针对轴类零件直径精度传统测量方法的不足,基于线阵CCD(Charge Coupled Device)设计了一款轴类零件直径非接触式测量仪,其测量范围为150~550 mm(定制)。以阶梯轴为对象进行的实验研究表明,具有广阔的应用前景。
轴类零件是机械工业的基础零部件,广泛应用于各类机械系统。轴类零件的直径精度对整个机械系统的回转精度、振动噪声等都有重要影响。因此,轴类零件在出厂前都要经过严格的直径检测。
目前,工业领域多采用传统的游标卡尺法,依靠人工测量轴类零件的直径精度。其效率低,容易划伤工件表面,且存在阿贝误差等问题,已不能满足现代生产的需求。基于此,本文设计一款轴类零件直径测量仪——双路测径仪,用于轴径的非接触测量。该测径仪以光电检测技术为基础,把几何测量与非接触测量技术有机结合起来,实现了轴径的高效、精密测量,具有良好的应用前景。
非接触式测量原理线阵CCD(Charge Coupled Device)的像敏面接收到光信号时在像敏面形成自身的像,且会按一定的倍数放大或缩小。在均匀照明下,光源发出的光一部分被待测物体遮挡,另一部分则通过透镜汇聚到线阵CCD的像敏面,对应的CCD像元上会产生一系列的光电脉冲。线阵CCD中间被屏蔽的感光像元输出低电平,两侧输出高电平,因此输出的脉冲信号蕴含了被测工件的直径信息。根据CCD输出电压和直径的计算公式,经计算机处理,即可得轴类零件的直径信息。
为了适应阶梯轴的大直径在线检测,光电测头采用间距可调双测头组成形式,两组测头测量边缘尺寸,加上中间的固定尺寸,即可得到大直径阶梯轴的外径尺寸。
双向测径仪的单组测头的测量范围40mm,固定间距下双测头的测量范围为80mm。为适应&ph的阶梯轴直径范围,将测头设置在正反丝杠的直线导轨滑台上,利用伺服电机驱动滚珠丝杠旋转即可实现测量范围的调节。由于阶梯轴测量要求的精度较高,每次调整后需要进行精度校准后再测量。
轴承双向测径仪测头设置两路,两路测头垂直布置,可同时测出相互垂直的两个直径线的直径尺寸,并计算出被测截面的平均直径和椭圆度。
双向测径仪应用于轴承在线检测,不仅仅适用于大直径轴承的测量,对小轴承也一样能做到高精度的在线检测,使得各种轴承的质量得到实时监测。
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