汽车轴类零件外径在线检测方法的探讨

cekong1 · 发表于 2018-7-3 10:20:31

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　　测量是机械工业生产中的一个必经过程，它作为质量控制的一个重要依据，关系着产品品质的提高和设备制造的发展。在机械产品的测量领域，尺寸的测量是最重要，也是最普遍的内容。而在尺寸测量里，轴类零件的直径测量应用最多，涉及的领域也最广泛，例如车床的丝杠、导轨、汽车的曲轴、转向阀的阀芯等等。

　　目前常见的车床丝杠精度通常在0.02~0.05mm左右，汽车转向阀阀芯的精度甚至控制在0.007~0.01mm以内，可见，轴类零件的直径测量不仅普遍，而且测量精度也往往要求较其他零件高。

　　传统的测量方式由于其精度低，受人为因素影响较大，往往不能满足高精度轴类零件直径测量的要求。随着非接触测量技术的发展，尤其是CCD传感器的出现，将尺寸测量引入一个新的时代，CCD测径仪越来越多地应用在轴类零件的直径测量领域。

　　CCD光电测径仪完成了从CCD驱动、数据采集、处理、数制转化、显示、报警等几个过程的模块设计。首先使用CCD驱动模块实现CCD视频信号的正常输出，通过片内的信号采集和处理模块控制外围电路的模数转化功能，并将结果送入单片机内进行处理、计算，获得的结果通过数据缓存、数制转换等一系列过程后送入显示模块，并最终控制液晶屏显示测量结果。

　　CCD光电测径仪的测量精度普遍在0.02mm，并且可以达到0.003mm，满足汽车轴类零件的精度检测要求，其次，光电测径仪是在线检测设备，能对生产中的轴类进行实时监测报警，以提升轴类质量。

　　轴类零件外径测量属于一维尺寸测量。由于平行光成像法在一维测量上较其它测量方法有着许多无法比拟的优势，如光路结构简单，可靠性高，光路系统误差为线性误差，易标定；对传感器要求较低，经济实用等等，故采用平行光成像法作为测径仪的测量方法。

　　基本原理为：用平行的光束垂直照射被测工件，并将其投影在图像传感器CCD上。由光照强度的不同，传感器上会形成明暗交错的区域，即亮区和暗区。被测工件投影覆盖的区域为暗区，CCD其他的区域全部照亮。根据几何原理，传感器暗区所反映的尺寸即为被测工件的尺寸。通过数据采集和处理系统计算出暗区的像敏单元个数（即输出脉冲数量），将其乘以像敏单元的尺寸，就可以计算出被测工件的尺寸。

　　为了使光电测径仪电路处理的结果反馈给用户，可将测量数据显示于液晶显示屏上，配备外接LED显示屏，同时可通过RS422/RS485通讯接口传输与计算机上进行数据存储，方便用户进行试验调试和测量操作的需求。

　　RS422/485是常见的通讯接口之一，通过RS422/485串口将处理后的数字信号发送到计算机内，可以清楚的看到数据采集的结果，以便进行实验分析、错误验证。

　　轴类零件的测量可以采用光电测径仪进行无损检测，其测量是利用远心平行光源进行检测，不受光折射的影响，是高性能的光学检测设备，对轴类零件进行精准测量，同时超差报警提示及远端显示屏，可以在远处观察是否合格，因此也就避免了人接近带来的温度变化。光电测径仪为自动检测设备，测量方便，使用简单，远程监测，为轴类零件的测量带来巨大的便利。

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