本發(fā)明涉及一種零件外表面的測量裝置及測量方法。

背景技術(shù)：

活塞是往復(fù)活塞式壓縮機的關(guān)鍵零件，活塞在氣缸內(nèi)不斷地往復(fù)運動，氣缸便循環(huán)地吸氣、壓縮和排氣?；钊c氣缸的配合間隙主要影響壓縮機的運動精度進而間接影響壓縮機的性能，因此活塞的多截面處的直徑，對其尺寸、平整度等數(shù)據(jù)均需進行測量，以判斷是否達到所要求的標(biāo)準。

例如，中國專利申請?zhí)朿n201320177474.4的專利申請就公開了一種用于活塞的檢測裝置，其通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動待測活塞的旋轉(zhuǎn)，并根據(jù)攝像頭所連續(xù)采集的活塞圖像來與存儲的標(biāo)準圖像進行比對的差異，來判斷活塞是否合格。目前，該檢測方法存在下述缺陷：

由于其基于采集的圖像與所存儲的標(biāo)準圖像的比對方式判斷活塞是否合格，導(dǎo)致其不能獲得例如尺寸、外周周長、平整度等具體數(shù)據(jù)，也由此導(dǎo)致其檢測范圍有限。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種零件外表面的測量裝置及測量方法，可獲得被測工件的外周特定位置的多種數(shù)據(jù)，從而提高了檢測范圍，也為這些數(shù)據(jù)的后續(xù)使用提供支撐。

本發(fā)明提供的零件外表面的測量裝置，在豎直方向由上到下依次包括：

定位工裝，豎直方向具有一通孔，用于對待測工件導(dǎo)向；

測量機構(gòu)，豎直方向具有一與定位工裝通孔同軸的通孔作為測量腔，該測量機構(gòu)對該測量腔內(nèi)被測工件外表面進行測量；

可旋轉(zhuǎn)工裝，具有一承載待測工件的可旋轉(zhuǎn)的承載座，于上述通孔下方設(shè)置，且具有一同軸的通孔；

可豎直方向移動的頂桿，由下向上穿過所述承載座、測量機構(gòu)，伸入到定位工裝的通孔內(nèi)。

由上，通過頂桿將從定位工裝進入的工件送入測量機構(gòu)的測量腔，并通過將測量腔內(nèi)的工件進行旋轉(zhuǎn)及測量，從而可以獲得被測工件的外周特定位置尺寸、周長、平整度等多種數(shù)據(jù)，從而提高了檢測范圍，也為這些數(shù)據(jù)的后續(xù)使用提供支撐。

可選的，所述定位工裝包括具有朝上呈喇叭狀的通孔；該通孔下部的孔徑與測量機構(gòu)的通孔內(nèi)徑相同。

由上，通過呈喇叭狀的通孔可以將工件順暢導(dǎo)入定位工裝并進入測量機構(gòu)測量腔，該喇叭狀的通孔尤其利于使得圓柱狀的工件調(diào)整為軸向豎直的向下輸送。

可選的，所述測量機構(gòu)為氣動傳感器，所述作為測量腔的通孔側(cè)壁上具有氣動傳感器所用的氣孔。

由上，由于測量腔與被測工件采用包圍式結(jié)構(gòu)的非開放性結(jié)構(gòu)特點、間距小的特點，尤其適用氣動傳感器，檢測準確且快速。

可選的，所述氣動傳感器所用的氣孔包括至少兩個，于豎直方向不同高度設(shè)置。

由上，通過豎直方向不同高度，可以同時檢測工件不同高度的上述多種數(shù)據(jù)，檢測效率高，獲得的數(shù)據(jù)完整。

可選的，所述可旋轉(zhuǎn)工裝還包括支撐所述承載座的筒狀旋轉(zhuǎn)體；所述測量機構(gòu)下方還設(shè)置一支撐座，其中心具有正對測量機構(gòu)通孔的一通孔，與所述筒狀旋轉(zhuǎn)體外周滑動連接。

