专利名称：大直径轴盘类工件测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种大直径轴盘类工件测量装置。
目前，在加工车间进行大直径工件的测量时，多采用卡尺、千分尺、量规，或采用滚子法测量仪器等。存在着笨重、费时、测量误差较大等问题，滚子法测量时对加工工件的表面还会造成一定的刮伤。
本实用新型的任务是提供一种轻便、快速、准确、对工件表面不产生刮伤的大直径轴盘类工件直径测量装置。
本实用新型的任务是通过如下方案实现的它由测量标记［1］、测量机构［2］和数据处理器［3］组成。测量标记［1］包括磁性座［11］和标记头［12］，二者通过粘接剂粘接在一起。测量机构［2］包括支架［21］、连杆［22］、连杆［23］、测量杆［24］、测量臂［25］、非完整圆形辅助轮［26］、光电传感器［27］和测量接触力指示器［28］。支架［21］固定在机床刀架［20］上，连杆［22］、连杆［23］和测量杆［24］依次相互铰接，三个铰接处分别用紧定旋纽［29］固定，两个测量臂［25］分别固定在测量杆［24］的两端，两个非完整圆形辅助轮［26］分别装于测量臂［25］的前端，光电传感器［27］分别装在非完整圆形辅助轮［26］的轴线上。测量机构［2］中的非完整圆形辅助轮［26］有一开口，在开口两侧的非完整圆形辅助轮［26］的轴线处分别安装光电传感器［27］的发射管［271］和接收管［272］。数据处理器［3］包括放大器［31］、单片机［32］、键盘［33］、显示器［34］和打印机［35］。
本实用新型的优点是结构轻便，安装调试方便，测量快速准确，因属非接触式测量，故对工件表面不产生刮伤，并能在加工现场实现实时在线测量。
图1总体原理图；图2测量标记结构图；图3非完整圆形辅助轮及光电传感器装配图；图4数据处理器原理图；图5数据采集过程原理图；图6测量原理图；图7测量接触力指示器原理图。
实施例如图1所示，大直径轴盘类工件测量装置由测量标记［1］、测量机构［2］和数据处理器［3］组成。如图2，测量标记［1］包括磁性座［11］和标记头［12］，标记头［12］采用金属标记头。二者用环氧树脂粘接在一起，要保证粘好后的垂直度，使其任意吸附在工件［10］的表面上时，金属标记头［12］都与工件［10］的表面垂直。测量机构［2］包括支架［21］、连杆［22］、连杆［23］、测量杆［24］、测量臂［25］、非完整圆形辅助轮［26］、光电传感器［27］和测量接触力指示器［28］。如图7所示，测量接触力指示器［28］包括触头［281］和指示灯［282］，当辅助轮［26］与工件［10］接触时，可形成一个测量电路，指示灯［282］的亮度即可显示测量接触力的大小。支架［21］固定在机床刀架［20］上，连杆［22］、连杆［23］和测量杆［24］依次相互铰接，三个铰接处分别用紧定旋纽［29］固定，调节各铰接处的转角，可调整测量杆［24］的偏转、俯仰和旋转等测量位置。两个测量臂［25］分别固定在测量杆［24］的两端，两个非完整圆形辅助轮［26］分别装于测量臂［25］的前端，光电传感器［27］分别装在非完整圆形辅助轮［26］的轴线上。光电传感器［27］包括发射管［271］和接收管［272］。如图3，测量机构［2］中的非完整圆形辅助轮［26］有一开口，测量时，测量标记［1］从开口中通过。在开口两侧的非完整圆形辅助轮［26］的轴线处分别安装绝缘芯子［273］，绝缘芯子［273］中间的轴线处安装光电传感器［27］的发射管［271］和接收管［272］。同时，绝缘芯子［273］支承在测量臂［25］上。在结构设计及加工时，必须保证发射管［271］和接收管［272］精确地对中在一条光轴上。在辅助轮［26］上有一较窄的非完整环形工作面，以便在测量初始对准时与工件［10］尽量保证点接触。如图4，数据处理器［3］包括放大器［31］、单片机［32］、键盘［33］、显示器［34］和打印机［35］。光电传感器［27］的发射管［271］选用HG420，其接收管［272］选用3DU233。放大器［31］选用CC40106。单片机［32］的型号是8031，显示器［34］选用LED，键盘［33］为常规键盘，打印机［35］选用μP40。
