一种内孔检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种内孔检测装置及其检测方法，其中，装置包括检测轴、传感器、弹性加载装置和处理器，换向器活动套设在检测轴上，并且检测轴的轴径沿进给方向逐渐增大；传感器用于测量换向器的位移信号；弹性加载装置用于推动换向器在检测轴上沿进给方向移动；处理器与传感器和弹性加载装置电性连接，处理器根据位移信号运算得到换向器受到的作用力，以实时控制弹性加载装置，进而使得弹性加载装置在加载过程中载荷呈线性平稳的增加，从而提高了内孔检测装置工作的稳定性以及测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种内孔检测装置及其检测方法
本专利技术涉及换向器加工检测领域，具体涉及一种检测换向器内孔的内孔检测装置及其检测方法。
技术介绍
换向器是电机中的重要部件，对换向器内孔的加工精度要求较高，特别是换向器内孔的圆度、换向器内孔与外圆的同柱度以及孔径的公差要求极为严格，否则将直接影响电机的工作效率和使用寿命。传统的换向器内孔检测一般采用人工用千分尺进行检测，受人为因素的影响，易造成工作效率低、检测数据不准确、测量项目不齐全等影响。对此，中国专利文献CN203744964U公开了一种内孔检测头，其设有筒状的壳体1′，顶杆2′经支座安装在壳体1′的下端部内，顶杆2′的下端设有与顶杆2′锥度配合的测爪3′，顶杆2′上端套有平衡弹簧4′，顶杆2′上端与顶出气缸5′的伸缩臂51′相连接，顶杆2′下端部设有检测横杆6′，顶杆2′一侧壳体1′内设有检测杆7′，检测杆7′下端设有接触式数字位移传感器8′，接触式数字位移传感器8′与检测横杆6′相抵触。该内孔检测头工作时，顶出气缸5′向下顶出顶杆2′，测爪3′径向向外张开以对换向器内孔进行检测；检测结束后顶出气缸5′回缩，测爪3′在复位弹簧4′的作用下返回到初始位置。在此过程中，接触式数字位移传感器8′得出位移数据，并经过相应的计算得出内孔的直径；再通过将测得的内孔直径数据与标准环规为基准的数据进行比较，判断是否在设定的容差范围内，从而判断检测的换向器是否为合格品。但是，上述内孔检测头因采用顶出气缸5′作动，顶出气缸5′对测爪3′的推力为冲击推力，同时顶出气缸5′的推力大小无法精准的控制，所以测爪3′施加在被检测换向器上的载荷为冲击载荷，此外，该检测方式对工件放置面和检测头加载方向之间的垂直度和位置度要求很高，如果检测头和被检测换向器未及时导正，则易造成检测横杆6′传递给接触式数字位移传感器8′的载荷过大，进而发生过载而停止工作，甚至会对被检测换向器造成不可恢复的破坏，从而影响了该内孔检测头工作的稳定性以及测量精度。因此如何保证内孔检测头工作的稳定性，以提高测量精度成为了现如今亟待解决的问题。
技术实现思路
为此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的内孔检测头因测爪与被检测换向器之间为冲击载荷，进而易造成接触式数字位移传感器过载而影响工作稳定性的技术缺陷。为此，根据第一方面，本专利技术提供一种内孔检测装置，用于检测换向器的内孔，包括：检测轴，换向器活动套设在检测轴上，并且检测轴的轴径沿进给方向逐渐增大；传感器，用于测量换向器的位移信号；弹性加载装置，用于推动换向器在检测轴上沿进给方向移动；处理器，与传感器和弹性加载装置电性连接，处理器根据位移信号运算得到换向器受到的作用力，以实时控制弹性加载装置。