專利名稱：一種螺紋參數(shù)精密檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到螺紋檢測技術(shù)，通過采用測針與螺紋表面接觸掃描實(shí)現(xiàn)螺紋參數(shù)檢測，徹底改變了測量螺紋參數(shù)的慢、難、繁、粗的局面。
背景技術(shù)：
在機(jī)械零件中螺紋是一種非常重要而且普遍應(yīng)用的結(jié)構(gòu)件，特別是有不少螺紋構(gòu)件應(yīng)用于定量(即幾何量)傳遞的場合；有不少構(gòu)件應(yīng)用于動力傳遞的環(huán)境。它們對螺紋制作精度有嚴(yán)格要求，因此，需要有良好的檢測手段來驗(yàn)證其技術(shù)參數(shù)。對于螺紋外徑等參數(shù)可以通過常規(guī)的計(jì)量器具進(jìn)行檢測，但是對于螺紋中徑類參 數(shù)的檢測已無法直接測量，只能采用借助工裝組合進(jìn)行測量，難度大；測量結(jié)果必須通過復(fù)雜計(jì)算，時(shí)至今日沒有一種檢測儀器可以對螺紋的全部參數(shù)一次進(jìn)行快速精確測量?；谏鲜鲈?，開發(fā)一種能夠?qū)β菁y的全部參數(shù)進(jìn)行快速測量的儀器成為必要。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出一種螺紋參數(shù)精密檢測系統(tǒng)，目的是通過接觸掃描實(shí)現(xiàn)一次檢出各類螺紋參數(shù)。為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種螺紋參數(shù)精密檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括一測量組件，對被測螺紋的參數(shù)進(jìn)行精密檢測，包括一用于檢測觸針與被測件接觸掃描時(shí)水平方向的坐標(biāo)變化和垂直方向坐標(biāo)變化的驅(qū)動箱組件、一用于檢測螺紋上下子午線時(shí)驅(qū)動箱整體上下垂直移動的坐標(biāo)變化的立柱組件、一用于實(shí)現(xiàn)螺紋檢測結(jié)果的傳感器基板和電器箱；一被測件的定位系統(tǒng)組件，設(shè)置在所述測量組件的一側(cè)，用于放置被測螺紋確保所述測量組件進(jìn)行檢測并能調(diào)節(jié)被測螺紋的前后位置、水平少量旋轉(zhuǎn)和左右方向傾斜。所述立柱組件包括一立柱，所述立柱內(nèi)裝有精密滾珠絲杠和垂直向驅(qū)動電機(jī)，所述驅(qū)動電機(jī)和滾珠絲杠通過齒形帶連接；一套設(shè)于立柱外部通過所述滾珠絲杠上下運(yùn)動的外套；一對用于記錄外套上下移動的坐標(biāo)值變化的第三光柵尺組，分別設(shè)于立柱和外套上。所述驅(qū)動箱組件包括一驅(qū)動箱，所述驅(qū)動箱內(nèi)設(shè)有一水平向驅(qū)動電機(jī)，所述驅(qū)動電機(jī)固定在所述驅(qū)動箱底板上，所述驅(qū)動箱底板與上述外套的前面用螺釘固定；一導(dǎo)軌組，包括導(dǎo)軌和導(dǎo)套，導(dǎo)套通過水平向齒型帶與所述水平向驅(qū)動電機(jī)連接；一記錄測針的左右移動位移量的水平向光柵尺組，其光柵尺組動、定光柵分別安裝在所述導(dǎo)軌和導(dǎo)套上；一彈性支承組，固定在所述導(dǎo)套的下端，一端與測桿測針連接，另一端與軸向光柵尺組連接；一在工作時(shí)針尖與被測件直接接觸的測針，所述測針兩端都具有可以與被測件接觸掃描的針尖；一固定所述測針的測桿，所述測針固定于所述測桿的一端，所述測桿的一端與所述彈性支承組連接；一記錄測針橫向移動時(shí)垂直方向位移量的軸向光柵尺組，置于所述彈性支承組另一端的圓弧的端面上。所述定位系統(tǒng)組件包括一多功能工作臺、一專用工作臺和相應(yīng)圓柱型測棒，所述專用工作臺置于所述多功能通用工作臺上。 所述多功能工作臺包括底座，臺體和臺面，底座上設(shè)有固定位置用的安裝塊；臺體上設(shè)有調(diào)前后輪和調(diào)水平旋轉(zhuǎn)輪可使臺體前后移動和臺面水平方向少量旋轉(zhuǎn)，臺體與臺面之間一端鉸接，另一端設(shè)有可使臺面少量左右傾斜的調(diào)傾斜輪。