一种连杆内圆面和厚度快速检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及发动机连杆快速测量技术领域，具体涉及一种连杆内圆面和厚度快速检测装置。


背景技术：

2.现有连杆批量生产中，品质管控一般采取定期抽检或传统离线检测。抽检检测方式采用三坐标设备量测，考虑到连杆加工过程中震动、油污、粉尘的存在，抽检送样精密量测工件之前需做清洁处理，效率低。而离线量测方式包括：类型一，将接触式传感器在圆周均布三至四个点；类型二，传感器贴紧圆孔内壁做360度回转运动。以上两种方式，测量时传感器需和工件贴紧接触，并且类型一测量方法采样点少、抗干扰能力弱，类型二测量方法接触式传感器易划伤工件，另外接触式传感器本身机构特性对被测表面台阶适应性不强，曲面采样速度受限，尤其对内圆面油槽避位不够灵活，难以充分快速评价整个内圆面的加工质量。


技术实现要素：

3.本实用新型为解决连杆内圆和厚度检测难度大、效率低的问题，提供一种连杆内圆面和厚度快速检测装置，可以采集到更多关键点数据，有更多参数可以评估内圆面及两孔的平行度，能够快速响应实际生产节奏，保证产品品质。
4.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
5.一种连杆内圆面和厚度快速检测装置，包括工作台面，还包括端部压紧机构、非接触传感器、上层传感器和下层传感器，所述端部压紧机构用于固定连杆的大头端，工作台面在对应连杆的两个内圆位置均处设置有所述非接触传感器，非接触传感器在连杆内圆内旋转，所述上层传感器设置在非接触传感器上，上层传感器上设置有杠杆测头，所述下层传感器工作台面上，下层传感器位于连杆的小头端下部。
6.进一步地，还包括杠杆顶升机构，所述杠杆顶升机构包括安装架、伸缩装置、拉杆，所述安装架上由外至内依次设置所述非接触传感器和上层传感器，安装架的顶部铰接所述杠杆测头，上层传感器位于杠杆测头的下方，安装架上滑动设置所述拉杆，所述伸缩装置一端与安装架固定连接、另一端连接拉杆，拉杆上端滑动连接杠杆测头。
7.进一步地，所述杠杆测头的中部开设有腰型孔，所述腰型孔倾斜设置，拉杆的上端设置有穿过腰型孔的销轴。
8.进一步地，所述端部压紧机构包括旋转压紧气缸、压紧横杆和压紧调整螺丝，所述旋转压紧气缸设置在工作台面上，所述压紧横杆设置在旋转压紧气缸上，所述压紧调整螺丝的数量为两个，两个压紧调整螺丝可调设置在压紧横杆的两侧，两个压紧调整螺丝以压紧横杆中心为对称中心对称设置。
9.进一步地，所述工作台面在对应连杆大头端的位置处滑动设置有多个定位块，多个环形分布，定位块的滑动路径在该环形的直径上。
10.进一步地，所述工作台面在对应连杆两个内圆位置处设置有导向环，所述导向环位于定位块内侧。
11.进一步地，所述工作台面的下部设置有安装台，所述安装台上对应非接触传感器设置有旋转模组，旋转模组上通过直线调整模组连接杠杆顶升机构。
12.进一步地，所述直线调整模组包括直线滑轨和滑块，所述直线滑轨设置在旋转模组上，所述滑块与直线滑轨滑动连接，滑块上设置所述杠杆顶升机构。
13.进一步地，所述安装台为可升降的，两个旋转模组与安装台之间滑动连接。
14.通过上述技术方案，本实用新型的有益效果为：
15.本实用新型在检测连杆时，固定连杆的大头端，非接触传感器在安装台的带动下，可升至不同的高度，在旋转模组的带动下在连杆内圆内旋转，在升高和旋转过程中非接触传感器进行测距。在量测ct不变的情况下，采集到更多关键点数据，有更多参数可以评估内圆面及两孔平行度，为结果评估提供数据支撑；另外，与接触式传感器相比，非接触传感器不与工件接触，采样速度不受工件表面台阶限制。非接触传感器能够快速响应实际生产节奏，保证产品品质。