作为优选，弹性加载装置包括弹性组件、压头和驱动装置，其中，压头安装在弹性组件上正对于检测轴的一端，压头与弹性组件之间可以发生弹性压缩；驱动装置与弹性组件连接，并驱动弹性组件沿进给方向移动。作为优选，弹性组件为弹簧测力计，弹簧测力计的伸缩杆的一端固定安装有压头，伸缩杆的另一端固定连接有一安装杆，安装杆的末端设置有感应片；传感器为感测感应片的位置并发送信号给处理器的激光传感器，传感器与弹簧测力计的壳体相对固定设置。作为优选，弹性加载装置还包括基座，基座上设置有一安装台，弹性组件通过至少一安装座固定安装在安装台上；传感器固定安装在安装台上，并与弹性组件平行间隔设置。作为优选，驱动装置为伺服电机，基座上设置有滑块以及安装在滑块上的滚珠丝杠，滚珠丝杠的一端与伺服电机的输出轴连接，滚珠丝杠的另一端螺纹连接在滑块上。作为优选，驱动装置为伺服电机，伺服电机的输出轴末端固定有一齿轮；基座上沿压头的进给方向设置有一齿条，齿轮与齿条啮合传动。作为优选，检测轴位于压头套设的一端设置有供换向器插入的倒角，倒角位置的最大直径大于换向器的最大容差直径。根据第二方面，本专利技术还提供一种内孔检测方法，包括如下步骤：弹性加载，控制弹性加载装置由初始位置沿进给方向移动，并推动换向器在检测轴上沿进给方向移动，其中检测轴的轴径沿进给方向逐渐增大；数据检测，检测换向器在检测轴上移动的位移量；数据处理，根据位移量分析得到换向器受到的压力；结果判断，判断当换向器移动到预设位置时，压力是否在压力标准容差范围内；和/或判断当压力达到预设值时，换向器的位移量是否在位移标准容差范围内。作为优选，在弹性加载的步骤中，弹性加载装置包括弹性组件、压头和驱动装置，其中，压头安装在弹性组件上正对于检测轴的一端，压头与弹性组件之间可以发生弹性压缩；驱动装置与弹性组件连接，并驱动弹性组件沿进给方向移动。作为优选，数据检测的步骤包括：记录压头刚接触到换向器时弹性组件的初始位移量；检测换向器在移动过程中压头的收缩量以及弹性组件的工作位移量。本专利技术提供的内孔检测装置及其检测方法具有如下优点：1.内孔检测装置，由于换向器活动套设在检测轴上，并且检测轴的轴径沿进给方向逐渐增大，进而当换向器沿检测轴移动时，换向器的通孔受到检测轴的作用力逐渐增大，进而弹性加载装置推动换向器沿进给方向移动的推力也逐渐增大；同时，由于处理器可以根据传感器测得的位移信号运算得到换向器受到的作用力，以实时控制弹性加载装置的加载情况，进而使得弹性加载装置在加载过程中载荷呈线性平稳的增加，从而提高了内孔检测装置工作的稳定性以及测量精度。2.内孔检测装置，由于压头安装在弹性组件上正对于检测轴的一端，驱动装置驱动弹性组件沿进给方向移动，进而带动压头沿进给方向移动以对换向器的端面施加压力，使得换向器在检测轴上沿进给方向移动；同时，又由于压头与弹性组件之间可以发生弹性压缩，进而在压头对换向器施加压力的过程中，压头受到换向器的反作用力而与弹性组件之间弹性压缩，进而实现了对换向器的弹性加载，保证了检测过程的稳定性。3.内孔检测装置，由于弹性组件为弹簧测力计，弹簧测力计的伸缩杆的一端固定安装有压头，另一端固定连接有一安装杆，安装杆的末端设置有感应片，进而当安装在伸缩杆一端的压头受到换向器的反作用力时，压头沿进给的反方向相对弹簧测力计的壳体发生移动，固定连接在伸缩杆另一端的安装杆同样沿进给的反方向移动，以带动感应片发生相对移动，从而传感器通过感测感应片的位置并发送信号给处理器，来测得压头的压缩量，并最终结合弹性组件的位移量来得到换向器在检测轴上移动的位移量；同时采用弹簧测力计的方式，压头的压缩量与压头受到的反作用力成正比，进而可以通过预设相应的计算公式来得到压头受到的反作用力，即得到了压头对换向器施加的作用力。