意图。

图5是本实用新型提供的检测方法中步骤③-⑤的情况二的示意图。

图6是本实用新型提供的检测方法中步骤③-⑤的情况三的示意图。

图7是本实用新型提供的检测方法中步骤③-⑤的情况四的示意图。

图中，1、底座；2、支座；3、测量探头；4、轨道一；6、滑座一；7、动力单元一；8、轨道二；9、滑座二；10、动力单元二；11、支架一；12、支架二。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

本实施例中，x轴水平延伸，y轴水平延伸，x轴与y轴垂直。

如图1和图2所示的单探头检测装置，包括底座1和设于底座1上的用于放置螺旋肋钢的支撑架。如图1所示，支撑架包括固定在底座1上的支架一11和支架二12，支架一11上设有v型槽一，支架二12上设有v型槽二，v型槽一与v型槽二同向延伸，置于v型槽一与v型槽二上的螺旋肋钢沿x轴延伸。

如图1所示，底座1上设有沿y轴延伸的轨道一4，轨道一4上设有滑座一6，滑座一6由动力单元一7驱动。如图1所示，在滑座一6上设有沿x轴延伸的轨道二8，轨道二8上设有滑座二9，滑座二9由动力单元二10驱动。如图1所示，在滑座二9上设有支座2，在支座2上设有测量探头3，在检测时，测量探头3位于螺旋肋钢的正下方。滑座一6沿轨道一4运动的距离可实时获得与记录，滑座二9沿轨道二8运动的距离可实时获得与记录。

本实施例中，动力单元一7为电机一，电机一的输出轴通过丝杆副一与滑座一6传动连接。具体的，丝杆副一中的丝杆与滑座一6螺纹配合，当丝杆沿自身中轴线转动时，滑座一6沿着水平轨道一4直线运动。动力单元二10为电机二，电机二的输出轴通过丝杆副二与滑座二9传动连接。具体的，丝杆副二中的丝杆与滑座二9螺纹配合，当丝杆沿自身中轴线转动时，滑座二9沿着竖直轨道直线运动。

本实施例中，采用的测量探头3为激光距离传感器，测量探头3的测量方向垂直于螺旋肋钢的长度方向。

单探头检测装置的检测方法，包括如下步骤：

①将螺旋肋钢置于支撑架上，动力单元一7带动滑座一6平行于y轴运动，使支座2运动至螺旋肋钢的正下方，测量探头3测量出其与螺旋肋钢的距离，当该距离值最小时，动力单元一7停止，此时测量探头3与螺旋肋钢的中心正对设置。

②动力单元二10带动滑座二9平行于x轴运动，通过测量探头3获取螺旋肋钢的肋高h。测得测量探头3至螺旋肋钢的距离有2个参数：h1和h2，h1＞h2，由此可得出螺旋肋钢的肋高为h＝h1-h2。为了提高测量精度，测量探头3由钢材中心沿钢材的长度方向水平移动，测得多组h1与h2，通过平均值求出与从而求出精度较高的

测量探头3直线运动过程中，测量探头3至螺旋肋钢的距离由h1变为h2，并由h2变为h1，记录在这两个临界点之间滑座二9的运动距离w1，记录方法为在滑座二9与轨道二8之间设置位置传感器，位置传感器不限于光栅尺、磁栅尺，通过位置传感器记录在这两个临界点之间滑座二9的相对位移w1，w1即为肋宽。

测量探头3至螺旋肋钢的距离由h2变为h1，并由h1变为h2，记录在这两个临界点之间滑座二9的运动距离w2，记录方法为在滑座二9与轨道二8之间设置位置传感器，位置传感器不限于光栅尺、磁栅尺，通过位置传感器记录在这两个临界点之间滑座二9的相对位移w2，w2即为肋间距。

除了采用上述记录滑座二9的相对位移外，还可将动力单元二10采用闭环的步进电机，记录驱动步长和步数，也可以计算探头位移距离。为了提高w1与w2的测量精度，可测得多组w1与w2，通过平均值求出与

图4-图7还可以看作是螺旋肋钢的仰视图。

③测量探头3沿y轴正方向移动找到螺旋肋钢上的边缘点a，找到边缘点a后测量探头3沿y轴正方向再移动h/2，随后沿x轴移动w1+w2的距离，在移动w1+w2距离的过程中若测量探头3未获取到有效数据，则边缘点a在波峰，若获取到有效数据，则边缘点a在波谷；测量探头3沿y轴负方向移动h/2至上边缘点a’。

④测量探头3沿y轴负方向移动找到螺旋肋钢上的边缘点b，记录测量探头3由边缘点a’运动至边缘点b的竖直距离s；找到边缘点b后测量探头3沿y轴负方向再移动h/2，随后沿x轴移动w1+w2的距离，在移动w1+w2距离的过程中若测量探头3未获取到有效数据，则边缘点b在波峰，若获取到有效数据，则边缘点b在波谷。

⑤计算螺旋肋钢的基圆直径：

如图4所示，若步骤③中边缘点a在波峰，步骤④中边缘点b在波峰，基圆直径d＝s-2h；如图5所示，若步骤③中边缘点a在波峰，步骤④中边缘点b在波谷，基圆直径d＝s-h；如图6所示，若步骤③中边缘点a在波谷，步骤④中边缘点b在波峰，基圆直径d＝s-h；如图7所示，若步骤③中边缘点a在波谷，步骤④中边缘点b在波谷，基圆直径d＝s。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。