一種用于測量塑料零件收縮率的測量工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于測量塑料零件收縮率的測量工具，其包括：工具本體；用于與所述塑料零件表面接觸的主滾輪；用于與所述塑料零件表面接觸并與所述主滾輪間隔開的輔助滾輪；與所述主滾輪同軸且固定連接的編碼器，其隨著所述主滾輪的旋轉而輸出相應的脈沖信號；設置在所述工具本體上并與所述編碼器連接的單片機，其接收所述脈沖信號以將該脈沖信號轉換為實際測量尺寸，并將該實際測量尺寸與預設的理論測量尺寸對比以獲得所述塑料零件的收縮率；以及設置在所述工具本體上并與所述單片機連接的顯示器。本發(fā)明在提高測量精度的同時還具有重量輕，便于攜帶，不受空間地域影響等優(yōu)點，適用于各類人群在各種環(huán)境下使用。
【專利說明】一種用于測量塑料零件收縮率的測量工具

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測量塑料零件收縮率的測量工具。

【背景技術】
[0002]在汽車行業(yè)中，外飾件特別是保險杠類零件，給客戶第一感覺尤為重要，故在整車匹配中要求非常高。在這類塑料零件的注塑過程中，因為溫度、壓力等環(huán)境變化，零件產(chǎn)品的形狀和尺寸也會變化，為了定義這種變化，業(yè)內定義塑料制件在成型溫度下尺寸與從模具中取出冷卻至室溫后尺寸之差的百分比即為塑料零件收縮率，從而反映出塑料制件從模具中取出冷卻后尺寸縮減的程度。影響塑料收縮率的因素包括:塑料品種、成型條件、模具結構等。不同的高分子材料的收縮率各不相同；且塑料的收縮率還與塑件的形狀、內部結構的復雜程度、是否有嵌件等有很大的關系。
[0003]目前，零件尺寸的測量工具通常為常規(guī)的直尺(卷尺)，電子稱等，然而這類常規(guī)工具測量出的數(shù)據(jù)存在誤差。例如:
[0004]卷尺測量法:由于卷尺韌性過強，不能100%貼合塑料產(chǎn)品上的曲面，而產(chǎn)品面曲率大小不一，因此有很大的人為因素和精度誤差影響；同時卷尺僅能測曲面上的直線，遇到拋物線等，則測量誤差更大，因此測量數(shù)值無法反映實際值；
[0005]電子稱測量法:通過查表法得出塑料材料的理論密度參數(shù)，再乘以理論塑料產(chǎn)品體積，得出理論塑料件的重量；使用電子稱稱出實際塑料零件的重量，理論重量與實際重量之比即為尺寸收縮率，該方法非常不精確，因此僅能作為參考。
[0006]為此，越來越多的廠商通過投入大量人力、物力成本等采購CMM(CoordinateMeasuring Machining)測量儀器，以用于測量產(chǎn)品的尺寸(CMM測量儀器，即三坐標測量機，它是指在一個六面體的空間范圍內，能夠表現(xiàn)幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器，又稱為三坐標測量儀或三坐標量床；三坐標測量儀可定義為“一種具有可作三個方向移動的探測器，可在三個相互垂直的導軌上移動，此探測器以接觸或非接觸等方式傳送訊號，三個軸的位移測量系統(tǒng)(如光學尺)經(jīng)數(shù)據(jù)處理器或計算機等計算出工件的各點坐標(X、Y、Z)及各項功能測量的儀器”;三坐標測量儀的測量功能應包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等)。
[0007]CMM測量方法是將被測塑料零件放在工作臺上，使用CMM測量儀器上的光電感應元件掃出被測零件的實際尺寸形狀輸入計算機，再通過電腦將實際的物體與電腦里的標準3D塑料零件比對，計算出塑料產(chǎn)品尺寸偏差，通過這種方法獲取的數(shù)據(jù)的可信度很高。
[0008]然而，CMM測量儀器的投入成本和后期維護成本異常昂貴，一臺CMM設備價值約100多萬，且需要專業(yè)操作人員經(jīng)過嚴格培訓后方能操作；同時，由于這種設備為固定形式，因此受場地空間影響大，需要無塵房間、恒定的溫度和濕度環(huán)境。另外，由于每臺CMM測量儀器一次只能測量一件塑料產(chǎn)品的收縮程度，而對于同步開發(fā)很多項目的廠商來說，時時刻刻需要快速得出每個開發(fā)中的塑料產(chǎn)品的收縮程度，因此，顯然I臺CMM測量儀器的產(chǎn)能是遠遠不夠的。


