[发明专利]非接触式回转零件形状误差精度检测装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造领域，具体讲是一种非接触式回转零件形状误差精度检测装置和方法。

背景技术

随着汽车、机床、家电、航空等工业领域制造技术的飞速发展和客户对产品质量要求的日趋提高，产品制造过程中的检测环节变得越来越重要。零件设计过程中公差的合理制定及制造过程中公差的正确检测对产品的质量至关重要。其中，形状和位置误差是评定零件制造质量的一项重要技术指标。尤其是在精密机械、仪器仪表、航空航天和各种高科技设备中，零件的形位误差往往是影响整机工作的关键，它们会影响产品的工作精度、连接强度、运动平稳性、密封性、耐磨性和寿命等。回转零件的圆柱度误差过大会使配合性质不均匀；平面度误差过大会减少互配零件的实际支撑面积，增大单位面积的压力，使接触表面的变形增大；导轨的直线度误差过大会使得运动部件的运动精度受到影响；轴颈或者轴瓦的轮廓度误差过大会导致轴线在运动过程中产生跳动等等。为了保证机械产品的质量，保证零部件的互换性，需确保形状和位置误差在规定的范围之内。形状和位置误差的检测和评定是一项十分重要的工作。

现有技术工件形位误差检测过程中，大部分依然采用人工方式，对工件进行旋转来完成各项形位精度检测，劳动强度大，工作效率低，检测结果可靠性差。但是随着计算机技术的飞速发展，检测手段正在发生着质的变化，目前大部分都开始使用三坐标测量机或工具显微镜，但是这类设备价格昂贵，操作复杂，对环境要求高，检测效率低，并且因为这类设备一般属于接触式测量，易于损伤探头或划伤被测实体表面，而且这类设备不适于柔性材质产品表面测量，因为当参透触碰到待测工件表面时，会改变物体表面形状，因此在实际生产中，越来越迫切需要提供相应的专用设备用于工件的形位误差检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种价格便宜、操作简单、对环境要求较低且检测效率较高的非接触式回转零件形状误差精度检测装置。

本发明所采用的技术方案是：一种非接触式回转零件形状误差精度检测装置,它包括工作台、设置在工作台上用于固定待测工件且带动待测工件延Z方向轴向转动的夹持装置、设置在工作台上能在Y方向以及Z方向调节且用于获取待测工件形状与位置信息的信息获取装置、用于松紧夹持装置的调节装置、控制器以及计算机，所述夹持装置、信息获取装置以及调节装置均与控制器电连接，所述控制器以及信息获取装置还与计算机电连接。

所述夹持装置包括固定在工作台上的减速箱、与减速箱输入轴连接的第一动力装置、与减速箱输出轴连接且用于卡住待测工件一端的三爪卡盘以及固定在调节装置上且用于顶住待测工件另一端的顶尖，所述第一动力装置与控制器电连接。

所述调节装置包括底座、分别固定在底座两侧的立柱、可以在两根立柱上Z向移动的移动横梁以及固定在两根立柱顶端的固定横梁，所述两根立柱上均设有垂直固定齿条，所述移动横梁两端分别通过随动齿轮箱以及齿轮减速箱与两根立柱上的垂直固定齿条啮合传动，所述齿轮减速箱上还设有用于提供动力带动移动横梁在Z方向上移动的第二动力装置，所述第二动力装置与控制器电连接。

所述信息获取装置包括设置在工作台上且与工作台滑动连接的传感器固定立柱和光源固定立柱，所述光源固定立柱上设有背光源，所述传感器固定立柱上设有可在传感器固定立柱上竖直移动的图像传感器，所述背光源以及图像传感器均朝向被夹持装置固定的待测工件，所述背光源以及图像传感器与计算机电连接。

所述传感器固定立柱上设有可在传感器固定立柱上竖直移动的图像传感器是指，所述传感器固定立柱上设有垂直齿条，所述垂直齿条上设有与垂直齿条啮合传动的齿轮箱，所述图像传感器设置在齿轮箱上，且所述齿轮箱上还设有用于提供动力带动图像传感器在竖直方向移动的第三动力装置，所述第三动力装置与控制器电连接。

所述工作台为圆形工作台，且所述圆形工作台沿中心呈放射状均匀分布多对用于装配传感器固定立柱以及光源固定立柱的槽。

所述图像传感器包括工业电荷耦合元件以及镜头，所述镜头为定心镜头、远心镜头或者变焦镜头，所述背光源为条形光源、环形光源或者球光源。

所述顶尖上设有用于手动微调顶尖位置的第一手动调节装置，所述齿轮箱上设有用于手动微调图像传感器竖直方向位置的第二手动调节装置，所述齿轮减速箱上设有用于手动微调移动横梁竖直位置的第三手动调节装置。