一种钢球表面粗糙度筛选装置及其使用方法与流程

本发明是一种钢球表面粗糙度筛选装置及其使用方法，属于钢球表面粗糙度检测技术领域。

背景技术：

钢球根据生产加工工艺分为研磨钢球，锻造钢球，铸造钢球。根据加工材料分为轴承钢球，不锈钢球，碳钢球，铜轴承钢球球·合金球等。其中轴承钢球为工业的重要基础零部件，合金钢球是以碳、铬、锰、钼等为主要添加金属元素，并通过锻打、旋压、轧制和铸造等方式生成的一种球状形铁合金耐磨体，它是当今粉碎工业矿山用球，水泥用球等最重要组成部分。

现有技术中，钢球表面粗糙度检测常用电子检测仪进行检测，但电子检测仪本身会受制于外部环境对传感器的干扰，以及电子元件精度的影响，检测时会受环形影响造成较大的误差，现在急需一种钢球表面粗糙度筛选装置来解决上述出现的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种钢球表面粗糙度筛选装置，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明结构合理，利用光线折射原理对钢球表面粗糙度进行放大，准确地对细微的粗糙凸起进行检测。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种钢球表面粗糙度筛选装置，包括用于放置钢球的基座，所述基座内侧设有用于光线反射的锥形镜面，所述基座后侧设有垂直的支架，所述支架上安装有激光灯头，所述支架上安装有用于光线折射的凸透镜，所述凸透镜的一个焦点位置设置有光线接收传感器。

进一步地，所述激光灯头的发射光线与锥形镜面底部相交，所述激光灯头的发射光线与锥形镜面母线的夹角为15°。

进一步地，所述锥形镜面圆锥角度为60°。

进一步地，所述凸透镜与水平方向的夹角为15°。

进一步地，所述锥形镜面、光线接收传感器、激光灯头、凸透镜和光线接收传感器的几何中心点在同一垂直面内。

进一步地，还包括自动提示机构，它包括单片机和声光提示器，所述光线接收传感器的输出端与单片机连接，所述单片机的输出端与声光提示器连接。

进一步地，本发明的一种钢球表面粗糙度筛选装置的使用方法，包括以下步骤：

a、基座放置在水平面上，清理锥形镜面表面，确保镜面上没有明显污渍和划痕；

b、需要测试的钢球表面清理干净；

c、钢球放置在锥形镜面内侧，并保持静止；

d、激光灯头通电；激光灯头发出的光线照射在钢球表面，并沿钢球被照射点的钢球切面反射至锥形镜面，然后沿锥形镜面继续反射并投射至凸透镜；

e、由于几何原理，当钢球表面足够圆滑，光线入射角度与该被照射点的钢球切面呈60°夹角，投射至锥形镜面的入射光线夹角为45°，继续投射至凸透镜的入射光线与垂直方向夹角为15°，且光线不论钢球规格大小始终与凸透镜垂直；根据凸透镜的光线折射特点，垂直于凸透镜的入射光线经过凸透镜后会经过其焦点，由此光线会被光线接收传感器接收；

e1、此时光线接收传感器将信号传输至单片机，通过单片机控制声光提示器工作，表示钢球表面光滑度良好；

f、当钢球表面的粗糙度达到一定值，参照步骤e和e1，光线不再垂直射入凸透镜，因而光线也无法经过凸透镜的焦点，光线接收传感器接收不到光线信号，声光提示器也不会工作，表示钢球表面光滑度不达标。

本发明的有益效果：

1、本发明的锥形镜面的加入，利用光线折射原理，折射次数越多、折射距离越长，折射光线的偏量越大的特点，对钢球表面的凸起情况进行放大，能够准确检测钢球表面细微的凹凸痕；

2、本发明的支架上安装有用于光线折射的凸透镜，凸透镜的一个焦点位置设置有光线接收传感器；根据凸透镜的光线折射特点，垂直于凸透镜的入射光线经过凸透镜后会经过其焦点，由此光线会被光线接收传感器接收，以此来推断钢球折射光线的偏量，进而推断钢球表面是否平整；

