一種用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具，其包括：工具本體；用于與所述塑料零件表面接觸的主滾輪；用于與所述塑料零件表面接觸并與所述主滾輪間隔開(kāi)的輔助滾輪；與所述主滾輪同軸且固定連接的編碼器，其隨著所述主滾輪的旋轉(zhuǎn)而輸出相應(yīng)的脈沖信號(hào)；設(shè)置在所述工具本體上并與所述編碼器連接的單片機(jī)，其接收所述脈沖信號(hào)以將該脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為實(shí)際測(cè)量尺寸，并將該實(shí)際測(cè)量尺寸與預(yù)設(shè)的理論測(cè)量尺寸對(duì)比以獲得所述塑料零件的收縮率；以及設(shè)置在所述工具本體上并與所述單片機(jī)連接的顯示器。本發(fā)明在提高測(cè)量精度的同時(shí)還具有重量輕，便于攜帶，不受空間地域影響等優(yōu)點(diǎn)，適用于各類(lèi)人群在各種環(huán)境下使用。
【專利說(shuō)明】一種用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具。

【背景技術(shù)】
[0002]在汽車(chē)行業(yè)中，外飾件特別是保險(xiǎn)杠類(lèi)零件，給客戶第一感覺(jué)尤為重要，故在整車(chē)匹配中要求非常高。在這類(lèi)塑料零件的注塑過(guò)程中，因?yàn)闇囟?、壓力等環(huán)境變化，零件產(chǎn)品的形狀和尺寸也會(huì)變化，為了定義這種變化，業(yè)內(nèi)定義塑料制件在成型溫度下尺寸與從模具中取出冷卻至室溫后尺寸之差的百分比即為塑料零件收縮率，從而反映出塑料制件從模具中取出冷卻后尺寸縮減的程度。影響塑料收縮率的因素包括:塑料品種、成型條件、模具結(jié)構(gòu)等。不同的高分子材料的收縮率各不相同；且塑料的收縮率還與塑件的形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、是否有嵌件等有很大的關(guān)系。
[0003]目前，零件尺寸的測(cè)量工具通常為常規(guī)的直尺(卷尺)，電子稱等，然而這類(lèi)常規(guī)工具測(cè)量出的數(shù)據(jù)存在誤差。例如:
[0004]卷尺測(cè)量法:由于卷尺韌性過(guò)強(qiáng)，不能100%貼合塑料產(chǎn)品上的曲面，而產(chǎn)品面曲率大小不一，因此有很大的人為因素和精度誤差影響；同時(shí)卷尺僅能測(cè)曲面上的直線，遇到拋物線等，則測(cè)量誤差更大，因此測(cè)量數(shù)值無(wú)法反映實(shí)際值；
[0005]電子稱測(cè)量法:通過(guò)查表法得出塑料材料的理論密度參數(shù)，再乘以理論塑料產(chǎn)品體積，得出理論塑料件的重量；使用電子稱稱出實(shí)際塑料零件的重量，理論重量與實(shí)際重量之比即為尺寸收縮率，該方法非常不精確，因此僅能作為參考。
[0006]為此，越來(lái)越多的廠商通過(guò)投入大量人力、物力成本等采購(gòu)CMM(CoordinateMeasuring Machining)測(cè)量?jī)x器，以用于測(cè)量產(chǎn)品的尺寸(CMM測(cè)量?jī)x器，即三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，它是指在一個(gè)六面體的空間范圍內(nèi)，能夠表現(xiàn)幾何形狀、長(zhǎng)度及圓周分度等測(cè)量能力的儀器，又稱為三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)量床；三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x可定義為“一種具有可作三個(gè)方向移動(dòng)的探測(cè)器，可在三個(gè)相互垂直的導(dǎo)軌上移動(dòng)，此探測(cè)器以接觸或非接觸等方式傳送訊號(hào)，三個(gè)軸的位移測(cè)量系統(tǒng)(如光學(xué)尺)經(jīng)數(shù)據(jù)處理器或計(jì)算機(jī)等計(jì)算出工件的各點(diǎn)坐標(biāo)(X、Y、Z)及各項(xiàng)功能測(cè)量的儀器”;三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的測(cè)量功能應(yīng)包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等)。
