數(shù)字式锪窩深度測量儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于測量【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于測量锪窩的相對/絕對深度，以檢測锪窩深度是否在允許的誤差范圍內(nèi)的數(shù)字式锪窩深度測量儀。數(shù)字式锪窩深度測量儀包括：測量儀外殼，測量儀下蓋，支腳，套筒，測量柱，大壓蓋Ⅰ，小壓蓋，導(dǎo)向柱，測量套，位移傳感器，測量模塊外殼，測量模塊后蓋，測量儀上蓋，顯示模塊，電源開關(guān)，電池，把手端蓋，大壓蓋Ⅱ，采集板。該測量儀靠其內(nèi)部測量柱的位移較標(biāo)準(zhǔn)锪窩孔與被測锪窩孔的變化來評估锪窩孔的深度，其頂端裝有位移傳感器，可以將測量柱的位移變化轉(zhuǎn)換成模擬信號，經(jīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)處理，從而得出精確的測量結(jié)果。
【專利說明】數(shù)字式锪窩深度測量儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測量【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于測量锪窩的相對/絕對深度，以檢測锪窩深度是否在允許的誤差范圍內(nèi)的數(shù)字式锪窩深度測量儀。
技術(shù)背景
[0002]飛機(jī)蒙皮的固定主要靠與飛機(jī)框架的鉚接，鉚接質(zhì)量對飛機(jī)裝配的質(zhì)量影響很大，這就要求鉚接的沉頭孔必須在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)，超出誤差范圍時要及時更換加工刀具。通孔誤差較好控制，主要是锪窩的誤差不易測量，而锪窩的主要指標(biāo)就是锪窩深度。
[0003]目前，在生產(chǎn)過程中一般采用手工比對的方法，即做一個標(biāo)準(zhǔn)件(其外形與锪窩孔形狀一致)，將標(biāo)準(zhǔn)件放到被測锪窩里，目測锪窩與標(biāo)準(zhǔn)件的吻合度。此方法只能定性的判斷锪窩的深度，不能定量的評估锪窩深度誤差，且過多依賴于檢測者的經(jīng)驗，無法做到快速、精確地評估锪窩的深度誤差。
[0004]也有采用測量桿部件上裝百分表的方法，測量前先將該裝置放置到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)上，將百分表調(diào)零，再去測量要測的锪窩孔深，讀數(shù)看是否在誤差要求的范圍內(nèi)。此方法可以得到相對精確的結(jié)果，但該裝置的加工精度要求很高，且要靠人工讀數(shù)，受人為因素影響較大，費時費力，工作效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種能夠精確測量锪窩深度的數(shù)字式锪窩深度測量儀。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:測量儀包括:支腳3，套筒4，測量柱5，大壓蓋I 6，小壓蓋7，導(dǎo)向柱8，測量套9，位移傳感器10，測量模塊外殼11，測量儀上蓋14，顯示模塊15，大壓蓋II 20，采集板21，測量柱5裝在測量套9的一端，測量套9上開有通孔，導(dǎo)向柱8插入測量套9的通孔內(nèi)，導(dǎo)向柱8的伸出部分伸進(jìn)測量柱5外壁的長圓孔槽內(nèi)，套筒4套接在測量柱5上，套筒4通過小壓蓋7螺紋裝在測量套9的端面，測量模塊外殼11為有兩個孔的空腔結(jié)構(gòu)，位移傳感器10置于測量模塊外殼11的兩個空腔中，測量套9裝在測量模塊外殼11其中一個空腔內(nèi)，測量柱5置于測量套9內(nèi)的頂端開孔與位移傳感器10的伸縮桿直徑一致，測量柱5置于測量套9外部分的頂端形狀與被測锪窩孔相對應(yīng)，位移傳感器10伸縮桿插入測量住5頂端孔內(nèi)，大壓蓋I 