3、本发明自动提示机构的加入，用于提示光线接收传感器是否接受到折射光线，进而推断出钢球表面的平滑度是否合格。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种钢球表面粗糙度筛选装置的结构示意图；

图2为本发明一种钢球表面粗糙度筛选装置的光路原理图；

图3为本发明一种钢球表面粗糙度筛选装置中自动提示机构的连接原理图；

图中：1基座、2锥形镜面、3支架、4声光提示器、5光线接收传感器、6激光灯头、7凸透镜。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1-图3，本发明提供一种技术方案：一种钢球表面粗糙度筛选装置，包括用于放置钢球的基座1，基座1内侧设有用于光线反射的锥形镜面2，基座1后侧设有垂直的支架3，支架3上安装有激光灯头6，支架3上安装有用于光线折射的凸透镜7，凸透镜7的一个焦点位置设置有光线接收传感器5，解决了以往的钢球表面粗糙度不能够精准的进行检测筛选的问题。

具体工作原理：基座1放置在水平面上，清理锥形镜面2表面，确保镜面上没有明显污渍和划痕；需要测试的钢球表面清理干净；钢球放置在锥形镜面2内侧；然后激光灯头6通电，激光灯头6发出的光线照射在钢球表面，并沿钢球被照射点的钢球切面反射至锥形镜面2，然后沿锥形镜面2继续反射并投射至凸透镜7；利用光线折射原理，折射次数越多、折射距离越长，折射光线的偏量越大的特点，对钢球表面的凸起情况进行放大，能够准确检测钢球表面细微的凹凸痕。

本发明的激光灯头6的发射光线与锥形镜面2底部相交，激光灯头6的发射光线与锥形镜面2母线的夹角为15°，保证光线斜射在钢球表面后，能够反射至锥形镜面2，并最终能够投射至凸透镜7。

本发明的锥形镜面2的加入，利用光线折射原理，折射次数越多、折射距离越长，折射光线的偏量越大的特点，对钢球表面的凸起情况进行放大，能够准确检测钢球表面细微的凹凸痕。

本发明的锥形镜面2、光线接收传感器5、激光灯头6、凸透镜7和光线接收传感器5的几何中心点在同一垂直面内，保证光线沿同一垂直面内投射。

本发明还包括自动提示机构，它包括单片机和声光提示器4，光线接收传感器5的输出端与单片机连接，单片机的输出端与声光提示器4连接，用于提示是否接受到折射光线，进而推断出钢球表面的平滑度是否合格。

本发明的一种钢球表面粗糙度筛选装置提供一种使用方法，包括以下步骤：

a、基座1放置在水平面上，清理锥形镜面2表面，确保镜面上没有明显污渍和划痕；

b、需要测试的钢球表面清理干净；

c、钢球放置在锥形镜面2内侧，并保持静止；

d、激光灯头6通电；激光灯头6发出的光线照射在钢球表面，并沿钢球被照射点的钢球切面反射至锥形镜面2，然后沿锥形镜面2继续反射并投射至凸透镜7；

e、请参照图2，由于几何原理，当钢球表面足够圆滑，光线入射角度与该被照射点的钢球切面呈60°夹角，投射至锥形镜面2的入射光线夹角为45°，继续投射至凸透镜7的入射光线与垂直方向夹角为15°，且光线不论钢球规格大小始终与凸透镜7垂直；根据凸透镜7的光线折射特点，垂直于凸透镜7的入射光线经过凸透镜7后会经过其焦点，由此光线会被光线接收传感器5接收；

e1、此时光线接收传感器5将信号传输至单片机，通过单片机控制声光提示器4工作，表示钢球表面光滑度良好；

f、当钢球表面的粗糙度达到一定值，参照步骤e和e1，光线不再垂直射入凸透镜7，因而光线也无法经过凸透镜7的焦点，光线接收传感器5接收不到光线信号，声光提示器4也不会工作，表示钢球表面光滑度不达标。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。