【發(fā)明內容】

[0009]為了解決上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種用于測量塑料零件收縮率的測量工具，以便于工程技術人員可以隨時隨地在各個場合，快速、有效地測量生產(chǎn)出的塑料零件的收縮率。
[0010]本發(fā)明所述的一種用于測量塑料零件收縮率的測量工具，其特征在于，所述測量工具包括:
[0011]工具本體；
[0012]用于與所述塑料零件表面接觸的主滾輪，其可繞設置在所述工具本體上的第一轉軸旋轉地與所述工具本體相連；
[0013]用于與所述塑料零件表面接觸并與所述主滾輪間隔開的輔助滾輪，其可繞設置在所述工具本體上的第二轉軸旋轉地與所述工具本體相連；
[0014]與所述主滾輪同軸且固定連接的編碼器，其隨著所述主滾輪的旋轉而輸出相應的脈沖信號；
[0015]設置在所述工具本體上并與所述編碼器連接的單片機，其接收所述脈沖信號以將該脈沖信號轉換為實際測量尺寸，并將該實際測量尺寸與預設的理論測量尺寸對比以獲得所述塑料零件的收縮率；以及
[0016]設置在所述工具本體上并與所述單片機連接的顯示器，其接收并顯示所述收縮率。
[0017]在上述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具中，所述測量工具還包括:連接在所述第一轉軸的一端并用于指向所述塑料零件表面的指針。
[0018]在上述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具中，所述測量工具還包括:設置在所述工具本體上并與所述單片機連接的清零/停止按鈕。
[0019]在上述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具中，所述測量工具還包括:設置在所述工具本體上并與所述單片機連接的供電電源。
[0020]在上述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具中，所述測量工具還包括:設置在所述工具本體上并連接在所述供電電源與單片機之間的電源開關。
[0021 ] 在上述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具中，所述供電電源為電池。
[0022]在上述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具中，所述測量工具還包括:與所述工具本體連接的手柄。
[0023]在上述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具中，所述工具本體、主滾輪以及輔助滾輪由鋁合金制成。
[0024]在上述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具中，所述工具本體、主滾輪以及輔助滾輪由碳纖維制成。
[0025]在上述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具中，所述顯示器為液晶顯示屏。
[0026]由于采用了上述的技術解決方案，本發(fā)明與現(xiàn)有的卷尺測量法相比，在使用時可在塑料件上線滾動，而不受塑料產(chǎn)品面曲率影響，且由于采用的是滾動測量，與產(chǎn)品始終點接觸，因此無論產(chǎn)品具有怎樣的曲線，均不會影響測量結果；另外，本發(fā)明與現(xiàn)有的CMM測量法相比，由于僅采用一套主滾輪測量曲面尺寸(滾動的圈數(shù)即為實際的測量數(shù)據(jù))，同時采用輔助滾輪定位，并結合編碼器、單片機和顯示器，確保被測零件的定位以及測量讀數(shù)的準確性，因此在提高測量精度的同時還具有重量輕，便于攜帶，不受空間地域影響等優(yōu)點，適用于各類人群在各種環(huán)境下使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明一種用于測量塑料零件收縮率的測量工具的結構示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明一種用于測量塑料零件收縮率的測量工具的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖，給出本發(fā)明的較佳實施例，并予以詳細描述。