6靠螺紋將小壓蓋7連接到測量模塊外殼11 一端的一個空腔內(nèi)，大壓蓋II 20靠螺紋連接到測量模塊外殼11相同端另一個空腔內(nèi)，測量模塊后蓋13固定在測量模塊外殼11另一端，形成一個完整的測量模塊，整個測量模塊置于測量儀外殼中并固定，套筒4與測量柱5的一端伸出外殼并與支腳3固定，支腳3的端面與外殼的端面接觸；采集板21置于測量儀外殼內(nèi)，顯示模塊15固定在測量儀上蓋14上，位移傳感器10的信號屏蔽線與采集板21連接，采集板21與顯示模塊15之間通過排線連，采集板21包括AD轉(zhuǎn)換器，處理器和存儲模塊，位移傳感器10輸出的模擬信號經(jīng)由AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號由處理器計算得到位移傳感器的位移量，存儲到存儲模塊中，并由顯示模塊15顯示結(jié)果，處理器的處理步驟是，程序先開始，進(jìn)行初始化，選擇測量方式:相對值測量或絕對值測量，
[0007]A)相對值測量:
[0008]a)測量基準(zhǔn)孔，記錄當(dāng)前測量值并作為相對值測量的基準(zhǔn)，
[0009]b)采集測量傳感器測量的被測锪窩孔深度值，
[0010]c)將測得的锪窩孔深度值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并與基準(zhǔn)值進(jìn)行比對；
[0011]d)解算被測锪窩孔深度值與基準(zhǔn)值的偏差值，并將偏差值顯示在顯示模塊上；
[0012]e)選擇是否存儲測量值，若選擇否，直接做下一個锪窩孔的深度測量，直至完成所有锪窩孔的深度測量；若選擇是，將數(shù)據(jù)存儲后再做下一個锪窩孔的深度測量，直至完成所有锪窩孔的深度測量；
[0013]B)絕對值測量，
[0014]a)采集位移傳感器測量的被測锪窩孔深度值，
[0015]b)將測得的锪窩孔深度值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，
[0016]c)解算被測锪窩孔深度值并將深度值顯示在顯示模塊上；
[0017]d)選擇是否存儲測量值，若選擇否，直接做下一個锪窩孔的深度測量，直至完成所有锪窩孔的深度測量；若選擇是，將數(shù)據(jù)存儲后再做下一個锪窩孔的深度測量，直至完成所有锪窩孔的深度測量。
[0018]所述的測量儀外殼是由左、右兩個半殼組成，測量模塊安裝在測量儀左半殼上，連接塊23置于測量模塊上，螺釘12從連接塊23孔內(nèi)擰入測量儀左半殼I的螺紋孔內(nèi)，采集板21卡在測量儀左半殼I的卡槽內(nèi)，蓋上測量儀右半殼22，用螺釘將測量儀右半殼22與連接塊23固定。
[0019]所述測量儀外殼分為機(jī)身和把手兩部分，測量模塊、采集板21、顯示模塊15均安裝在機(jī)身部分，電池17與把手端蓋18固定再裝入測量儀把手內(nèi)，將顯示模塊15與電源開關(guān)16固定在測量儀上蓋14上，將測量儀上蓋14和測量儀下蓋2分別固定在測量儀左半殼I和測量儀右半殼22上。
[0020]本發(fā)明具有的優(yōu)點和有益效果:測量柱柱體上開有長圓孔槽，該槽寬與導(dǎo)向柱直徑間隙配合，導(dǎo)向柱伸出測量套外壁的部分正好伸進(jìn)測量柱長圓孔槽中，當(dāng)測量柱在測量套內(nèi)來回滑動時，導(dǎo)向柱保證了測量柱在其軸向上滑動，不能旋轉(zhuǎn)，從而減小結(jié)構(gòu)對測量誤差的影響；測量柱頭部可根據(jù)所需測的孔的信息來改變尺寸從而適應(yīng)不同尺寸范圍的锪窩孔；測量儀通過按鍵的設(shè)置可以實現(xiàn)锪窩深度絕對值或相對值的測量；通過設(shè)定評價上限和下限的閾值，可以對锪窩孔的超差狀態(tài)提供實時聲音報警提示；測量與數(shù)據(jù)處理一體化，小巧輕便，便于攜帶；可直接集成到數(shù)字化測量系統(tǒng)中，讀數(shù)直觀方便；可集成在自動執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，實現(xiàn)主動測量，實時分析，對鉆孔精度實現(xiàn)實時測量；本發(fā)明在使用過程中測量锪窩孔深度只需要2?3秒鐘，相比需要2?3分鐘的傳統(tǒng)測量方式可以大大提高生產(chǎn)效率。經(jīng)多次試驗，該裝置重復(fù)測量精度可達(dá)到±0.003mm。本發(fā)明功能上的特點:能測量出锪窩深度的絕對值和相對值，并對锪窩質(zhì)量進(jìn)行定性和定量的評估。