由上，通過筒狀旋轉(zhuǎn)體，可以將驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的氣缸距離下方一定距離設(shè)置，通過支撐座可以很好的對筒狀旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)起到支撐和定位作用。

可選的，所述承載座可豎直方向移動。

由上，通過承載座的豎直方向的移動，使得氣動傳感器可以對應(yīng)工件的不同高度，從而可以獲得工件不同高度的上述多種數(shù)據(jù)。

可選的，所述頂桿位于所述通孔、所述承載座的中心位置。

由上，在頂桿下降過程中，可以盡量的使得工件位于各個通孔中心下移，盡量與各通孔側(cè)壁少接觸、以及可以盡量被承載于承載座的中心位置，旋轉(zhuǎn)時可以盡量保持在正中位置進行旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明還提供了基于上述測量裝置的測量方法，包括：

驅(qū)動頂桿上移伸入定位工裝的通孔，承載進入定位工裝的被測工件；

驅(qū)動頂桿下移，將被測工件托送至測量機構(gòu)的作為測量腔的通孔內(nèi)，并被可旋轉(zhuǎn)工裝的承載座所承載；

驅(qū)動所述承載座旋轉(zhuǎn)以帶動其承載的被測工件旋轉(zhuǎn)，由測量機構(gòu)對被測工件外表面進行測量。

由上，通過頂桿將從定位工裝進入的工件送入測量機構(gòu)的測量腔，并通過將測量腔內(nèi)的工件進行旋轉(zhuǎn)及測量，從而可以獲得被測工件的外周特定位置尺寸、周長、平整度等多種數(shù)據(jù)，從而提高了檢測范圍，也為這些數(shù)據(jù)的后續(xù)使用提供支撐。

可選的，還包括：測量結(jié)束后，驅(qū)動頂桿上移伸入定位工裝的通孔，將所述被測工件托送至定位工裝外。

由上，通過頂桿將工件送出，便于該工件的取出，及下一被檢測工件的放入。

可選的，還包括：驅(qū)動所述承載座在豎直方向不同高度位置，分別旋轉(zhuǎn)以帶動其承載的被測工件旋轉(zhuǎn)，由測量機構(gòu)對被測工件外表面進行測量。

由上，通過承載座的豎直方向的移動，使得氣動傳感器可以對應(yīng)工件的不同高度，從而可以獲得工件不同高度的上述多種數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為測量裝置的主視圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為圖1的右視的部分剖視圖。

具體實施方式

下述實施例中，所述柱狀零件以活塞900為例進行說明。通過本發(fā)明測量裝置可實現(xiàn)對多品種工件的自動測量，有利于提高檢測精度和檢測效率。

具體參見附圖，對本發(fā)明提供的柱狀零件的精密測量裝置進行詳細描述，豎直方向由上到下依次包括：

定位工裝100，位于頂部設(shè)置，中心具有朝上呈喇叭狀的通孔，該通孔底部孔徑收斂至內(nèi)徑與柱狀零件的外徑基本相同，使得待測活塞900可以順暢的軸向豎直的落入所述通孔，并對工件進行精確定位；

采用氣動傳感器的自動精密測量機構(gòu)200，用以對工件進行測量，其位于定位工裝100底部，中心具有與定位工裝100連通的通孔，該通孔內(nèi)徑與定位工裝100底部通孔內(nèi)徑相同，且同軸設(shè)置，該通孔構(gòu)成測量腔，內(nèi)壁上設(shè)置有氣動傳感器所用氣孔；

支撐座300，其中心具有與一通孔，正對氣動傳感器自動精密測量機構(gòu)200的通孔同軸設(shè)置。該支撐座300主體用于支撐其上的自動精密測量機構(gòu)200和定位工裝100，該支撐座300的通孔與下述可旋轉(zhuǎn)工裝400的筒狀旋轉(zhuǎn)體402外周滑動連接，用于支撐該筒狀旋轉(zhuǎn)體。

可旋轉(zhuǎn)工裝400，其包括用來承載待測活塞的承載座401、位于承載座401下方、支撐該承載座401的筒狀旋轉(zhuǎn)體402。可旋轉(zhuǎn)工裝400正對氣動傳感器自動精密測量機構(gòu)300的通孔設(shè)置，且承載座401中心具有一通孔，該通孔與后述第二氣缸600驅(qū)動的頂桿610滑動連接；

