专利名称：锥螺纹测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种螺纹测量仪，尤其是一种锥螺纹测量仪。
背景技术：
锥螺纹是一种连接紧密，气密性良好的连接螺纹，主要应用于石油工业中管道的 连接、航空工业中部件连接，大型汽轮机部件连接等，因此圆锥螺纹的精度直接影响所在系 统部件定位的准确性和可靠性。对锥螺纹的测量大致有两种方法，一种采用螺纹量规检验， 但其只能定性，不能定量；另一种是仪器测量，目前广泛采用的是接触式、光学瞄准式。接触 式的测量现在广泛应用、且公认精度较高的方法是三针法。通过两个半球式测头自定心的 方法实现锥螺纹的测量，存在的问题是对测头的加工要求极高，使用过程中测头容易磨损， 测头容易脱落，操作繁琐，效率低下，且由于采用三针进行测量，引入的系统误差大。光学瞄 准式主要通过万能工具显微镜，大、小型工具显微镜对螺纹进行测量，存在的主要问题是通 过人眼目视瞄准，人为误差因素增加，自动化程度低，效率低，长时间使用造成人眼疲劳。
发明内容本实用新型的目的是提供一种可定量测量，误差小，效率高，自动化程度高的锥螺 纹测量仪。本实用新型的技术解决方案是，仪器包括基座，导轨，丝杠，顶尖，调整系统及测 量系统组成，导轨与丝杠安装在基座上并且导轨的平面与丝杠的轴线相平行，导轨上还安 装有一步进电机并与丝杠相连接，一个顶尖安装在基座上，另一个顶尖通过顶尖座安装在 导轨上并可以沿导轨进行移动，顶尖的连线与丝杠的轴线平行；所述的调整系统包括通过 丝杠安装在导轨上并位于基座与顶尖座之间的滑座，以及滑座上安装的滑块、步进电机和 安装在滑块上的旋转伺服电机构成，所述步进电机通过另一轴线与顶尖的连线相垂直的丝 杠与滑块相连接，所述伺服电机通过旋转组件与测量系统相连接，通过导轨上的步进电机 带动与其连接的丝杠带动滑座可以实现调节系统和测量系统在平行顶尖轴线方向上的移 动，滑座上的步进电机通过与其连接的丝杠带动滑块可以实现测量系统在垂直于顶尖连线 方向移动，通过旋转伺服电机带动旋转组件可以实现测量系统的转动，且旋转轴线与顶尖 的轴线垂直；所述成像装置包括柯勒照明光源和与其位于同一光轴线的视觉测头组成，且 柯勒照明光源和视觉测头分别位于顶尖连线的两侧，所述的视觉测头由长工作距显微物镜 和工业CXD光学成像系统组成并与计算机相连。同时，本仪器的导轨和顶尖轴线可以设置成垂直方向安装，实现锥螺纹装夹时与 水平面垂直，可以有效消除重量较大的锥螺纹因重力而产生变形带来的测量误差；在导轨 和滑座上设有光栅，可以提高在测量过程中的调整效率，为了使待测锥螺纹装夹可靠，可以 在顶尖座上设置锁紧机构。本实用新型具有的优点和有益效果，本实用新型采用了光学成像的方法，采用视 觉测头对锥螺纹进行非接触测量，排除了接触测量时因测头磨损等及辅助工具所带来的测 量系统误差，运用CCD光学成像并采用计算机自动化处理，效率高，自动化程度高。采用此实用新型的锥螺纹检查仪对锥螺纹进行测量，效率提高了数十倍，同时，测量精度有效的得到了提高，如测量一 MlO XL 5-6H螺纹塞规螺纹中径，误差仅为1. 5μπι。本实用新型还可以实现对圆柱体、圆锥体直径的测量。

图1为本实用新型的装配示意图；图2为图1的截面示意图；图3为本实用新型调整系统示意图；图4为图3的截面示意图。
具体实施方式
如图所示，仪器包括基座1，导轨2，丝杠3，顶尖7、8，调整系统21及测量系统22 组成，导轨2与丝杠3安装在基座1上并且导轨2的平面与丝杠3的轴线相平行，导轨1上 还安装有一步进电机5并与丝杠3相连接，顶尖8安装在基座上，另一个顶尖7通过顶尖座 6)安装在导轨2上并可以沿导轨2进行移动，顶尖7、8的连线与丝杠3的轴线平行；所述 的调整系统21包括通过丝杠3安装在导轨2上并位于基座1与顶尖座6之间的滑座14，以 及滑座14上安装的滑块16、步进电机18和安装在滑块16上的旋转伺服电机10构成，所 述步进电机18通过另一个轴线与顶尖7、8的连线相垂直的丝杠20与滑块16相连接，所述 伺服电机10通过旋转组件19与测量系统22相连接，通过步进电机5带动与其连接丝杠3 带动滑座14可以实现调节系统21和测量系统22在平行顶尖轴线方向上的移动，步进电机 18通过与其连接的丝杠20带动滑块16可以实现测量系统22在垂直于顶尖7、8连线方向 移动，通过旋转伺服电机10带动旋转组件19可以实现测量系统22的转动，且旋转轴线与 顶尖7、8的轴线垂直；所述成像装置22包括柯勒照明光源12和与其位于同一光轴线的视 觉测头13组成，且柯勒照明光源12和视觉测头13分别位于顶尖7、8连线的两侧，所述的 视觉测头由长工作距显微物镜和工业CXD光学成像系统组成并与计算机相连。