[0021]本發(fā)明結(jié)構(gòu)上的特點:①測量儀同軸度較高，位移傳感器與測量柱、測量柱與測量套、套筒與測量套以及支腳與套筒之間都有嚴(yán)格的配合關(guān)系，再加上導(dǎo)向柱嚴(yán)格的導(dǎo)向作用保證了整個傳感器模具有較高的同軸度，為測量儀的高精度做了關(guān)鍵性的鋪墊。②測量儀前端支腳自動找準(zhǔn)基準(zhǔn)面，測量時支腳下端的三個腳直接接觸被測板表面，根據(jù)三點確定一個平面原理，即使被測平板上表面質(zhì)量稍差，甚至是有較小曲率半徑的曲面，都不影響測量結(jié)果；③模塊化設(shè)計，易于安裝，使用便利。如圖5所示，測量模塊對外只有三個接口:電氣接口 26:傳感器的一根三芯屏蔽線(包括電源線、邏輯OV線及信號線)；安裝接口 27:靠兩個孔與外殼安裝固定；測量接口 28:測量柱直接接觸被測锪窩孔壁。測量模塊作為本發(fā)明的功能部件可單獨組裝，整體安裝，操作簡單，大大降低了裝配誤差，也便于維護(hù)和使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的測量系統(tǒng)組成簡圖。
[0023]圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0025]圖4是本發(fā)明的局部放大圖
[0026]圖5是本發(fā)明測量模塊外形示意圖
[0027]圖6是本發(fā)明處理器工作流程圖。

【具體實施方式】
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[0028]下面通過附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0029]參見圖1，本發(fā)明锪窩深度測量儀通過其內(nèi)部的測量柱將位移信息傳遞給位移傳感器，傳感器將位移信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號，經(jīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)處理，將結(jié)果顯示在顯示終端。
[0030]參見圖2、圖3，本發(fā)明锪窩深度測量儀包括:測量儀左半殼1，測量儀下蓋2，支腳3，套筒4，測量柱5，大壓蓋I 6，小壓蓋7，導(dǎo)向柱8，測量套9，位移傳感器10，測量模塊外殼11，螺釘12，測量模塊后蓋13，測量儀上蓋14，顯示模塊15，電源開關(guān)16，電池17，把手端蓋18，手把裝飾19，大壓蓋II 20，采集板21，測量儀右半殼22，連接塊23，右側(cè)裝飾條24，左側(cè)裝飾條25。測量柱5可在測量套9內(nèi)來回滑動，且由導(dǎo)向柱8導(dǎo)向不發(fā)生旋轉(zhuǎn)，測量柱5滑動時分別靠測量套9內(nèi)凸臺和套筒4的上端來限位，小壓蓋7內(nèi)有內(nèi)螺紋，測量套9下端有外螺紋，靠兩者的螺紋連接小壓蓋7將套筒4和測量套9壓緊，大壓蓋I 6和大壓蓋II 20均靠螺紋連接與測量模塊外殼11連接固定，測量柱5頂端開有Φ3孔，將位移傳感器10下端的伸縮桿插入測量柱5內(nèi)，用螺釘將測量儀上蓋14固定在測量模塊外殼11上端，從而將位移傳感器10固定。將整個測量模塊用連接塊23和螺釘12固定在測量儀左半殼I上，裝上采集板21，蓋上測量儀右半殼22，用螺釘將測量儀右半殼22與連接塊23固定，將電池17與把手端蓋18固定再裝入測量儀內(nèi)，將顯示模塊15與電源開關(guān)16固定在測量儀上蓋14上，將測量儀上蓋14和測量儀下蓋2分別固定在測量儀左半殼I和測量儀右半殼22上，裝上支腳3即可。