测量前，使两个非完整圆形辅助轮［26］的环形工作面与被测工件接触，如图6所示。首先调整测量杆［24］的正确位置，再调整测量接触力，观察指示灯［282］，使其附合要求的亮度，即调整完毕。然后转动辅助轮［26］使其非完整侧对着工件［10］，从而使辅助轮［26］与工件［10］脱离，此时即可进行测量。测量状态如图1所示。测量时工件［10］在机床主轴的带动下匀速转动，吸附在工件［10］上的测量标记［1］也随之旋转。如图6所示，工件［10］的轴心O与两个辅助轮［26］的轴心A、B形成了一个三角形△AOB。通过该三角形可得如下关系式D＝(L／sinα)－d式中L为A、B两点间的距离，是事先给定的量。d为辅助轮［26］的直径，也是事先给定的量。D为被测工件直径。其中α由下式求得α＝πTAB／TAA则工件直径D的表达式为D＝(L／sin(πTAB／TAA))－d式中TAB为测量标记［1］通过A、B两点间的时间，TAA为测量标记［1］通过A点转一周所需要的时间。
图5是数据采集过程原理图，在测量过程中，测量信号以脉冲形式被采集，通过电缆线［30］经放大器［31］进入单片机［32］进行数据处理。利用软件实现数据的自动采集，中断，多字节乘法、除法、加法、减法的运算，正弦函数计算(精度达10－8以上)，求最大值、最小值，求和，求平均值，排序，求平方和，从而得出TAB和TAA的精确值，最后计算出工件的直径D。计算结果显示在显示器［34］上，同时可由打印机［35］打印输出。
权利要求1.一种大直径轴盘类工件测量装置，其特征是它由测量标记[1]、测量机构[2]和数据处理器[3]组成。
2.如权利要求1所述的大直径轴盘类工件测量装置，其特征是测量标记［1］包括磁性座［11］和标记头［12］，二者通过粘接剂粘接在一起。
3.如权利要求1所述的大直径轴盘类工件测量装置，其特征是测量机构［2］包括支架［21］、连杆［22］、连杆［23］、测量杆［24］、测量臂［25］、非完整圆形辅助轮［26］、光电传感器［27］和测量接触力指示器［28］，支架［21］固定在机床刀架［20］上，连杆［22］、连杆［23］和测量杆［24］依次相互铰接，三个铰接处分别用紧定旋纽［29］固定，两个测量臂［25］分别固定在测量杆［24］的两端，两个非完整圆形辅助轮［26］分别装于测量臂［25］的前端，光电传感器［27］分别装在非完整圆形辅助轮［26］的轴线上。
4.如权利要求3所述的大直径轴盘类工件测量装置，其特征是测量机构［2］中的非完整圆形辅助轮［26］有一开口，在开口两侧的非完整圆形辅助轮［26］的轴线处分别安装光电传感器［27］的发射管［271］和接收管［272］。
5.如权利要求1所述的大直径轴盘类工件测量装置，其特征是数据处理器［3］包括放大器［31］、单片机［32］、键盘［33］、显示器［34］和打印机［35］。
专利摘要本实用新型属于一种大直径轴盘类工件测量装置。它由测量标记[1]、测量机构[2]和数据处理器[3]组成。测量机构[2]包括支架[21]、连杆[22]、连杆[23]、测量杆[24]、测量臂[25]、非完整圆形辅助轮[26]、光电传感器[27]和测量接触力指示器[28]。数据处理器[3]包括放大器[31]、单片机[32]、键盘[33]、显示器[34]和打印机[35]。优点是结构轻便、安装调试方便、测量快速准确、对工件表面不产生刮伤，并能在加工现场实现实时在线测量。
文档编号G01B21/10GK2126410SQ9222631
公开日1992年12月30日 申请日期1992年6月30日 优先权日1992年6月30日
发明者殷镇良, 鹿素江, 石振东 申请人:哈尔滨船舶工程学院