16.本实用新型上层传感器不直接与连杆表面接触，杠杆测头与接触连杆表面，通过上层传感器测量杠杆测头的位置变化而推导出连杆上表面的数据信息，对于连杆大头端，该数据与定位块高度数据进行对比可得到大头端的厚度，对于连杆小头端，该数据与下层传感器数据进行对比，可得到小头端的厚度。并且，上层传感器可随非接触传感器进行旋转，可得到更多连杆内圆上端面的数据信息，从而对于评估内圆上端面的平整度及上下端面的平行度提供数据支撑。
17.本检测装置可以应用到更多领域，如：气缸套内径特征、外径特征量测；接头箍类工件内部螺纹量测；壳体类工件平行轴孔量测或孔间相对位置量测。
附图说明
18.图1是本实用新型一种连杆内圆面和厚度快速检测装置的结构示意图之一；
19.图2是本实用新型一种连杆内圆面和厚度快速检测装置的结构示意图之二；
20.图3是杠杆顶升机构、非接触传感器的结构示意图之一；
21.图4是杠杆顶升机构、非接触传感器的结构示意图之二；
22.图5是杠杆顶升机构、非接触传感器的剖视结构示意图；
23.图6是定位块、导向环的结构示意图；
24.图7是拉杆的结构示意图。
25.附图中标号为：1为工作台面，2为端部压紧机构，201为旋转压紧气缸，202为压紧横杆，203为压紧调整螺丝，3为非接触传感器，4为上层传感器，5为下层传感器，6为杠杆测头，601为腰型孔，7为杠杆顶升机构，701为安装架，702为伸缩装置，703为拉杆，8为定位块，9为安装台，10为旋转模组，1001为空心无框电机，1002为高精度气浮转台，1003为高精度决对式编码器，11为直线调整模组，1101为直线滑轨，1102为滑块，12为导向环，13为连杆。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“横向”“竖向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
28.如图1～图7所示，本实施例提供一种连杆内圆面和厚度快速检测装置，包括工作台面1，还包括端部压紧机构2、非接触传感器3、上层传感器4和下层传感器5。所述端部压紧机构2设置在工作台面1上，端部压紧机构2用于固定连杆的大头端；工作台面1在对应连杆的两个内圆位置均处设置有所述非接触传感器3，非接触传感器3为非接触式测距传感器，非接触传感器3在连杆内圆内旋转，对连杆内圆的孔径进行测量；所述上层传感器4设置在非接触传感器3上，上层传感器4上设置有杠杆测头6，在检测厚度或平整度时，杠杆测头6搭接在连杆内圆的外端面上，所述下层传感器5工作台面1上，下层传感器5位于连杆的小头端下部，连杆的大头端被固定，通过测量大头端的上端面数据可以计算出连杆大头端的厚度，连杆小头端通过上层传感器4和下层传感器5的数据进行计算得到小头端的厚度。
29.进一步地，还包括杠杆顶升机构7，所述杠杆顶升机构7包括安装架701、伸缩装置702、拉杆703，所述安装架701上由外至内依次设置所述非接触传感器3和上层传感器4，非接触传感器3和上层传感器4以嵌入式设置在安装架701上，提升结构紧凑的同时，也增加该组块的刚性，安装架701的顶部铰接所述杠杆测头6，上层传感器4位于杠杆测头6的下方，安装架701的两侧均滑动设置所述拉杆703，所述伸缩装置702一端与安装架701固定连接、另一端连接拉杆703，拉杆703上端滑动连接杠杆测头6，杠杆测头6的另一端用于与端面进行接触。通过伸缩装置70的伸长或缩短，带动杠杆测头6的端部伸出或缩回。
30.本实施例中伸缩装置702为气缸。
31.进一步地，所述杠杆测头6的中部开设有腰型孔601，所述腰型孔601倾斜设置，拉杆703的上端设置有穿过腰型孔601的销轴。拉杆703内侧设置有油槽，能够储存润滑油脂，减少滑动配合的磨损。
32.所述端部压紧机构2包括旋转压紧气缸201、压紧横杆202和压紧调整螺丝203，所述旋转压紧气缸201设置在工作台面1上，所述压紧横杆202设置在旋转压紧气缸201上，所述压紧调整螺丝203的数量为两个，两个压紧调整螺丝203可调设置在压紧横杆202的两侧，两个压紧调整螺丝203以压紧横杆202中心为对称中心对称设置。