所述專用工作臺本體上設(shè)置有放置圓柱測棒或被測螺紋構(gòu)件的“V”形槽，所述專用工作臺本體內(nèi)部裝有用于吸附被測螺紋構(gòu)件，確保其在測量時(shí)不發(fā)生移動的磁鋼，右側(cè)設(shè)有可以讓測桿進(jìn)出其中，保證觸針的上端與螺紋的下端接觸的開口。本發(fā)明的螺紋參數(shù)精密檢測系統(tǒng)的傳感器基板，安裝在外套右側(cè)面的基板盒內(nèi)，并與三組采集坐標(biāo)變化的光柵尺組連接。本發(fā)明的螺紋參數(shù)精密檢測系統(tǒng)的專用電器箱內(nèi)安裝有提供能源的電源基板和控制基板。本發(fā)明的原理在于螺紋的輪廓雖然是一個螺旋型的曲面，但是從整體看，通過螺紋體的軸芯線的所有子午面與螺紋輪廓面的交線包含了螺紋所有需要檢測的參數(shù)，因而只要對被測螺紋的子午輪廓線進(jìn)行掃描記錄，可以通過電腦按編制的程序運(yùn)行計(jì)算獲取各參數(shù)。為了檢測被測零件輪廓的真實(shí)性和有效性采用子午面輪廓的兩邊進(jìn)行掃描；為得到輪廓的真實(shí)軌跡采用了三組精密計(jì)量光柵實(shí)現(xiàn)三個坐標(biāo)精確測量，各坐標(biāo)獲取的坐標(biāo)值采用程序通過電腦合成三個坐標(biāo)的具體功能是坐標(biāo)一，記錄測針在掃描時(shí)橫向移動值；坐標(biāo)二，測針在橫向掃描時(shí)因接觸的輪廓軌跡不是一根直線，因而在掃描過程中會有垂直于橫向移動的方向上的坐標(biāo)值變化需要記錄；坐標(biāo)三，由于測量螺紋的輪廓需要上下對稱的兩邊測量，因而整個驅(qū)動箱必須有上下移動的功能并能實(shí)現(xiàn)變化時(shí)的坐標(biāo)值記錄。本發(fā)明運(yùn)作過程如下首先根據(jù)被測螺紋的規(guī)格選擇相應(yīng)的專用工作臺和相應(yīng)的圓柱測棒，將用測針掃描方法使多功能工作臺調(diào)至水平將多功能工作臺置于平板上并使工作臺底座下面的安裝塊插入平板上的槽中，再將相應(yīng)的專用工作臺置于多功能工作臺上，讓專用工作臺的“V”形槽處于掃描測針橫向移動方向的同一立面上，把相應(yīng)的圓柱測棒放在專用工作臺的“V”形槽中。啟動掃描測針，使其移至圓柱測棒的右側(cè)的圓柱面上并與圓柱面接觸，來回旋轉(zhuǎn)多功能通用工作臺上的調(diào)前后輪，找到圓柱面的最高點(diǎn)；然后將測針移至圓柱測棒的左側(cè)的圓柱面上并與圓柱面接觸，來回旋轉(zhuǎn)多功能通用工作臺上的調(diào)水平旋轉(zhuǎn)輪，找到圓柱面的最高點(diǎn)；再將測針移至圓柱測棒的右邊的圓柱面上并與圓柱面接觸，看測針是否處于圓柱面的最高點(diǎn)，如果不是，繼續(xù)重復(fù)前面的調(diào)整，直至測針左右移動時(shí)掃描點(diǎn)均在圓柱面的最高點(diǎn)，如果左右最高點(diǎn)高低有明顯差異，可適當(dāng)旋轉(zhuǎn)調(diào)傾斜輪。調(diào)整結(jié)束，將被測的螺紋構(gòu)件取代圓柱測棒置于專用工作臺的“V”形槽中，對螺紋構(gòu)件上邊的子午線進(jìn)行掃描，結(jié)束后，測針移到右邊離開被測件，啟動垂直向驅(qū)動電機(jī)，使立柱外套向下移動至測針上針尖與螺紋下邊接觸并向左掃描，掃描結(jié)束，通過計(jì)算機(jī)輸出顯示有關(guān)參數(shù)和圖形。通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對于各種螺紋零件各種技術(shù)參數(shù)的快速、有效、精密測量。


圖I是本發(fā)明的測量組件結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明的定位系統(tǒng)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。