一种基于双点旋转摩擦的内腔表面粗糙度在位检测方法技术

技术编号:24249927 阅读:28 留言:0更新日期:2020-05-22 22:45
本发明专利技术公开了一种基于双点旋转摩擦的内腔表面粗糙度在位检测方法,将带有摩擦球的摩擦组件和微型直流无刷电机集成在一起作为指形探头,通过机械运动部件将指形探头送达指定测量表面。调整好指形探头与测量表面位置后,指形探头上的摩擦球将按设定的法向载荷压在测量表面,最后电机带动摩擦球在测量表面旋转摩擦,通过反馈的电机电流大小来推定表面粗糙度的大小。一方面由于设备结构简单,环境要求不高,很容易集成到机床等设备上实现在位测量;另外一方面直流无刷电机可以做到很小(直径毫米量级),所以集成的指形探头可以做成指形大小,适合于内腔表面的测量。本发明专利技术的摩擦球易于更换,且对力传感器的精度要求不高,造价相对较低。

An in-situ measurement method of surface roughness of inner cavity based on two-point rotating friction

【技术实现步骤摘要】
一种基于双点旋转摩擦的内腔表面粗糙度在位检测方法
本专利技术涉及一种基于双点旋转摩擦的表面粗糙度在位检测方法,可适用于内腔表面的检测,属于表面粗糙度检测领域。
技术介绍
零件的表面质量很大程度上反映了物体表面的功能特性,这在机械、电子、生物医学和光学等诸多领域都有重要体现。同时,零件的表面质量也会直接影响到仪器的精度、可靠性、抗震性及使用寿命。作为评价表面质量的重要指标之一,表面粗糙度的快速评定和测量对零件的加工效率及质量控制具有重要意义。近年来,精密加工行业的发展推动了表面粗糙度测量技术的长足进步。然而,一方面机械加工工业中多有深槽、内孔或其它具有内腔结构的零件,内腔表面粗糙度对产品质量和设备功能特性的影响作用也越来越巨大。现有的大多数表面粗糙度测量结构较为复杂,设备体积较大,针对的主要是外表面的检测,内腔表面粗糙度测量技术的研究因其复杂性和困难性,发展还远远不够。另一方面,为了提高加工效率和质量,表面粗糙度在线测量在生产过程中也非常重要,在线测量对测量速度、抗干扰能力、设备复杂程度具有一定的要求。目前,以光学测量为代表的非接触式测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双点旋转摩擦的内腔表面粗糙度在位检测方法,其特征在于:利用指形探头进行测量,所述的指形探头包括压力传感器(1)、微型直流无刷电机(2)、弹性联轴器(3)、摩擦组件(4)、直流稳压电源和示波器;/n所述的压力传感器(1)通过螺纹连接在微型直流无刷电机(2)与机械臂之间,实现摩擦组件(4)法向压力的监控;/n所述的微型直流无刷电机(2)的直径为毫米量级,带动摩擦组件(4)在测量表面旋转产生摩擦运动;/n所述的摩擦组件(4)包括夹套(41)、弹簧组件(42)、导杆(43)、摩擦球(44)和通孔螺帽(45),所述的夹套(41)上有两个呈中心对称的台阶通孔,所述的台阶通孔内安装弹簧组件(42...

【技术特征摘要】
1.一种基于双点旋转摩擦的内腔表面粗糙度在位检测方法,其特征在于:利用指形探头进行测量,所述的指形探头包括压力传感器(1)、微型直流无刷电机(2)、弹性联轴器(3)、摩擦组件(4)、直流稳压电源和示波器;
所述的压力传感器(1)通过螺纹连接在微型直流无刷电机(2)与机械臂之间,实现摩擦组件(4)法向压力的监控;
所述的微型直流无刷电机(2)的直径为毫米量级,带动摩擦组件(4)在测量表面旋转产生摩擦运动;
所述的摩擦组件(4)包括夹套(41)、弹簧组件(42)、导杆(43)、摩擦球(44)和通孔螺帽(45),所述的夹套(41)上有两个呈中心对称的台阶通孔,所述的台阶通孔内安装弹簧组件(42)及导杆(43);所述的弹簧组件(42)与台阶通孔的大孔端螺纹连接,所述的导杆(43)为台阶圆杆,台阶圆杆的大端直径大于台阶通孔的小孔端孔径,所述的导杆(43)上带有螺纹的细端从台阶通孔的小孔端伸出,导杆(43)的另一端与弹簧组件(42)的自由端相接触;所述的导杆(43)的细端与通孔螺帽(45)的一端螺纹连接,通孔螺帽(45)的另一端孔径比摩擦球(44)直径小,通孔螺帽(45)内放置摩擦球(44);所述的导杆(43)与摩擦球(44)接触的端部中心有一个球窝结构,直径比摩擦球(44)直径小,用于摩擦球(44)的定位;
所述的弹性联轴器(3)将微型直流无刷电机(2)输出轴与摩擦组件(4)连接在一起,并起到减震的作用;
所述的弹簧组件(42)包括弹簧和开口无头螺钉,将弹簧固定在开口无头螺钉的底部;
所述的直流稳压电源为微型直流无刷电机(2)提供恒定的电压,实现对微型直流无刷电机(2)的控制;
所述的示波器对微型直流无刷电机(2)的电流信号进行采集,为后续表面粗糙度的判定提供数据;
所述的内腔表面在位检测方法包括以下步骤:
A、确定微型直流无刷电机(2)工作参数
在微型直流无刷电机(2)带动摩擦组件(4)在工件表面上滑动时,微型直流无刷电机(2)达到稳态时理论上电磁转矩T为:
T=KtΦIa=Tf+T0(1)
...

【专利技术属性】
技术研发人员:周平秦园林闫英王雍皓郭东明
申请(专利权)人:大连理工大学
类型:发明
国别省市:辽宁;21

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