33.所述工作台面1在对应连杆大头端的位置处滑动设置有多个定位块8，多个定位块8环形分布，定位块8的滑动路径在该环形的直径上。所述工作台面1在对应连杆两个内圆位置处设置有导向环12，所述导向环12位于定位块8内侧。放置连杆时，导向环12对连杆的内圆，便于连杆的定位；本实施例中三个定位块8环形分布，与导向环12同心，三个定位块8形成支撑连杆大头端的平面，与端部压紧机构2配合，对连杆的大头端进行压紧固定，而连杆的小头端悬空。并且可以通过调整定位块8的位置，以适应不同内径的连杆。在面对不同内径的连杆时，可更换相直径适应的导向环12。
34.进一步地，所述工作台面1的下部设置有安装台9，所述安装台9上对应非接触传感器3设置有旋转模组10，旋转模组10上通过直线调整模组11连接杠杆顶升机构，旋转模组带动杠杆顶升机构、非接触传感器3和上层传感器4旋转。旋转模组10包括空心无框电机1001、高精度气浮转台1002 和高精度决对式编码器1003，可实现径跳、端跳小于0.5微米的高精
度旋转。空心无框电机1001低磁隙扰动驱动旋转，同时整模组通孔可以穿气管、光纤、传感器线缆、控制器线缆等。配合高精度决对式编码器1003，在旋转角度保证实时准确同时，可以识别当前旋转位置，避免模组通孔内穿过物体扭断。
35.进一步地，所述直线调整模组11包括直线滑轨1101、滑块1102，所述直线滑轨1101设置在旋转模组10上，所述滑块1102与直线滑轨1101滑动连接，滑块1102上设置所述杠杆顶升机构。针对不同连杆的孔径，可调整滑块1102的位置，调到适当位置后锁紧固定即可。
36.进一步地，所述安装台9为可升降的，通过安装台9的升降，带动非接触传感器的升降，两个旋转模组10与安装台9之间滑动连接。对于不同的连杆，两孔中心距可以通过调整两旋转模组10后固定。在根据孔距进行调整时，定位块8、导向环12和下层传感器的位置也要随之调整。
37.使用过程：连杆通过导向环12定位放置，连杆的大头端放置在定位块8上、小头端悬空对应导向环12，通过旋转压紧气缸201将压紧横杆202和压紧调整螺丝203位于连杆上方，并使压紧调整螺丝203压紧连杆，对连杆进行固定，在测量过程中连杆不动。
38.测量内圆面动作方式：
39.1.非接触传感器沿z向升至高度h1，在内圆截面采点量测；非接触式传感器沿z向升至高度h2，在内圆截面采点量测。截面选取数量大于两层，截面数量及截面间距视内圆状况和内孔长度而定。各测值均与旋转模组测点角度值绑定。
40.2.测量内圆面：非接触式传感器在内圆孔z向最低点开始沿z向移动至最高点，移动过程中非接触式传感器扫描或采点取值；非接触式传感器旋转90
°
，沿z向最高点向最低点移动，移动过程中非接触式传感器扫描或采点取值；以此方式分别在180
°
、270
°
完成以上往复扫描或采点取值，各测值均与z向向测点位置数值绑定，角度0
°
、90
°
、180
°
、270
°
视情况可作简化、调整和细分。
41.非接触传感器在旋转模组10和安装台9的复合运动带动下，完成类螺旋式扫描或采点，采集过程中可对关键位置做前两种量测动作。各测值均与测点z向和旋转模组10的转台角度值绑定。
42.测厚度动作：
43.非接触传感器沿z向升高，使杠杆测头6高度高于连杆上端面，伸缩装置702带动拉杆703下降，带动杠杆测头6的头部下降，使杠杆测头6的头部接触连杆的上端面，上层传感器检测该杠杆测头6高度位置变化，通过计算并与下层传感器5的数值进行比对，得出连杆的厚度值。在非接触传感器在内圆旋转扫描或采点时，杠杆测头6和上层传感器可随之对上端面进行测量采点，能够收集上端面的更多点数据，为端面的平行度评估提供数据支撑。
44.以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。