[发明专利]一种三爪定心内径测量设备及其测量方法

说明书

本发明公开了一种三爪定心内径测量设备及其测量方法。设备包括圆筒、多个测量组件、驱动装置。每个测量组件包括支架、测量小轮、软弹簧、硬弹簧、测量端压杆、压片、传感器、压片杆、支撑杆。传感器安装在圆筒的内侧壁上，硬弹簧、压片、软弹簧、支架依次连接，硬弹簧固定在圆筒的外侧壁上，支架活动安装测量小轮。测量端压杆一端穿过硬弹簧、压片、软弹簧而固定在支架上，另一端为自由端，且能在软弹簧和/或硬弹簧受压缩时能穿过圆筒伸入至传感器内。压片杆一端固定在压片上，另一端通过支撑杆固定在圆筒的外侧壁上。驱动装置包括压管、步进压紧装置、定位轴。定位轴与圆筒的中心轴共轴设置，压管固定在定位轴上且与多个压片杆相对应。

技术领域

本发明涉及一种测量设备及其测量方法；尤其涉及一种三爪定心内径测量设备及其测量方法。

背景技术

在管状工件的加工过程中，由于制造水平有限,在进行后续的加工工序时，必须对其内径的参数进行测量，此工序直接关系到工件的生产效率和加工质量。管状工件尺寸在要求的误差范围内是判断是否合格的标准,因此精确测量管状工件的内径尺寸是制造过程中非常重要的流程之一。

在针对一些管状工件管身较长的情况，一般的测量工具不能进行深层次的截面测量，管状工件内部环境复杂，需要对工件进行多参数的测量等要求。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明提供一种三爪定心内径测量设备及其测量方法，其属于一种低成本、快速、深层次多截面的管状工件内部尺寸参数的测量装置及其测量方法。

本发明的解决方案是：一种三爪定心内径测量设备，其包括圆筒、安装在圆筒的外侧壁上的多个测量组件、驱动多个测量组件进行测量的驱动装置；

每个测量组件包括支架、测量小轮、软弹簧、硬弹簧、测量端压杆、压片、传感器、压片杆、支撑杆；在同一个测量组件中，传感器安装在圆筒的内侧壁上，硬弹簧的一端固定在圆筒的外侧壁上，硬弹簧的另一端上固定在压片的一侧上，压片的另一侧固定软弹簧的一端，软弹簧的另一端固定在支架上，支架活动安装测量小轮；测量端压杆的一端穿过硬弹簧、压片、软弹簧而固定在支架上，测量端压杆的另一端为自由端，且能在软弹簧和/或硬弹簧受压缩时能穿过圆筒伸入至传感器内；压片杆的一端固定在压片上，压片杆的另一端固定在支撑杆的一端，支撑杆的另一端沿平行于圆筒的中心轴方向延伸且固定在圆筒的外侧壁上；

驱动装置包括压管、步进压紧装置、定位轴；定位轴与圆筒的中心轴共轴设置，压管固定在定位轴上且与多个压片杆相对应，步进压紧装置能驱动定位轴沿平行于圆筒的中心轴方向延伸，使压管同时压持多个压片杆；压片杆带动相应的压片朝圆筒的中心轴方向聚拢，压片使硬弹簧受压缩发生形变直至测量小轮收缩至待测圆管内；保持步进压紧装置不动，水平移动整体三爪定心内径测量设备，使得测量小轮伸入待测圆管中，当测量小轮伸入至待测圆管内的待测量位置后，步进压紧装置将压管从压片杆上撤回，硬弹簧复位使测量小轮抵持在待测圆管的内壁上，且使软弹簧受压缩发生形变；传感器测量测量端压杆相对初始位置的位移量，测量小轮在初始位置距离圆筒中心轴的长度减去该位移量即为待测圆管的内壁直径。

作为上述方案的进一步改进，传感器的两个平行电极安装在每个测量端压杆伸入到圆筒内的位置处；测量端压杆伸入到这两个平行电极之间充当介质；当测量端压杆的位置变化时，传感器由测量端压杆所在两个平行电极之间的位置测量得出此处的电容量，再将测量得到的电容量转换为位移量。

作为上述方案的进一步改进，该三爪定心内径测量设备还包括智能数据处理装置，该智能数据处理装置接收多个传感器的位移量，根据每个位移量获取测量小轮至圆筒中心轴的距离数据，并将距离数据标定在已准备好的虚拟轴上，并将距离数据的标定点连接起来做外接圆；该虚拟轴为相应测量端压杆所在的直线。

作为上述方案的进一步改进，圆筒的外侧壁上设置导引测量端压杆的导引管，支撑杆固定在导引管上。

作为上述方案的进一步改进，该三爪定心内径测量设备还包括锁紧装置，其用于锁紧圆筒和驱动装置。