第一氣缸410，位于所述可旋轉(zhuǎn)工裝400底部，用于驅(qū)動所述可旋轉(zhuǎn)工裝400的筒狀旋轉(zhuǎn)體402旋轉(zhuǎn)，以帶動筒狀旋轉(zhuǎn)體402承載著待測活塞的承載座401進行旋轉(zhuǎn)；其中心具有一通孔，且同軸設(shè)置。該通孔與后述第二氣缸600驅(qū)動的頂桿610滑動連接；

第二氣缸600，位于所述第一氣缸410底部，該第二氣缸600驅(qū)動一豎直方向可上下移動的一頂桿610。該頂桿610可向上伸出，依次穿過第一氣缸410中心通孔、可旋轉(zhuǎn)工裝400筒狀旋轉(zhuǎn)體402和承載座401中心通孔、支撐座300中心通孔、氣動傳感器自動精密測量機構(gòu)200中心通孔、伸入定位工裝100通孔內(nèi)，承接下落的活塞900；該頂桿610向下縮回至低于定位工裝100時，托著其上的活塞900下降落入氣動傳感器自動精密測量機構(gòu)200內(nèi)，并被可旋轉(zhuǎn)工裝400承載座所承載。

另外，所述可旋轉(zhuǎn)工裝400的承載座401還可設(shè)置為可升降，則可進一步測量不同高度位置的活塞的外周數(shù)據(jù)。

其中，上述支撐座300可安裝到支撐平臺500的上支撐板上，第二氣缸600可安裝到安裝平臺500下支撐板上，第一氣缸410可安裝到安裝平臺500的上下支撐板之間。

下面結(jié)合上述結(jié)構(gòu)描述，對本發(fā)明所述柱狀零件的精密測量裝置的工作原理進行描述：

s1：控制裝置接收到即將測量待測活塞的信號，觸發(fā)第二氣缸600驅(qū)動其頂桿610移動至上位。

s2：將待測活塞從預(yù)定位工裝放入，控制裝置接收到工件被正確放穩(wěn)的信號后，觸發(fā)第二氣缸600驅(qū)動其頂桿610托著待測活塞移動至下位。下移過程中，由定位工裝100對待測活塞進行定位，并進入氣動傳感器自動精密測量機構(gòu)200的通孔內(nèi)，并被置于可旋轉(zhuǎn)工裝400的承載座401上。

s3：控制裝置接收到工件定位到位的信號后，然后觸發(fā)第一氣缸410驅(qū)動可旋轉(zhuǎn)工裝400的筒狀旋轉(zhuǎn)體402旋轉(zhuǎn)，帶動其上的承載座401承載待測活塞旋轉(zhuǎn)運動；并觸發(fā)氣動傳感器自動精密測量機構(gòu)200對工件的截面直徑進行測量；旋轉(zhuǎn)過程中并由氣動傳感器自動精密測量機構(gòu)200進行測量，從而形成對活塞外圓周各個位置的測量(上下設(shè)置的、固定位置的機構(gòu)氣動測頭連續(xù)測量旋轉(zhuǎn)的被測工件，從而得到被測工件幾個位置的外表面數(shù)據(jù))，的并將測量數(shù)據(jù)傳輸至終端機(個人電腦)進行后期數(shù)據(jù)處理。

s4：測量完成后，第一氣缸410復(fù)位，第二氣缸600驅(qū)動其頂桿上移，將當(dāng)前被測活塞頂至預(yù)定位工裝位置，由操作員將工件被取出，整個測量裝置等待下一個被測工件的進入。

通過上述活塞的精密測量裝置可實現(xiàn)工件外徑的自動測量，可實現(xiàn)測量重復(fù)精度為0.5μm；同時，更換工裝和測頭方便可靠，可實現(xiàn)利用同一測量裝置對多品種工件進行測量，適用范圍廣。

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、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。