一种拉丝模具同心度测量装置及测量方法与流程

本发明涉及拉丝模具测量、光学测量以及电磁测量领域，尤其涉及一种拉丝模具同心度测量装置及测量方法。

背景技术：

1、国内外缺乏测量拉丝模具外套与模孔同心度的方法以及装置，随着电子设备、电线电缆等行业的发展拉丝模具模孔的尺寸越来越小，最小可达20微米以下，拉丝模具的同心度直接影响拉丝过程中的稳定性和一致性，因此检测拉丝模具的同心度尤为重要。普通的同心测量仪一般由可移动支架、百分表以及百分表支架等部件构成。此类装置需要表针与被测物直接接触测量，拉丝模具内孔最小可达20微米以下，然而普通同心测量仪无法对模孔较小的拉丝模具进行有效测量；通过光学高倍镜放大无法同时看到模孔与外套，切换不同光学倍镜以及光学投影仪效率低且测量结果受结构稳定性影响较大。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种拉丝模具同心度测量装置及测量方法，解决因拉丝模具内孔最小可达20微米以下，现有装置存在不能测量、精度较差以及效率不高的问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种拉丝模具同心度测量装置，包括：主架结构以及设置于所述主架结构上的光源镜头、电磁感应测量平台以及测量镜头，所述电磁感应测量平台上放置有待测量的拉丝模具，所述电磁感应测量平台用于承载所述拉丝模具并测量所述拉丝模具外套中心点的位置坐标；

3、所述测量镜头、所述电磁感应测量平台以及所述光源镜头由高到低依次设置，所述光源镜头用于发射光斑，所述光斑经由位于所述电磁感应测量平台上的所述拉丝模具的模孔进入所述光源镜头内，所述光源镜头用于放大所述光斑并在所述测量镜头上的图像传感器内成像。

4、本发明的有益效果是：主架结构用于固定连接各个部件，为各个部件提供了安装基础，稳定性更高；通过电磁感应测量平台承载拉丝模具并测量拉丝模具外套中心的位置坐标；光源镜头用于发射光斑，测量镜头用于放大光斑并在测量镜头上的图像传感器内成像。整体装置并无运动部件，系统结构强度高，保证了测量精度且成本较低；不需要对测量人员进行培训，将模具放到指定区域就可以测量，操作简单。采用光学测量系统和电磁感应系统配合实现对拉丝模具同心度的高效测量。

5、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

6、进一步，所述电磁感应测量平台包括：模具载台、传感器固定支架以及传感器，在所述模具载台上沿对角线分别设置有四个所述传感器，沿同一所述对角线设置的两个所述传感器相对设置，相邻所述传感器之间的夹角为90°，所述传感器通过所述传感器固定支架安装于所述模具载台上。

7、采用上述进一步方案的有益效果是：通过传感器精确采集传感器探头到拉丝模具外套的距离，传感器响应速度快，2-3秒即可计算出测量结果，测量效率高；采用四个传感器分别测量距离拉丝模外套的距离，相邻设置的两个传感器之间夹角为90°，这种布局确保测量结果的准确性，从而提高整个测量系统的稳定性和可靠性；传感器固定支架为传感器提供了安装基础，使得传感器的安装和拆卸变得简单快捷。

8、进一步，所述传感器为电涡流传感器。

9、采用上述进一步方案的有益效果是：采用电涡流传感器精确采集到传感器探头到拉丝模具外套的距离，测量精度高。

10、进一步，所述电涡流传感器之间的所述模具载台上用于放置所述拉丝模具；

11、所述传感器固定支架带动所述电涡流传感器靠近或背离所述拉丝模具移动。

12、采用上述进一步方案的有益效果是：拉丝模具的设置位置限定在电涡流传感器之间的一个可调范围内，进一步提高了测量效率；传感器固定支架的设置实现了电涡流传感器的距离可调，使得电磁感应测量平台能够根据不同尺寸和规格的拉丝模具，适应性调整电涡流传感器的位置，提高了测量的通用性和适用性。

13、还公开了一种拉丝模具同心度测量方法，使用上述拉丝模具同心度测量装置，拉丝模具同心度测量方法包括：

14、将拉丝模具放入电磁感应测量平台，通过电涡流传感器测量距离所述拉丝模具外表面的距离值；

15、基于各所述电涡流传感器中心点的位置坐标计算一对所述电涡流传感器之间距离中点的位置坐标，得到两个所述中点的位置坐标；

16、分别过所述中点依次做参考辅助线，基于两个所述中点的位置坐标计算两条所述参考辅助线交点的位置坐标，所述交点即为所述拉丝模具外套的中心点；

17、光源镜头发射出光斑，所述光斑通过所述拉丝模具的模孔在测量镜头内成像，成像的中心点即为所述拉丝模具模孔的中心点，并计算所述拉丝模具模孔的所述中心点的位置坐标；