4.内孔检测装置，通过将弹性组件固定安装在安装台上，传感器固定安装在安装台上，并与弹簧测力计平行间隔设置，进而实现了传感器与弹簧测力计壳体之间的相对位置固定，以有效的测量出压头相对弹簧测力计的压缩量。5.内孔检测装置，由于驱动装置为伺服电机；基座上设置有滑块以及安装在滑块上的滚珠丝杠，滚珠丝杠的一端与伺服电机的输出轴连接，滚珠丝杠的另一端螺纹连接在滑块上，进而可以通过控制伺服电机的转速来控制滑块在滚珠丝杠上移动的速度和位移，从而精准的控制安装在基座上的弹性组件沿进给方向移动的速度和位移。6.内孔检测装置，由于检测轴位于压头套设的一端设置有供换向器插入的倒角，使得当换向器在检测轴上移动时，换向器的通孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内孔检测装置，用于检测换向器的内孔，其特征在于，包括：检测轴(1)，所述换向器活动套设在所述检测轴(1)上，并且所述检测轴(1)的轴径沿进给方向逐渐增大；传感器(2)，用于测量所述换向器的位移信号；弹性加载装置(3)，用于推动所述换向器在所述检测轴(1)上沿所述进给方向移动；处理器，与所述传感器(2)和所述弹性加载装置(3)电性连接，所述处理器根据所述位移信号运算得到所述换向器受到的作用力，以实时控制所述弹性加载装置(3)。

【技术特征摘要】
1.一种内孔检测装置，用于检测换向器的内孔，其特征在于，包括：检测轴(1)，所述换向器活动套设在所述检测轴(1)上，并且所述检测轴(1)的轴径沿进给方向逐渐增大；传感器(2)，用于测量所述换向器的位移信号；弹性加载装置(3)，用于推动所述换向器在所述检测轴(1)上沿所述进给方向移动；处理器，与所述传感器(2)和所述弹性加载装置(3)电性连接，所述处理器根据所述位移信号运算得到所述换向器受到的作用力，以实时控制所述弹性加载装置(3)。2.根据权利要求1所述的内孔检测装置，其特征在于，所述弹性加载装置(3)包括弹性组件(31)、压头(32)和驱动装置(33)，其中，所述压头(32)安装在所述弹性组件(31)上正对于所述检测轴(1)的一端，所述压头(32)与所述弹性组件(31)之间可以发生弹性压缩；所述驱动装置(33)与所述弹性组件(31)连接，并驱动所述弹性组件(31)沿所述进给方向移动。3.根据权利要求2所述的内孔检测装置，其特征在于，所述弹性组件(31)为弹簧测力计，所述弹簧测力计的伸缩杆(311)的一端固定安装有所述压头(32)，所述伸缩杆(311)的另一端固定连接有一安装杆(312)，所述安装杆(312)的末端设置有感应片(313)；所述传感器(2)为感测所述感应片(313)的位置并发送信号给所述处理器的激光传感器，所述传感器(2)与所述弹簧测力计的壳体相对固定设置。4.根据权利要求2或3所述的内孔检测装置，其特征在于，所述弹性加载装置(3)还包括基座(34)，所述基座(34)上设置有一安装台(341)，所述弹性组件(31)通过至少一安装座(342)固定安装在所述安装台(341)上；所述传感器(2)固定安装在所述安装台(341)上，并与所述弹性组件(31)平行间隔设置。5.根据权利要求4所述的内孔检测装置，其特征在于，所述驱动装置(33)为伺服电机，所述基座(34)上设置有滑块...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩宇，
申请(专利权)人：深圳市凯中精密技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44