使用本实用新型进行测量时，先将待测锥螺纹安装在顶尖上，移动调整系统至待 测位置，然后移动调整系统内的滑块，使测量系统对准锥螺纹一侧，根据锥螺纹的螺旋升角 转动测量系统，转动锥螺纹直至在出现一个完整的锥螺纹牙型，对此时的位置进行计数，然 后移到滑块至锥螺纹的另一侧，转动锥螺纹直至在出现一个完整的锥螺纹牙型，对此时的 位置进行计数，根据两次的数值，计算机系统便可以实现锥螺纹指标的测量。使用本实用新型对一螺纹环规的中径进行测量，锥螺纹的牙型角60°、螺距 1.814mm、锥度为1 16。所测定截面高度为8. 611mm处，螺纹升角1. 3169°，中径基本值 25. 109mm，最终测得值为18. 8548mm，误差为1. 3 μ m，效率大大提高，误差也控制在很小的 范围内。
权利要求一种锥螺纹测量仪，其特征是，仪器包括基座(1)，导轨(2)，丝杠(3)，顶尖(7，8)，调整系统(21)及测量系统(22)组成，导轨(2)与丝杠(3)安装在基座(1)上并且导轨(2)的平面与丝杠(3)的轴线相平行，导轨(1)上还安装有一步进电机(5)并与丝杠(3)相连接，顶尖(8)安装在基座上，另一个顶尖(7)通过顶尖座(6)安装在导轨(2)上并可以沿导轨(2)进行移动，顶尖(7，8)的连线与丝杠(3)的轴线平行；所述的调整系统(21)包括通过丝杠(3)安装在导轨(2)上并位于基座(1)与顶尖座(6)之间的滑座(14)，以及滑座(14)上安装的滑块(16)、步进电机(18)和安装在滑块(16)上的旋转伺服电机(10)构成，所述步进电机(18)通过另一个轴线与顶尖(7，8)的连线相垂直的丝杠(20)与滑块(16)相连接，所述伺服电机(10)通过旋转组件(19)与测量系统(22)相连接，通过步进电机(5)带动与其连接丝杠(3)带动滑座(14)可以实现调节系统(21)和测量系统(22)在平行顶尖轴线方向上的移动，步进电机(18)通过与其连接的丝杠(20)带动滑块(16)可以实现测量系统(22)在垂直于顶尖(7，8)连线方向移动，通过旋转伺服电机(10)带动旋转组件(19)可以实现测量系统(22)的转动，且旋转轴线与顶尖(7，8)的轴线垂直；所述成像装置(22)包括柯勒照明光源(12)和与其位于同一光轴线的视觉测头(13)组成，且柯勒照明光源(12)和视觉测头(13)分别位于顶尖(7，8)连线的两侧，所述的视觉测头由长工作距显微物镜和工业CCD光学成像系统组成并与计算机相连。
2.如权利要求1所述的锥螺纹测量仪，其特征是，所述的导轨(2)和滑座(14)上设有 光栅(11，15)。
3.如权利要求1所述的锥螺纹测量仪，其特征是，所述的顶尖座(6)上安装有锁紧装置⑷。
专利摘要本实用新型属于一种锥螺纹测量仪。本实用新型包括基座，导轨，丝杠，顶尖，调整系统及测量系统组成，导轨与丝杠安装在基座上，一个顶尖安装在基座上，另一个顶尖通过顶尖座安装在导轨上且顶尖的连线与丝杠的轴线平行；所述的调整系统包括通过丝杠安装在导轨的滑座、滑块、步进电机和旋转伺服电机构成，本仪器通过旋转丝杠带动滑座、步进电机带动滑块以及旋转伺服电机带动旋转组件可以实现测量系统的位移和转动而完成测量调整，测量系统包括柯勒照明光源和视觉测头并与计算机相联接，实现测量过程的自动化。本实用新型具有可定量测量，误差小，效率高，自动化程度高等优点，可广泛用于锥螺纹各项指标的测量中。
文档编号G01B11/08GK201772865SQ20102019696
公开日2011年3月23日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者于忠学, 刘国栋, 张世林, 李刚, 王德辉, 雷云莲 申请人:哈尔滨东安发动机(集团)有限公司