[0031]所述測量儀左半殼I和測量儀右半殼22也可以做成一體的，甚至測量儀左半殼1、測量儀右半殼22和測量儀下蓋2也可以是一個整體。
[0032]每次測量前先用標(biāo)準(zhǔn)锪窩標(biāo)定，再進(jìn)行測量，測量柱5在測量標(biāo)準(zhǔn)锪窩時與被測锪窩時產(chǎn)生的相對位移即代表锪窩孔的深度變化，該變化傳遞給位移傳感器10，由位移傳感器10轉(zhuǎn)成模擬信號，經(jīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)處理，將結(jié)果顯示在顯示模塊15上，即得出被測孔的誤差。
[0033]該裝置中位移傳感器10的伸縮桿始終處于受壓狀態(tài)，這樣移傳感器10給測量柱5 一個向下的作用力，使測量柱5的下端緊貼標(biāo)準(zhǔn)锪窩孔或被測锪窩孔，大大減小了測量誤差。使用手持該測量儀時，先將該裝置置于標(biāo)準(zhǔn)锪窩孔中，向下壓緊，此時支腳3則緊貼在標(biāo)準(zhǔn)锪窩孔板的上表面，來自位移傳感器10(伸縮桿軸肩處)的壓力使得測量柱5緊貼于標(biāo)準(zhǔn)锪窩孔板上的锪窩孔，此時傳感器輸出一個模擬信號，以此信號為標(biāo)準(zhǔn)，再測量被測孔，經(jīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)處理將結(jié)果顯示在顯示模塊，如不在誤差范圍內(nèi)則說明加工刀具已磨損嚴(yán)重應(yīng)及時更換刀具。
[0034]處理器的處理步驟是，程序先開始，進(jìn)行初始化，選擇測量方式:相對值測量或絕對值測量，相對值測量過程為:測量基準(zhǔn)孔，記錄當(dāng)前測量值并作為相對值測量的基準(zhǔn)，然后進(jìn)入被測孔的測量過程，如圖6虛線框內(nèi)所示，被測孔的信息經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，與基準(zhǔn)值進(jìn)行比對，解算出偏差值后，將偏差值顯示在顯示模塊上，如果按下按鍵，存儲數(shù)據(jù)，返回進(jìn)入循環(huán)的開始，如果不按下按鍵，直接進(jìn)入循環(huán)的開始；絕對值測量過程為:采集位移傳感器的信號，經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換、解算后顯示測量結(jié)果，如果按下按鍵，存儲數(shù)據(jù)，返回進(jìn)入循環(huán)的開始，如果不按下按鍵，直接進(jìn)入循環(huán)的開始，如圖6所示，虛線框內(nèi)為被測孔的測量過程流程圖。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字式锪窩深度測量儀，其特征是，測量儀包括:支腳(3)，套筒(4)，測量柱(5)，大壓蓋I (6)，小壓蓋(7)，導(dǎo)向柱(8)，測量套(9)，位移傳感器(10)，測量模塊外殼(11)，測量儀上蓋(14)，顯示模塊(15)，大壓蓋II (20)，采集板(21)，測量柱(5)裝在測量套(9)的一端，測量套(9)上開有通孔，導(dǎo)向柱⑶插入測量套(9)的通孔內(nèi)，導(dǎo)向柱(8)的伸出部分伸進(jìn)測量柱(5)外壁的長圓孔槽內(nèi)，套筒⑷套接在測量柱(5)上，套筒(4)通過小壓蓋(7)螺紋裝在測量套(9)的端面，測量模塊外殼(11)為有兩個孔的空腔結(jié)構(gòu)，位移傳感器(10)置于測量模塊外殼(11)的兩個空腔中，測量套(9)裝在測量模塊外殼(11)其中一個空腔內(nèi)，測量柱(5)置于測量套(9)內(nèi)的頂端開孔與位移傳感器(10)的伸縮桿直徑一致，測量柱(5)置于測量套(9)外部部分的頂端形狀與被測锪窩孔相對應(yīng)，位移傳感器(10)的伸縮桿插入測量柱(5)頂端孔內(nèi)，大壓蓋I (6)靠螺紋將小壓蓋(7)連接到測量模塊外殼(11) 一端的一個空腔內(nèi)，大壓蓋II (20)靠螺紋連接到測量模塊外殼(11)相同端另一個空腔內(nèi)，測量模塊后蓋(13)固定在測量模塊外殼(11)另一端，形成一個完整的測量模塊，整個測量模塊置于測量儀外殼中并固定，套筒(4)與測量柱(5)的一端伸出外殼并與支腳(3)固定，支腳(3)的端面與外殼的端面接觸；采集板(21)置于測量儀外殼內(nèi)，顯示模塊(15)固定在測量儀上蓋(14)上，位移傳感器(10)的信號屏蔽線與采集板(21)連接，采集板(21)與顯示模塊(15)之間通過排線連接，采集板(21)包括AD轉(zhuǎn)換器，處理器和存儲模塊，位移傳感器(10)輸出的模擬信號經(jīng)由AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號由處理器計算得到位移傳感器的位移量，存儲到存儲模塊中，并由顯示模塊(15)顯示結(jié)果，處理器的處理步驟是，程序先開始，進(jìn)行初始化，選擇測量方式:相對值測量或絕對值測量，A)相對值測量 a)測量基準(zhǔn)孔，記錄當(dāng)前測量值并作為相對值測量的基準(zhǔn)， b)采集測量傳感器測量的被測锪窩孔深度值， c)將測得的锪窩孔深度值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并與基準(zhǔn)值進(jìn)行比對； d)解算被測锪窩孔深度值與基準(zhǔn)值的偏差值，并將偏差值顯示在顯示模塊上； e)選擇是否存儲測量值，若選擇否，直接做下一個锪窩孔的深度測量，直至完成所有锪窩孔的深度測量；若選擇是，將數(shù)據(jù)存儲后再做下一個锪窩孔的深度測量，直至完成所有锪窩孔的深度測量； B)絕對值測量 a)采集位移傳感器測量的被測锪窩孔深度值， b)將測得的锪窩孔深度值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換， (C)解算被測锪窩孔深度值并將深度值顯示在顯示模塊上； (d)選擇是否存儲測量值，若選擇否，直接做下一個锪窩孔的深度測量，直至完成所有锪窩孔的深度測量；若選擇是，將數(shù)據(jù)存儲后再做下一個锪窩孔的深度測量，直至完成所有锪窩孔的深度測量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字式锪窩深度測量儀，其特征是，所述的測量儀外殼是由左、右兩個半殼組成，測量模塊安裝在測量儀左半殼上，連接塊(23)置于測量模塊上，螺釘(12)從連接塊(23)孔內(nèi)擰入測量儀左半殼(I)的螺紋孔內(nèi)，采集板(21)卡在測量儀左半殼(I)的卡槽內(nèi)，蓋上測量儀右半殼(22)，用螺釘將測量儀右半殼(22)與連接塊(23)固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字式锪窩深度測量儀，其特征是，測量儀外殼分為機(jī)身和把手兩部分，測量模塊、采集板(21)、顯示模塊(15)均安裝在機(jī)身部分，電池(17)與把手端蓋(18固定再裝入測量儀把手內(nèi)，將顯示模塊(15)與電源開關(guān)(16)固定在測量儀上蓋(14)上，將測量儀上蓋(14)和測量儀下蓋(2)分別固定在測量儀左半殼⑴和測量儀右半殼(22)上。
【文檔編號】G01B21/18GK104515494SQ201410768168
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】劉強(qiáng), 李強(qiáng), 吉偉偉, 高艷杰, 楊超, 甘志超, 郭強(qiáng) 申請人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司基礎(chǔ)技術(shù)研究院, 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長城航空測控技術(shù)研究所, 中航高科智能測控有限公司