圆柱销在线激光扫描检测仪

　　销是机械行业中广泛使用的定位元件。在需精确保证两零部件的相互位置的时候,如机床主轴箱在床身上的位置,通常使用定位销。销作为机械行业通用的零件,使用量极大,国家标准制订了多种销的标准,生产厂家按国标大批大量地制造和生产。正是由于销作为精密定位元件使用,销本身的机械性能和精度对销的使用影响很大,另外为在各种场合下方便地使用,国标详细规定了多种销的结构型式。

　　本文针对使用量最大的圆柱销展开讨论。国家标准GB119-86详细规定了圆柱销的尺寸系列和精度要求,如精密定位用的A型圆柱销,其尺寸范围从«0.6-«50mm,尺寸精度为m6,表面粗糙度为1.6¨。由于圆柱销的精度要求较高,根据公差原则,其圆度(圆柱度)应小于尺寸公差之半,约为圆度(圆柱度)公差等级5级。

　　圆柱销(A型)两端无中心孔,使用35钢制造,热处理硬度为HRC28-38。由于圆柱销的尺寸公差为IT6级,因此圆柱销的最终加工是调质后采用精密无心磨床加工。无心磨削生产效率较高,圆柱销的尺寸精度和圆度检测工作量较大,现场一般采用定期检验和抽检的方式,质量波动较大,检测超差后需手工调整机床、修整砂轮,影响了生产率的提高,对工人的操作技能要求较高。因此圆柱销的精确、方便、直观的检测将大大提高生产率,保证圆柱销按质量要求加工。进一步检测系统与机床的进给系统、砂轮的修正系统相联将构成闭环加工系统,使整个加工实现自动化。

　　1 测量原理

　　圆柱销的加工效率较高,采用接触式测量其机构实现较为复杂,测量头易磨损,对加工过程有一定程度的影响。采用本文所述的无接触激光扫描检测方式,可在完全不影响加工的情况下,方便地安装在生产线上实施加工的在线测量。

　　用一束平行光以恒定的速度扫描被测圆柱销,并由放在工件对面的光电管收集光线;投射到光电管上的光线在光束扫描圆柱销时被遮断,光电管的输出便是一个方波脉冲,这个方波的脉宽与被测圆柱销的直径成正比。图1即为扫描检测的原理图。

　　注:1.激光二极管;2.准直扩束镜;3、4.反射镜;5.同步电机;6.多面体反射镜;7.f-H透镜;8.分光镜;9、13.反射镜;10.工件;11、14.聚焦透镜;12、15.光电管;16、20.放大器;17、21.边缘检测电路;18、22.门电路;19.信号处理系统;23.数字显示器;24.晶振;25.同步电机驱动电路.

　　激光器发出的光束经由扩束镜2变为平行光束,再由反射镜3、4以锐角入射到扫描多面体6上。多面体转镜共有N个反射面,在同步电机的带动下,每转过一个面,光束扫描一次。即电机每转一转,光束扫描N次。