[發明專利]研磨棒尺寸自動測量裝置及方法

無效

• 申請號: 201310076960.1
• 申請日: 2013-03-12
• 公開（公告）號: CN104044070A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 崔華
• 申請（專利權）人: 昆山允可精密工業技術有限公司
• 主分類號: B24B49/02
• 分類號: B24B49/02
• 代理公司: 北京市振邦律師事務所 11389
• 代理人: 李朝輝

技術領域

本發明涉及軸類零件加工設備領域，特別涉及一種研磨棒尺寸自動測量裝置及方法。

背景技術

精密軸類零件的制作，通常是先加工出一種棒狀的毛坯料，再通過切削等工藝，進一步加工出零件的各種特征尺寸。這種毛坯料稱為研磨棒，其自身的尺寸精度首先要達到一定的技術指標，這樣才能保證后續工藝滿足零件特征尺寸的加工精度要求。

研磨棒是通過無心磨床對外表面進行磨削加工而制成的，其精度指標包括棒料截面的直徑和圓度。在棒料的不同區域，存在截面直徑、圓度的微小變化，當這種變化超出公差允許的范圍時即形成超差，不允許直接用于后續加工；特別是在棒料自身長度較長的情況下，出現超差的概率也相應增加。因此在將研磨棒加工為精密軸類零件之前，需要預先對棒料不同區域的截面進行直徑、圓度檢測，以確保其尺寸偏差波動控制在允許的誤差范圍之內。

在相關技術中，采用接觸式測量工具及方法對研磨棒的尺寸指標進行預檢。然而這種方法存在以下問題：其一，抽檢點有限，檢測覆蓋面不足，測量結果準確度低；其二，測量結果受人為、主觀因素影響較大；其三，多次接觸提高棒料損傷甚至報廢的概率；其四，工序繁瑣，勞動強度大，效率低，成本高。

發明內容

針對現有的采用接觸式工具及方法檢測研磨棒直徑和圓度所導致的測量結果不準確、棒料報廢率高，以及成本高、效率低的上述缺陷和問題，本發明的目的是提供一種以非接觸方式自動運行的、測量速度更快、結果更準確的研磨棒尺寸自動測量裝置及方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：一種研磨棒尺寸自動測量裝置，其特征在于，包括：

測量系統，其包括平移軸、旋轉軸、支撐器、測頭，所述旋轉軸安裝在沿進給方向運動的平移軸上，所述支撐器位于旋轉軸沿進給方向的遠端，其包括軸套，以及使支撐器在垂直于進給方向的平面上移動的二維調節滑臺，所述測頭位于旋轉軸、支撐器之間，其由底座，以及對稱安裝在其上的信號發生器、信號接收器組成；

計算系統，其包括計算模塊、數控模塊、顯示終端，所述計算模塊分別與顯示終端、信號接收器連接，所述數控模塊分別與平移軸、信號發生器連接。

作為上述技術方案的優選，所述計算模塊與信號接收器通過網線連接。

作為上述技術方案的優選，所述計算模塊、數控模塊安裝在計算機中。

作為上述技術方案的優選，所述顯示終端是顯示器。

作為上述技術方案的優選，所述信號發生器、信號接收器的垂直高度大于研磨棒的直徑。

作為上述技術方案的優選，所述軸套是可以根據研磨棒直徑進行拆卸、替換的軸套。

本發明還提供一種研磨棒尺寸自動測量方法，其特征在于，含有以下步驟：

Q1：將研磨棒沿進給方向依次穿過旋轉軸、測頭、軸套，首先調整研磨棒的位置，使其位于測頭的信號發生器、信號接收器之間，然后調節二維調節滑臺，使支撐器在垂直于進給方向的平面上移動，直至研磨棒順利通過軸套；

Q2：信號發生器向信號接收器發射出覆蓋長度為L的光信號，控制平移軸帶動旋轉軸、研磨棒沿進給方向運動，使研磨棒穿過光信號所覆蓋的測量區域，并遮擋住一部分光信號；

Q3：當研磨棒的測量點進入測量區域時，信號接收器分別讀取未被遮擋的上、下兩部分光信號的覆蓋長度L₁、L₂，然后將所讀取的數值傳輸至計算模塊；

Q4：計算模塊根據光信號的覆蓋長度差值計算出該測量點所對應的研磨棒直徑D₁=L-L₁-L₂；

Q5：控制研磨棒沿進給方向運動，繼續測量下一個測量點所對應的研磨棒直徑值。

作為上述使用方法的優選，還含有以下步驟：

Q6：當研磨棒的某測量點進入測量區域時，停止進給，測量并計算出該測量點所對應的研磨棒直徑D₁，然后將旋轉軸旋轉一定角度，使與該測量點處于同一截面上的另一測量點進入測量區域，測量并計算出這個新測量點所對應的研磨棒直徑D₂；

Q7：控制旋轉軸旋轉，繼續測量該截面上的下一個測量點所對應的研磨棒直徑D_n；

Q8：計算模塊根據同一截面上所測得的多個直徑D_n，計算出該截面的直徑分布寬度，作為研磨棒在該截面處所對應的圓度C。

作為上述使用方法的優選，研磨棒在某截面處所對應的圓度C，還可按照以下方法計算：