實(shí)施例如圖1，圖2所示，本發(fā)明的螺紋參數(shù)精密檢測系統(tǒng)，包括一大理石立柱100，所述大理石立柱內(nèi)裝有精密滾珠絲杠110和垂直向驅(qū)動電機(jī)120，精密滾珠絲杠110和垂直向驅(qū)動電機(jī)120通過齒形帶121連接，外部套有與之精密配合的外套130，可在滾珠絲杠110帶動下做上下運(yùn)動，在立柱與外套上配有一對用于記錄外套上下移動的坐標(biāo)值變化的第三光柵尺組140，大理石立柱的四個側(cè)面必須有良好的平面性，兩對面必須有良好的平行度；相鄰面必須有良好的垂直度，外套的兩相對內(nèi)側(cè)面必須有良好的平行度和尺寸精度，相鄰面有良好的垂直度，外套與大理石立柱配合后既能自鎖，又在移動時(shí)移動順利舒適；立柱100下端面固定在大理石平板(圖中未示出)上；一驅(qū)動箱200，驅(qū)動箱200內(nèi)設(shè)有一水平向驅(qū)動電機(jī)300，驅(qū)動電機(jī)300固定在驅(qū)動箱的底板210上，驅(qū)動箱的底板210用螺釘固定在外套130前側(cè)面上；一導(dǎo)軌組400，包括導(dǎo)軌410和導(dǎo)套420，導(dǎo)套420通過水平向齒型帶430與水平向驅(qū)動電機(jī)300連接，其工作面具有極好的直線性，在移動過程中不產(chǎn)生任何微小的跳動，也不能發(fā)生呆滯或蠕動；一水平向光柵尺組500，其光柵尺組動、定光柵分別安裝在導(dǎo)軌410和導(dǎo)套420上，記錄測針的左右移動的位移量；一彈性支承組600，其固定在導(dǎo)套420的下端，其檢測計(jì)量端設(shè)有記錄測針因被測件表面高低變化產(chǎn)生測針橫向移動的垂直方向位移量的軸向光柵尺組610 ；—在工作時(shí)針尖與被測件直接接觸的測針710，所述測針兩端都具有可以與被測件接觸掃描的針尖；一固定所述測針的測桿720，測針710固定于測桿720的左端，測桿720的右端與彈性支承組600連接；一記錄測針橫向移動時(shí)垂直方向位移量的軸向光柵尺組610，置于彈性支承組600的右端的圓弧端面上；一傳感器基板800，安裝在外套右側(cè)面的基板盒內(nèi)，與所述三組光柵尺組相連，三組光柵移動的信號輸入其中，經(jīng)處理后送入計(jì)算機(jī)合成測針掃描的軌跡，反映螺紋真實(shí)輪廓；一專用電器箱(圖中未示出)，箱內(nèi)安裝有提供能源的電源基板和控制基板；一被測件的定位系統(tǒng)組件，包括一多功能工作臺900和一專用工作臺1000和相應(yīng)的圓柱型測棒，專用工作臺1000置于多功能工作臺900上。多功能工作臺900包括底座910，臺體920和臺面930，底座上設(shè)有與大理石平板 上的凹槽相配對的安裝塊(圖中未示出)，用于固定工作臺；臺體上設(shè)有調(diào)前后輪921和調(diào)水平旋轉(zhuǎn)輪922可使臺體前后移動和臺面水平方向少量旋轉(zhuǎn)，臺體與臺面之間一端鉸接924，另一端設(shè)有可使臺面少量左右傾斜的調(diào)傾斜輪923。專用工作臺1000包括工作臺本體1010，在工作臺本體上設(shè)置有放置圓柱測棒或被測螺紋構(gòu)件的“V”形槽1020，該工作臺右側(cè)設(shè)有可以讓測桿進(jìn)出其中，保證觸針的上端與螺紋的下端接觸的開口 1030，并通過多功能工作臺的幾何位置調(diào)整確保儀器的測針沿著螺紋的上下方向同一子午面的上下輪廓線掃描，所述專用工作臺內(nèi)部還裝有用于吸附被測螺紋構(gòu)件，確保其在測量時(shí)不發(fā)生移動的磁鋼(圖中未示出)。所述專用工作臺和相應(yīng)的圓柱測棒應(yīng)具備多個規(guī)格以適應(yīng)不同外徑規(guī)格的螺紋。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求
1.一種螺紋參數(shù)精密檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括 一測量組件，對被測螺紋的參數(shù)進(jìn)行精密檢測，包括一用于檢測觸針與被測件接觸掃描時(shí)水平方向的坐標(biāo)變化和垂直方向坐標(biāo)變化的驅(qū)動箱組件、一用于檢測螺紋上下子午線時(shí)驅(qū)動箱整體上下垂直移動的坐標(biāo)變化的立柱組件、一用于實(shí)現(xiàn)螺紋檢測結(jié)果的傳感器基板和電器箱；一被測件的定位系統(tǒng)組件，設(shè)置在所述測量組件底座平板的左側(cè)上，用于放置被測螺紋，確保所述測量組件進(jìn)行正確檢測并能調(diào)節(jié)被測螺紋的前后位置、水平少量旋轉(zhuǎn)和左右傾斜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的螺紋參數(shù)精密檢測系統(tǒng)，其特征在于所述立柱組件包括 