車用管類零件形位公差檢測裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及機電一體化機械加工檢測技術領域，特別是一種車用管類零件形位公 差檢測裝置及檢測方法。
【背景技術】
[0002] 隨著汽車工業的發展對配套產品的加工質量提出越來越高的要求，原有的終檢設 備大多用通規方式進行，對于剛度不理想的管類零件，這種方法不太理想，容易錯判。而有 些指標（如平面度、圓度、同軸度等）因測試儀器對環境的要求，或測試時太費時等因素，而 無法在生產現場流水線上與生產同步檢測。往往只能以抽檢形式，在實驗室檢測。但越來 越多的廠家希望能這些指標也能全檢。
[0003] 汽車用管類零件由于其加工精度要求的特殊性，其位置度檢測范圍較大（約1-3 毫米），而圓度、平面度和同軸度檢測允差約為〇. 1-0. 3毫米，但檢測面的位置度誤差較大。
[0004] 現有技術采用傳統的檢測夾具來進行檢測，位置度采用機械限制（如同通規）和 目測方法，圓度、平面度和同軸度采用抽檢，在實驗室內高精度的機械掃描方式進行檢測。
[0005] 傳統位置度檢測采用通規方式，精度差，且存在有誤判現象。而傳統位移傳感器精 度雖高，但檢測范圍小，僅有數百微米，無法用于變化量為0-3毫米范圍的位置度檢測。
[0006] 圓度、平面度和同軸度檢測設備精度高、檢測花費時間長、對環境要求高，因此， 不適應于在車間與生產線連線檢測。以往通常只能抽檢。但越來越多的用戶要對圖紙上標 注的技術指標全檢，傳統檢測設備不能滿足用戶的要求。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種車用管類零件形位公差檢測裝 置及檢測方法，能夠用于生產線上對管類零件的快速檢測，并達到檢測精度要求。
[0008] 本發明采取的技術方案是：
[0009] 一種車用管類零件形位公差檢測裝置，其特征是，包括固定夾具、多個位移傳感器 和微機，所述固定夾具用于固定所述管類零件，所述多個位移傳感器分別設置在所述管類 零件的多個位置，所述位移傳感器通過分集線器、主集線器和COM串口與所述微機連接，所 述微機根據多個位移傳感器的位移量計算出所述管類零件該位置的形位公差值。
[0010] 進一步，所述檢測裝置還包括打標機，所述打標機將檢測完成的管類零件進行標 記。
[0011] 進一步，所述位移傳感器為數字式容柵位移傳感器，所述位移傳感器的檢測范圍 為 〇-10mm。
[0012] 進一步，所述位移傳感器的精度值小于0. 015mm。
[0013] 進一步，所述形位公差為位置度公差，所述位移傳感器為兩個，分別設置在檢測位 置的兩個相互垂直方向。
[0014] 進一步，所述形位公差為平面度公差，所述傳感器為4至8個，設置在所述管類零 件的端面，任三個傳感器不在同一直線上。
[0015] 進一步，所述形位公差為圓度公差，所述傳感器為4個，分別設置在所述管類零件 的相互垂直的兩個直徑的兩端。
[0016] 進一步，所述形位公差為同軸度公差，所述傳感器為3個，分別設置在所述管類零 件的同一截面內的管壁上，3個傳感器呈120度均布。
[0017] -種利用檢測裝置對管類零件進行位置度公差的檢測方法，其特征是，包括如下 步驟：
[0018] (1)在所述管類零件的每個檢測點按垂直方向設置兩個位移傳感器；
[0019] (2)所述位移傳感器將檢測的一組坐標值傳送至微機；
[0020](3)所述微機將所述一組坐標值加上管類零件的管半徑得到位置度公差值。
[0021] 一種利用檢測裝置對管類零件進行平面度公差的檢測方法，其特征是，包括如下 步驟：
[0022] (1)在所述管類零件的檢測端面設置多個位移傳感器，位移傳感器在端面上垂直 設置；
[0023] (2)所述多個位移傳感器將檢測的位移值傳送至微機；
[0024] (3)所述微機將接收到的位移值的最大值減去最小值得到平面度公差值。
[0025] 一種利用檢測裝置對管類零件進行圓度公差的檢測方法，其特征是，包括如下步 驟：
[0026](1)在所述管類零件的相互垂直的兩個直徑的兩端各設置2個位移傳感器；
[0027] (2) 4個位移傳感器將檢測的位移值傳送至微機；
[0028] (3)所述微機將接收到的位移值計算出兩個直徑值，將大直徑值減去小直徑值得 到圓度公差值。
[0029] 一種利用檢測裝置對管類零件進行圓度公差的檢測方法，其特征是，包括如下步 驟：
