气压微距法内径测量装置及其控制方法
阅读说明：本技术 气压微距法内径测量装置及其控制方法 (Inner diameter measuring device adopting air pressure microspur method and control method thereof ) 是由 张培祥 陈泳超 李炀 林强 黄庚杰 于 2021-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种气压微距法内径测量装置,包括：稳压气源提供单元,用于提供稳定气压；连接于所述稳压气源提供单元后的三通分流器,用于将气流分为第一路气流及第二路气流；设置于所述第一路气流上的第一n路分流器；n个压力传感器,其中,所述第一n路分流器的每一路的正向气压分别施加到每一压力传感器的正端；设置于所述第二路气流上的第二n路分流器；设置于所述第二n路分流器后端每一路的调节阀；柱状检测端,其包括空心立柱,对称设置于所述空心立柱表面两侧的n对泄气口,经所述调节阀调节后形成负向气压分别施加到每一压力传感器的负端以及每一对泄气口上；中央处理单元,用于根据压力差数据,获取对应位置泄气口的内径。(The invention provides an inner diameter measuring device by an air pressure microspur method, which comprises: the stable pressure air source providing unit is used for providing stable air pressure; the three-way flow divider is connected behind the pressure-stabilizing air source providing unit and is used for dividing the air flow into a first path of air flow and a second path of air flow; the first n paths of flow dividers are arranged on the first path of airflow; n pressure sensors, wherein the positive air pressure of each of the first n shunts is applied to the positive terminal of each pressure sensor, respectively; the second n paths of flow dividers are arranged on the second path of airflow; the regulating valve is arranged at each path of the rear end of the second n paths of the shunts; the columnar detection end comprises a hollow upright post and n pairs of air leakage openings symmetrically arranged on two sides of the surface of the hollow upright post, and negative air pressure is formed after the negative air pressure is regulated by the regulating valve and is respectively applied to the negative end of each pressure sensor and each pair of air leakage openings; and the central processing unit is used for acquiring the inner diameter of the air leakage opening at the corresponding position according to the pressure difference data.)
技术领域
本发明涉及一种气压微距法内径测量装置及其控制方法。
背景技术
目前，关于内孔直径的测量一般使用内径量表(inner diameter gauge)进行测量。但是，内径量表都是通过人工手动测试，测量速度慢，无法实现自动化测试。
发明内容
本发明提供了一种气压微距法内径测量装置及其控制方法，可以有效解决上述问题。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种气压微距法内径测量装置，包括：
稳压气源提供单元，用于提供稳定气压；
连接于所述稳压气源提供单元后的三通分流器，用于将气流分为第一路气流及第二路气流；
设置于所述第一路气流上的第一n路分流器，其中，n为所述第一n路分流器的分流路数，且大于等于2；
n个压力传感器，其中，所述第一n路分流器的每一路的正向气压分别施加到每一压力传感器的正端；
设置于所述第二路气流上的第二n路分流器；
设置于所述第二n路分流器后端每一路的调节阀；
柱状检测端，其包括空心立柱，对称设置于所述空心立柱表面两侧的n对泄气口，其中，经所述调节阀调节后形成负向气压分别施加到每一压力传感器的负端以及每一对泄气口上；
数据采集单元，用于获取每一压力传感器的压力差数据；
中央处理单元，用于根据所述压力差数据，获取对应位置泄气口的内径。
作为进一步改进的，所述稳压气源提供单元包括气源以及稳压器。
作为进一步改进的，所述柱状检测端进一步包括设置于所述空心立柱表面的两条沟槽，所述沟槽沿平行于所述空心立柱的长度方向对称设置。
作为进一步改进的，所述泄气口设置于所述沟槽的一侧。
作为进一步改进的，所述泄气口的间距为5mm～15mm。
作为进一步改进的，进一步包括声光报警器，当所述内径值超过设定范围内报警。
作为进一步改进的，所述正向气压的压力为A MPa；所述负向气压的压力为1/2A～1/4A MPa。
本发明进一步提供一种上述气压微距法内径测量装置的控制方法，包括以下步骤：
S1，将具有第一标准半径R1的第一工件以及具有第二标准半径R2的第二工件套设于所述柱状检测端进行测试，获取其电压差ΔV1以及ΔV2，且第一标准半径R1小于第二标准半径R2；
S2，建立所述电压差ΔV1以及ΔV2与第一标准半径R1以及所述第二标准半径R2的线型关系；