[0030]如圖1、2所示，本發(fā)明，即一種用于測量塑料零件收縮率的測量工具，包括:
[0031]工具本體I;
[0032]用于與塑料零件表面接觸的主滾輪2，其可繞設置在工具本體I上的第一轉軸12旋轉地與工具本體I相連；
[0033]用于與塑料零件表面接觸并與主滾輪2間隔開的輔助滾輪3，其可繞設置在工具本體I上的第二轉軸(圖中未示)旋轉地與工具本體I相連；
[0034]與主滾輪2同軸且固定連接的編碼器4，其隨著主滾輪2的旋轉而輸出相應的脈沖信號;
[0035]設置在工具本體I上并與編碼器4連接的單片機5，其接收脈沖信號以將該脈沖信號轉換為實際測量尺寸，并將該實際測量尺寸與預設的理論測量尺寸對比以獲得塑料零件的收縮率；
[0036]設置在工具本體I上并與單片機5連接的顯示器6，其接收并顯示塑料零件的收縮率；
[0037]連接在第一轉軸12的一端并用于指向塑料零件表面的指針7 ；
[0038]設置在工具本體I上并與單片機5連接的供電電源8 ；
[0039]與工具本體I連接的手柄9 ；
[0040]設置在工具本體I上并與單片機5連接的清零/停止按鈕10 ；以及
[0041]設置在工具本體I上并連接在供電電源8與單片機5之間的電源開關11。
[0042]在本發(fā)明中，輔助滾輪3起到了非常重要的作用，具體來說:
[0043]雖然主滾輪接觸被測物體并進行滾動測量，但實際測量結果僅為主滾輪相對工具本體的旋轉圈數(shù)，即參照物為工具本體，而并非被測物體本身；若僅設置主滾輪而不設置輔助滾輪，則由于工具本體本身與被測物體無任何接觸和約束關系，從而使得測量結果會由于工具本體與被測物體之間的角度關系的變化而變化，進而導致測量結果的失真。經(jīng)過科學計算可知，假設主滾輪的直徑為20_，在測量時，工具本體與被測物體之間的夾角每有I度的變化，則測量結果就會出現(xiàn)0.18mm的失真；假設操作人員的手有+/_10度的誤差，那么此測量工具的誤差將增加至+/-1.8mm ;若按量具的標準來定義(即，十分之一原則)，則此測量工具的用于精度要求為+/-18mm的被測物體，這樣的測量工具使用精度過低。為此，本發(fā)明中設置了另一個與被測物體接觸的輔助滾輪，從而增加了工具本體與被測物體之間的約束力，進而避免了上述情況的發(fā)生。
[0044]在本實施例中，顯示器6為液晶(電子)顯示屏；供電電源8為電池；工具本體1、主滾輪2以及輔助滾輪3等機械部件由鋁合金或碳纖維或其他輕型材料制成。
[0045]本發(fā)明的操作過程如下:
[0046]準備工作:在用于生產(chǎn)塑料產(chǎn)品的模具上，刻上兩條長度為Im的線(刻線要求:
1、刻線區(qū)域不能影響到塑料產(chǎn)品的功能和外觀；2、刻線盡可能選在較為平整面，便于后期的測量；3、刻線盡可能覆蓋產(chǎn)品最大區(qū)域，以滿足分析要求)，兩根線之間的距離設定為3mm。由于模具上的刻線，使得生產(chǎn)出來的塑料產(chǎn)品自然也會顯現(xiàn)出該刻線，而由于溫度變化等原因，實際留在塑料件上的刻線長度和形狀必然會發(fā)生變化，此時即可通過本發(fā)明測量留在塑料件上的刻線的實際長度，并通過將實際測量的結果除以lm(即預設的理論測量尺寸)，即可量化得到塑料產(chǎn)品的收縮率。
[0047]當完成準備工作后，將被測零件擺放在工作臺面上，且被測面朝上；然后，通過電源開關11啟動供電電源8，此時顯示器6會亮起，系統(tǒng)初始化，并手持工具本體I上的手柄9，將工具的主滾輪2嵌入被測產(chǎn)品的兩條刻線之間(主滾輪2的厚度與兩線之間的距離相同，即，為3_)，同時將指針7對準刻線的起點，按下清零/停止按鈕10，啟動編碼器4 ;繼續(xù)手持工具的手柄9，緩慢沿著I米線槽推動(測量期間務必確保:1、主滾輪2與輔助滾輪
3始終貼合在測量面上；2、主滾輪2始終在兩條刻線之間)；當指針7的頭部對準到I米刻線的終點時，再次按下清零/停止按鈕10，編碼器4向單片機5輸出脈沖信號(具體來說，通過編碼器4內部的碼盤(光柵)，當主滾輪2帶動其旋轉時，光線通過碼盤打在接收器上形成脈沖信號)，單片機5計算出被測零件的收縮率后，將該收縮率顯示在顯示器6上，以便于操作人員記錄數(shù)據(jù)；至此完成測量工作，當測量工作結束，關閉電源開關11即可。