[0030] (1)在所述管類零件的同一截面內的管壁上呈120度均布設置3個位移傳感器；
[0031] (2) 3個位移傳感器將檢測的位移值傳送至微機；
[0032] (3)所述微機根據以下公式計算出同軸度公差值At:
[0033]
[0034]
[0035]
[0036] 公式中A&、A1?2和AR3分別為3個位移傳感器檢測的位移量。
[0037] 本發明的有益效果是：
[0038] (1)位置度、圓度、平面度、同軸度等指標的檢測，在一次裝夾下快速完成；
[0039] (2)檢測設備對環境要求低，可在車間生產線上連線使用；
[0040] (3)能夠滿足汽車用管類零件的檢測，位置度檢測范圍較大（約1-3毫米），而圓 度、平面度和同軸度檢測允差約為0.l-o. 3毫米；
[0041] (4)檢測數據能保存，以便產品后期的跟蹤等質保服務；
[0042] (5)提高生產率，杜絕漏檢；
[0043] (6)提高檢測正確率，避免了人工檢測時要發生的誤判的人為故障；
[0044] (7)采用大測量范圍，高精度的數字傳感器，避免了，傳統傳感器高精度小測量范 圍無法實現管類零件的位置度等參數的電測。
【附圖說明】
[0045] 附圖1為傳感器在管類零件上的布置示意圖；
[0046] 附圖2為系統電氣原理框圖；
[0047] 附圖3為傳感器布置圖的細節圖；
[0048] 附圖4為平面度原理示意圖；
[0049] 附圖5為菱形端面的傳感器布置示意圖；
[0050] 附圖6為圓度檢測原理圖；
[0051] 附圖7為同軸度檢測原理及傳感器布置圖；
[0052] 附圖8為同軸度檢測原理圖；
[0053] 附圖9為打標機的電磁鐵控制電路圖；
[0054] 附圖10為打標機的氣缸控制原理圖；
[0055] 附圖11為檢測裝置電氣硬件系統原理圖。
【具體實施方式】
[0056] 下面結合附圖對本發明車用管類零件形位公差檢測裝置及檢測方法的具體實施 方式作詳細說明。
[0057] 檢測裝置由機械機構和電氣部分組成，機械機構包含夾具、打標機構、傳感器支架 等零部件構成。電氣硬件由工業微機、數字位移傳感器、集線器、通訊接口和電源等元器件 構成。
[0058] 機械機構中夾具用來固定管類被測件，使被測件占用正確的檢測位置，并在檢測 過程中保持這個位置。傳感器支架用來固定位移傳感器，使傳感器的夾持架在檢測時處于 零位，測過程中能保持這個零位不變。
[0059] 這里所說的零位是指：檢測零誤差樣件時，傳感器讀數恰好為零的理想位置。實際 使用時是將標準樣件放在三坐標測量儀上測一遍，測出各處的實際誤差，并記錄。然后，將 樣件放在此夾具上，調節各點傳感器位置，使其讀數與實際誤差相等。
[0060] 參見附圖1，圖中的一個箭頭表示一個位移傳感器，位置度檢測每個點布置兩個傳 感器，分別檢測兩個坐標，如：檢測X和Y軸的坐標。檢測一段管子的坐標，可在管兩端各 布置二個傳感器，如：分別檢測XI、Y1和X2、Y2坐標。
[0061] 檢測平面度可設置四個以上的傳感器，如P1、P2、P3和P4等。并將這些傳感器的 檢測點布置在同一個理想平面內，所謂理想平面是指誤差為零的被測表面平面。
[0062] 檢測圓度可設置四個傳感器Rl、R2、R3和R4,分別檢測被測截面中兩個互相垂直 的直徑。一個直徑需要兩個傳感器，共計需要四個傳感器。
[0063] 檢測同軸度可設置三個傳感器，如，Tl、T2和T3,三個均布在被測截面的周圍，用 三點可確定一個圓的原理，用三個傳感器檢測被測截面的圓心。
[0064] 參見附圖2,電氣控制系統的微機通過COM串口與主集線器、分集線器以及數字傳 感器相連接。檢測用數字式容柵位移傳感器，該傳感器檢測精度高，檢測范圍大，但是數字 式，要配有顯示設備才能觀察到測量值。實例中采用位置度檢測采用SH-141，其檢測精度在 全程范圍內不低于0. 015毫米，檢測范圍0-10毫米。平面度、圓度和同軸度采用SH-341，其 檢測精度在全程范圍內不低于〇. 004毫米，檢測范圍0-10毫米。主集線器型號為SH-421、 分集線器型號為SH-411，通信線全部采用RS232。
[0065] 下面分別對各形位公差測量方法進行詳細說明。
[0066] 參見附圖3,位置度檢測實施方法如下，在任何一點的位置度原則上有X、Y和Z三 個坐標，但一般情況下傳感器測量橫截面的徑向坐標。圖中是一根三段管其端點和彎折點 分別是A、B、C和D，三段分別稱為La、Lb和Lc。