18、基于所述拉丝模具外套的所述中心点的位置坐标以及所述拉丝模具模孔的所述中心点的位置坐标计算所述拉丝模具的同心度。

19、采用上述进一步方案的有益效果是：采用电涡流传感器，基于电涡流效应可精确计算出外套中心相对于电磁感应测量平台的坐标位置，再利用高倍光学显微镜对模孔成像，从而得到模孔中心相对于电磁感应测量平台的坐标位置，然后通过公式对两组坐标进行解算；从而迅速计算出同心度，实现秒测，应用于拉丝模具测量领域很好解决了现有技术短板；能够实现对模孔较小的拉丝模具同心度的测量，基于传感器的快速响应，2-3秒即可计算出测量结果，测量效率高；测量精度高，具体能达到±1.5微米，测量操作简单，可用于批量自动化测量。

20、进一步，在放入所述拉丝模具之前，还需要关于所述电磁感应测量平台建立平面直角坐标系，确定各所述电涡流传感器中心点的位置坐标。

21、采用上述进一步方案的有益效果是：通过建立平面直角坐标系，并将各电涡流传感器的中心点精确定位在坐标系上，可以确保测量过程的标准化和精确性，有助于减少因人为操作或设备误差而导致的测量偏差，提高测量的准确性和可靠性；4个电涡流传感器互相垂直摆放，并使得每个传感器与坐标系夹角都为45°，可以简化后续的计算过程；标准化的测量方式和简化的计算过程使得整个测量过程更加高效，从而缩短测量周期。进一步，建立所述平面直角坐标系之前，还需对坐标系原点进行校准，所述坐标系原点的校准方法包括：

22、将校准量棒端面向上放入所述电磁感应测量平台中，直至在所述测量镜头的图像传感器内成像，计算成像中心点的位置坐标；

23、通过所述电涡流传感器分别测量距离所述校准量棒外表面的测量值，基于所述测量值计算所述校准量棒端面中点的位置坐标；

24、基于所述校准量棒端面中点的位置坐标以及电磁感应测量系统的坐标系原点位置得到偏移计算结果，在光学测量系统中依据所述偏移计算结果以及所述成像中心点的位置坐标得到所述光学测量系统的坐标系原点，即完成所述坐标系原点的校准。

25、采用上述进一步方案的有益效果是：通过对坐标系原点进行校准，可以将电磁感应测量系统和光学测量系统相关联，从而消除因系统间偏差而导致的测量误差，也确保了后续测量结果的客观性和准确性；本方法结合了电磁感应测量和光学测量的优势，两种测量系统之间配合实现对拉丝模具同心度的测量。通过定期校准和验证，可以确保测量装置长期保持高精度和可靠性。

26、进一步，所述将拉丝模具放入电磁感应测量平台，通过电涡流传感器测量距离所述拉丝模具外表面的距离值的步骤中：

27、将所述拉丝模具放置于所述电磁感应测量平台上四个所述电涡流传感器之间，所述拉丝模具分别与每个所述电涡流传感器间隔设置，并测得每个所述电涡流传感器的中心点到所述拉丝模具外表面之间的距离值。

28、采用上述进一步方案的有益效果是：拉丝模具在电磁感应测量平台上的具体设置位置并不限定，无需进行初始定位，从而省去了定位步骤和工序时间，拉丝模具不与传感器接触，实现了非接触式测量，避免了因接触而产生的摩擦和磨损，延长了测量设备和模具的使用寿命；基于电涡流传感器实现对距离值的测量，且测量过程高效、准确，因此可以降低测量成本，提高经济效益。

29、进一步，所述分别过所述中点依次做参考辅助线，基于两个所述中点的位置坐标计算两条所述参考辅助线交点的位置坐标，所述交点即为所述拉丝模具外套的中心点的步骤包括：

30、过所述中点依次做相对设置的一对所述电涡流传感器的平行线，得到两条所述平行线；

31、基于两个所述中点的位置坐标计算两条所述平行线交点的位置坐标。

32、采用上述进一步方案的有益效果是：通过过中点做平行线并求交点的方式，可以精确地确定拉丝模具外套的中心点位置，通过自动化测量和计算过程，可以快速得出拉丝模具外套的中心点位置坐标，提高测量效率，缩短测量周期；无需使用复杂的测量设备和工具，只需要电涡流传感器即可实现高精度测量，降低了测量成本。

33、进一步，所述拉丝模具的同心度的计算公式为：

34、

35、式中，为所述拉丝模具模孔中心点的横坐标，为所述拉丝模具外套中心点的横坐标，为所述拉丝模具模孔中心点的纵坐标，为所述拉丝模具外套中心点的纵坐标。

36、采用上述进一步方案的有益效果是：通过实现电磁感应测量系统与光学测量系统坐标系原点的校准，可以确保两个测量系统在同一坐标系内进行测量，从而实现在同一坐标系中，直接使用公式计算拉丝模具的同心度，无需进行复杂的坐标转换或数据修正，简化了计算过程，提高了工作效率；实现对模孔较小的拉丝模具同心度的测量，测量操作简单，可用于批量自动化测量。