基于光学放大原理的机械零件尺寸检测技术

刘昆,房振峰,檀学莹

(机科发展科技股份有限公司,北京 100044)

基于光学放大原理的机械零件尺寸检测技术

刘昆,房振峰,檀学莹

(机科发展科技股份有限公司,北京 100044)

传统的机械零件尺寸检测技术存在着效率低下、精确度不高、检测误差大的弊端,针对这些弊端,提出了一种增强机械零件检测技术的措施,能够做到提高效率,保证精确度和减小误差的目的.该套设计措施主要包括仪器的底座、检测的装置、水平仪器等几部分构成.对该系统做了详细的说明,对检测光路的设计进行分析,对系统误差进行了评测,该套测试系统的合格率高达95%,比传统的方案要更精确,也更高效.因此该检测技术具有效率高、精确度准确、检测误差小等优点.

光学;机械零件;检测技术

随着机械设备加工平台的不断改进完善,该平台具有大批量、专一化的特点,对机械零件的更换也提出了更高的要求,所以,对于机械设备的检测就显得更为重要了.在机械设备的检测中,最重要的是机械设备尺寸的测量和检测,机械设备尺寸测量的结果直接关系到机械设备的合格率,可以说机械设备的尺寸是衡量设备合格与否的指定标准之一.但这么重要的衡量标准,并不是很完善,目前为止还是采用人工抽样调查的方式进行检测,不仅效率低下,而且检测结果也会有不准确的风险.随着测量技术的发展,国家将该区域的科研工作进行了完善,保证了测量技术发展的完善.

1 光学测量技术应用在机械零件检测中

如今对光学测量技术越来越多运用在机械零件的检测中,真正做到实用起来了,在实际应用过程中,变得越来越重要,发挥的作用也是越来越大.然而光学测量是一门专业性很强的学科,国家也在大力支持此项技术.鼓励一些研究机构的发展、鼓励相关企业进行系统的开发和改进,以达到一些图像测量系统软件和函数库共同发挥作用的目的,提供一些常用的算法和工具.目前还存在一些不足,也就是说单一的一套图像测量系统只能针对相对单一的一种检测任务,相对于检测工程这方面来看,几乎没有一种测量系统是通用的.针对于这种情况,尺寸的测量、表面的检测、目标的分类构成了机械检测的光学测量.

光学测量的机械检测技术大概可分为以下几种:一是精确测范围,测量的范围由点向面过渡,达到精确的程度,就是由机械零件长度相对精密的测量过渡到机械零件相对复杂外形的精密测量;二是提高机器设备的检测速度,在保证设备检测的精度,还要突出检测过程中存在的问题,在此检测过程中,测量的方法从由线内测量法过渡到线外测量,测量的结果可以对机械加工的过程作出详细的评价;三是提高测量精度,检测对象由微米级向纳米级过渡.

总之,现代工业的快速发展对于工业检测的现场要求也越来越高,也提高了对于机械零件的几何尺寸测量技术的高精度,光学检测不仅仅是机械检测的发展需求,同时也是衡量未来测量技术实力的重要指标.

2 零件尺寸的检测原理和整体的设计方案

2.1 检测原理

光束在直孔实验设备的作用下,以很细的光线射到纸板上,又经过凹凸镜的折射到达纸板上,形成了一个圆形亮点位于凹凸镜中心线上,当基准孔与凹凸金的中心线有偏差时,就说明检测对象的高度与检测的基准高度存在着偏差,由于凹凸镜具有折射的作用,所以光线与水平方向就存在偏差,圆点的偏差比实际上要大得多.

2.2 整体方案的设计

整体方案设计大概概括为以下几个流程,首先,是检测的准备,主要包括仪器的准备;其次,为调节仪器的水平高度和仪器的设置;然后,将被检测的零件送到检测区进行专业的检测;最后,根据检测结果确定零件是否合格,如果合格,则作为合格产品使用,如果不合格那就作为不合格的产品进行回收.