[0048]綜上所述，本發(fā)明適用于塑料零件(也適用于金屬零件)曲面上的特征線長度的測量，工具的重量輕，操作簡易，且測量結果為數(shù)顯形式，方便易讀；而且采用本發(fā)明能直接測量零件收縮率，而無需額外采用專用檢具或專用測量工具測量零件尺寸，且測量結果精確，誤差?。涣硗?，本發(fā)明還具有便捷、經(jīng)濟、快速、適用范圍廣等優(yōu)點。
[0049]以上所述的，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用以限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的上述實施例還可以做出各種變化。即凡是依據(jù)本發(fā)明申請的權利要求書及說明書內容所作的簡單、等效變化與修飾，皆落入本發(fā)明專利的權利要求保護范圍。本發(fā)明未詳盡描述的均為常規(guī)技術內容。
【權利要求】
1.一種用于測量塑料零件收縮率的測量工具，其特征在于，所述測量工具包括: 工具本體； 用于與所述塑料零件表面接觸的主滾輪，其可繞設置在所述工具本體上的第一轉軸旋轉地與所述工具本體相連； 用于與所述塑料零件表面接觸并與所述主滾輪間隔開的輔助滾輪，其可繞設置在所述工具本體上的第二轉軸旋轉地與所述工具本體相連； 與所述主滾輪同軸且固定連接的編碼器，其隨著所述主滾輪的旋轉而輸出相應的脈沖信號; 設置在所述工具本體上并與所述編碼器連接的單片機，其接收所述脈沖信號以將該脈沖信號轉換為實際測量尺寸，并將該實際測量尺寸與預設的理論測量尺寸對比以獲得所述塑料零件的收縮率；以及 設置在所述工具本體上并與所述單片機連接的顯示器，其接收并顯示所述收縮率。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具，其特征在于，所述測量工具還包括:連接在所述第一轉軸的一端并用于指向所述塑料零件表面的指針。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具，其特征在于，所述測量工具還包括:設置在所述工具本體上并與所述單片機連接的清零/停止按鈕。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具，其特征在于，所述測量工具還包括:設置在所述工具本體上并與所述單片機連接的供電電源。
5.根據(jù)權利要求4所述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具，其特征在于，所述測量工具還包括:設置在所述工具本體上并連接在所述供電電源與單片機之間的電源開關。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具，其特征在于，所述供電電源為電池。
7.根據(jù)權利要求1所述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具，其特征在于，所述測量工具還包括:與所述工具本體連接的手柄。
8.根據(jù)權利要求1所述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具，其特征在于，所述工具本體、主滾輪以及輔助滾輪由鋁合金制成。
9.根據(jù)權利要求1所述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具，其特征在于，所述工具本體、主滾輪以及輔助滾輪由碳纖維制成。
10.根據(jù)權利要求1所述的用于測量塑料零件收縮率的測量工具，其特征在于，所述顯示器為液晶顯示屏。
【文檔編號】G01B11/16GK104132623SQ201410382250
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權日:2014年8月6日
【發(fā)明者】孫瑋, 施純才, 羅軍平, 周銀雙, 王百濤, 劉艷芳 申請人:延鋒彼歐汽車外飾系統(tǒng)有限公司