S3，将所述待测工件套设于所述柱状检测端，获取待测工件的电压差ΔVx；
S4,根据电压差ΔVx以及线型关系，获取待测工件的内径。
作为进一步改进的，所述获取待测工件的电压差ΔVx的步骤包括：
同时所述n个压力传感器的电压差ΔVx数据。
作为进一步改进的，所述根据电压差ΔVx以及线型关系，获取待测工件的内径的步骤包括：
同时获取所述待测工件沿径向方向上的n点内径数据。
本发明的有益效果是：本发明提供的气压微距法内径测量装置通过对称的2个泄气口出来，经过工件内壁与空心立柱之间的间隙向外泄露，从而造成压力传感器产生相应压差△，这个压差对应着工件内壁与空心立柱之间的间隙S，压差经过压力传感器转化为电压V，然后通过AD采样换算出相应的数值，即为该工件的内径d。该气压微距法内径测量装置结合机械臂可以实现对待测工件内径的准确、自动化、快速测量。另外，该气压微距法内径测量装置还可以同时获得待测工件沿径向方向上的n点内径数据，进而提高工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例提供的气压微距法内径测量装置的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的气压微距法内径测量装置中电压与内径的线型关系图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参照图1所示，本发明实施例提供一种气压微距法内径测量装置，包括：
稳压气源提供单元，用于提供稳定气压；
连接于所述稳压气源提供单元后的三通分流器12，用于将气流分为第一路气流及第二路气流；
设置于所述第一路气流上的第一n路分流器13，其中，n为所述第一n路分流器13的分流路数，且大于等于2；
n个压力传感器14，其中，所述第一n路分流器13的每一路的正向气压分别施加到每一压力传感器14的正端；
设置于所述第二路气流上的第二n路分流器15；
设置于所述第二n路分流器15后端每一路的调节阀16；
柱状检测端18，其包括空心立柱181，对称设置于所述空心立柱181表面两侧的n对泄气口184，其中，经所述调节阀16调节后形成负向气压分别施加到每一压力传感器14的负端以及每一对泄气口184上；
数据采集单元20，用于获取每一压力传感器14的压力差数据；
中央处理单元21，用于根据所述压力差数据，获取对应位置泄气口184的内径。
进一步的，所述稳压气源提供单元包括气源10以及稳压器11。
在其中一个实施例中，n为4，即所述第一n路分流器13的分流路数为4路。故，对应的，包括4个压力传感器14-1/14-2/14-3/14-4，其中，所述第一n路分流器13的每一路的正向气压分别施加到每一压力传感器14-1/14-2/14-3/14-4的正端。且每一压力传感器14-1/14-2/14-3/14-4分别连接到所述数据采集单元20中。另外，所述第二n路分流器15的分流路数也为4路，且对应4个调节阀16-1/16-2/16-3/16-4。每一调节阀16-1/16-2/16-3/16-4调节后形成的负向气压分别施加到每一压力传感器14-1/14-2/14-3/14-4的负端。此外，每一调节阀16-1/16-2/16-3/16-4调节后形成的负向气压分别施加到每一对泄气口184-1/184-2/184-3/184-4上。每一对泄气口184-1/184-2/184-3/184-4包括两个对称设置的泄气口。
进一步的，所述柱状检测端18进一步包括设置于所述空心立柱181表面的两条沟槽183，所述沟槽183沿平行于所述空心立柱181的长度方向对称设置。所述沟槽183的宽度为1-2mm，深度为1-5mm，其主要用于泄气。
进一步的，所述泄气口184设置于所述沟槽183的一侧。进一步的，所述泄气口184的间距为5mm～15mm，从而可以避免相互之间产生干扰。优选的，所述泄气口184的间距为8mm～10mm。在其中，一个实施例中，所述泄气口184的间距为10mm。
进一步的，所述气压微距法内径测量装置进一步包括声光报警器23，当所述内径值超过设定范围内报警。进一步的所述气压微距法内径测量装置进一步包括语音单元24，用于报数。
可以理解，所述正向气压以及所述负向气压的值过大或过小都会影响测量的准确性。故，优选的，所述正向气压的压力为A MPa；所述负向气压的压力为1/2A～1/4A MPa，且A的值为0.5MPa～1MPa为宜，且所述负向气压的压力大于等于大气压。具体的，在其中一个实施例中，测量最大量程为A为0.6MPa左右，则基准值负向气压压力约为其三分之一，即0.2MPa左右。
另外，本发明提供的气压微距法内径测量装置可以进一步包括一机械手(图中未画出)，其用于对工件进行夹持更换以及角度旋转，从而可以实现对工件同一高度上的多点内径进行快速的测量。即，所述气压微距法内径测量装置一次测量是不同高度上的多点内径，通过旋转，可以实现同一高度的不同点的内径测量，从而判断所述工件整个面的内径是否规整。每次旋转的角度不限，可以根据实际需要测量的精度进行设定，在此不再累述。在其中一个实施例中，每次旋转的角度为20～30°。
本发明实施例还进一步提供一种上述气压微距法内径测量装置的控制方法，包括以下步骤：
S1，将具有第一标准半径R1的第一工件以及具有第二标准半径R2的第二工件套设于所述柱状检测端18进行测试，获取其电压差ΔV1以及ΔV2，且第一标准半径R1小于第二标准半径R2；
S2，建立所述电压差ΔV1以及ΔV2与第一标准半径R1以及所述第二标准半径R2的线型关系；
S3，将所述待测工件套设于所述柱状检测端18，获取待测工件的电压差ΔVx；
S4,根据电压差ΔVx以及线型关系，获取待测工件的内径。
请参照图2，在步骤S1和S2中，对称的2个泄气口出来，经过工件内壁与空心立柱之间的间隙向外泄露，从而造成压力传感器产生相应压差△，这个压差对应着工件内壁与空心立柱之间的间隙S，压差经过压力传感器转化为电压V。由于第一标准半径R1以及所述第二标准半径R2为已知参数，因此，可以获得电压差ΔV1以及ΔV2与第一标准半径R1以及所述第二标准半径R2的线型关系。
进一步的，所述获取待测工件的电压差ΔVx的步骤包括：
同时所述n个压力传感器14的电压差ΔVx数据。
进一步的，所述根据电压差ΔVx以及线型关系，获取待测工件的内径的步骤包括：
同时获取所述待测工件沿径向方向上的n点内径数据。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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