一立柱，所述立柱內(nèi)裝有精密滾珠絲杠和垂直向驅(qū)動電機(jī)，所述驅(qū)動電機(jī)和滾珠絲杠通過齒形帶連接； 一套設(shè)于立柱外部通過所述滾珠絲杠上下運(yùn)動的外套； 一對用于記錄外套上下移動的坐標(biāo)值變化的第三光柵尺組，分別設(shè)于立柱和外套上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的螺紋參數(shù)精密檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動箱組件，它包括 一驅(qū)動箱，所述驅(qū)動箱內(nèi)設(shè)有一水平向驅(qū)動電機(jī)，所述驅(qū)動電機(jī)固定在所述驅(qū)動箱底板上； 一導(dǎo)軌組，包括導(dǎo)軌和導(dǎo)套，導(dǎo)套通過水平向齒型帶與所述水平向驅(qū)動電機(jī)連接；一記錄測針的左右移動位移量的水平向光柵尺組，其光柵尺組定、動光柵分別安裝在所述導(dǎo)軌和導(dǎo)套上； 一彈性支承組，固定在所述導(dǎo)套的下端，一端與測桿測針連接，另一端與軸向光柵尺組連接； 一在工作時(shí)針尖與被測件直接接觸的測針，所述測針兩端都具有可以與被測件接觸掃描的針尖； 一固定所述測針的測桿，所述測針固定于所述測桿的一端，所述測桿的另一端與所述彈性支承組連接； 一記錄測針橫向移動時(shí)垂直方向位移量的軸向光柵尺組，置于所述彈性支承組的另一端的圓弧形端面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的螺紋參數(shù)精密檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述定位系統(tǒng)組件包括一多功能工作臺、一專用工作臺和相應(yīng)的圓柱型測棒，所述專用工作臺置于所述多功能工作臺上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺紋參數(shù)精密檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述多功能工作臺包括 底座，臺體和臺面，底座上設(shè)有固定位置用的安裝塊；臺體上設(shè)有調(diào)前后輪和調(diào)水平旋轉(zhuǎn)輪可使臺體前后移動和臺面水平方向少量旋轉(zhuǎn)，臺體與臺面之間一端設(shè)有鉸鏈連接，另一端設(shè)有可使臺面少量左右傾斜的調(diào)傾斜輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺紋參數(shù)精密檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述專用工作臺本體上設(shè)置有放置圓柱測棒或被測螺紋構(gòu)件的“V”形槽，所述專用工作臺本體內(nèi)部裝有用于吸附被測螺紋構(gòu)件，確保其在測量時(shí)測針移動的微小力不發(fā)生移動的磁鋼，右側(cè)設(shè)有可以讓測桿進(jìn)出其中，保證觸針的上端與螺紋的下端接觸的開口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種螺紋參數(shù)精密檢測系統(tǒng)，包括一測量組件，通過三組光柵對觸針與被測件接觸掃描過程水平和垂直方向的坐標(biāo)變化的記錄、通過電腦將上述三組記錄合成、按螺紋參數(shù)的相關(guān)定義進(jìn)行分析、計(jì)算獲得螺紋的各種參數(shù)，它的結(jié)構(gòu)包括立柱、驅(qū)動電機(jī)、三組光柵、彈性支承組件、測針測桿組件、導(dǎo)軌組件；一定位裝置，它確保掃描觸針的掃描軌跡與螺紋子午面的上下輪廓線吻合，包括多功能工作臺、專用工作臺及相應(yīng)的圓柱型測棒。通過本發(fā)明的技術(shù)方案，可以通過對被測螺紋的子午輪廓線進(jìn)行掃描記錄而快速有效地得到被測螺紋的所有參數(shù)。
文檔編號G01B11/24GK102645169SQ201110048649
公開日2012年8月22日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者孫憲政, 陳建敏 申請人:上海泰勒精密儀器制造有限公司