3 检测结构设计

3.1 各部件的功能分析

底座由四个方向的锥体测头构成,并均匀的分布在底座上,具有固定整个装置和调节检测仪器高度的作用.准直孔的作用是为了射出一条直线单色光束,为整个系统起到了一定的作用.支撑杆、检测入位板、凹透镜及复位弹簧等组成了检测装置轨.支撑杆是可以来回移动的,但是需要运用滑轨来操作,支撑杆可以调节刻度尺与凹透镜之间的距离.水泡水平仪应当设置在该检测仪底座仪器区,为了防止不必要的故障发生,要缓慢调节活动测头,并观察水泡处于的位置是否是中间区域,如果不是中间区域,可以再继续调解仪器,直到使整个装置的位置达到水平的程度.刻度尺与检测装置之间装有的遥控部件和弹簧,遥控部件和弹簧部件可以称之为卸载装置.遥控部件具有控制弹簧的作用,我们可以通过遥控部件检测出不合格物件,然后在检测完毕后自动地将不合格的弹出到卸载区域,将不合格的物件进行自动筛除,达到提高物件合格率的目的.我们也可以称之为监测点就是刻度尺上的极端位置,从而确定检测时是否合格,也可以根据两边界点来判定零件是否合格.

3.2 各部件之间的工作过程

在整个工作的过程中,我们要对此工程进行必要的准备.首先,进行检测装置的校准,我们可以把底座当做基点.调节检测装置上的旋钮,把一个物件放在检测入位的板下,再调节精密微动螺旋杆,把准直孔调到适当的高度,这时候要保证使凹透镜中心恰好透过准直孔内,随后将刻度尺垂直的位置记录下来,并且将精密微动螺旋杆固定在相应的位置.然后将检测入位板下的标准件取出,并将检测装置固定在滑轨上的某一位置.运用光学放大原理的机械零件尺寸检测技术中已经将上述步骤调节完毕,然后将偏差比较大的物件可以分别放在检测入位板下,当凹透镜上下移动时,这个时候光线会射到凹透镜,然后发生折射现象,光线会射到刻度尺上,由于物件误差的原因,在刻度尺上下位置出现极限偏差的范围内为零件合格区域,可以将其标注以便分辨.当检测的准备工作完成以后,下边就是进行被测零件放到传送带的步骤,该步骤相对简单,只要按照固定的位置进行安放,然后保证被测物品不会在传送带传送的过程中发生掉落的现象即可.当把检测物按照程序放到检测板上以后,可能是零件误差的原因,会造成检测板上下移动现象的发生,然后带来凹透镜微动的现象,这时候产生的数据存在着不准确的特性,所以不要按照现在的数据统计进行分析.这时要让光线能射到预先准备的刻度尺上,然后观察光线落在刻度尺的位置,并记录下来.如果光线在刻度尺的区域内,就可以判定是符合要求的,如果光线不在刻度尺的区域内,最后可以判定是不符合要求的,当判定的不合格的物件出现时,这时我们就需要启动卸载的装置,卸载装置会将不合格的物件进行分类,从而达到快速筛选物品.可以根据不同的高度进行上下调节来确定偏差,达到最后所需的精度.

通过以上简述,可得出此检测系统通过仪器水平的调整和仪器的设置以后,可以检测出零件的高度.采用上下偏差相等的方法来分析对光路.这样不仅节省时间,也将转化的过程变得更简单,而且提高了光路系统的分析与的速度,为计算带来很大的方便.

4 结语

通过以上实验数据的整理以及所叙述的观点,可以得出光学放大原理设计的机械零件尺寸检测仪,具有操作方便、结构简单、降低检测成本的优势,所以光学放大原理设计的机械尺寸检测仪对整个机械测量起到了促进的作用.光学放大原理设计的机械尺寸检测仪与传统的检测仪器相比,该检测仪不仅可以用于单件检测,也可以进行多件的检测,还可以提高工作效率,保证检测的准确性,促进了测量仪器的发展.可能在使用的过程中还欠缺一些经验,随着科技技术的进步,以及测量专业技术人员的的钻研,该技术会得到快速发展.

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