[0007]CMM測(cè)量方法是將被測(cè)塑料零件放在工作臺(tái)上，使用CMM測(cè)量?jī)x器上的光電感應(yīng)元件掃出被測(cè)零件的實(shí)際尺寸形狀輸入計(jì)算機(jī)，再通過(guò)電腦將實(shí)際的物體與電腦里的標(biāo)準(zhǔn)3D塑料零件比對(duì)，計(jì)算出塑料產(chǎn)品尺寸偏差，通過(guò)這種方法獲取的數(shù)據(jù)的可信度很高。
[0008]然而，CMM測(cè)量?jī)x器的投入成本和后期維護(hù)成本異常昂貴，一臺(tái)CMM設(shè)備價(jià)值約100多萬(wàn)，且需要專業(yè)操作人員經(jīng)過(guò)嚴(yán)格培訓(xùn)后方能操作；同時(shí)，由于這種設(shè)備為固定形式，因此受場(chǎng)地空間影響大，需要無(wú)塵房間、恒定的溫度和濕度環(huán)境。另外，由于每臺(tái)CMM測(cè)量?jī)x器一次只能測(cè)量一件塑料產(chǎn)品的收縮程度，而對(duì)于同步開(kāi)發(fā)很多項(xiàng)目的廠商來(lái)說(shuō)，時(shí)時(shí)刻刻需要快速得出每個(gè)開(kāi)發(fā)中的塑料產(chǎn)品的收縮程度，因此，顯然I臺(tái)CMM測(cè)量?jī)x器的產(chǎn)能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具，以便于工程技術(shù)人員可以隨時(shí)隨地在各個(gè)場(chǎng)合，快速、有效地測(cè)量生產(chǎn)出的塑料零件的收縮率。
[0010]本發(fā)明所述的一種用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具，其特征在于，所述測(cè)量工具包括:
[0011]工具本體；
[0012]用于與所述塑料零件表面接觸的主滾輪，其可繞設(shè)置在所述工具本體上的第一轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)地與所述工具本體相連；
[0013]用于與所述塑料零件表面接觸并與所述主滾輪間隔開(kāi)的輔助滾輪，其可繞設(shè)置在所述工具本體上的第二轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)地與所述工具本體相連；
[0014]與所述主滾輪同軸且固定連接的編碼器，其隨著所述主滾輪的旋轉(zhuǎn)而輸出相應(yīng)的脈沖信號(hào)；
[0015]設(shè)置在所述工具本體上并與所述編碼器連接的單片機(jī)，其接收所述脈沖信號(hào)以將該脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為實(shí)際測(cè)量尺寸，并將該實(shí)際測(cè)量尺寸與預(yù)設(shè)的理論測(cè)量尺寸對(duì)比以獲得所述塑料零件的收縮率；以及
[0016]設(shè)置在所述工具本體上并與所述單片機(jī)連接的顯示器，其接收并顯示所述收縮率。
[0017]在上述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具中，所述測(cè)量工具還包括:連接在所述第一轉(zhuǎn)軸的一端并用于指向所述塑料零件表面的指針。
[0018]在上述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具中，所述測(cè)量工具還包括:設(shè)置在所述工具本體上并與所述單片機(jī)連接的清零/停止按鈕。
[0019]在上述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具中，所述測(cè)量工具還包括:設(shè)置在所述工具本體上并與所述單片機(jī)連接的供電電源。
[0020]在上述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具中，所述測(cè)量工具還包括:設(shè)置在所述工具本體上并連接在所述供電電源與單片機(jī)之間的電源開(kāi)關(guān)。
[0021 ] 在上述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具中，所述供電電源為電池。
[0022]在上述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具中，所述測(cè)量工具還包括:與所述工具本體連接的手柄。
[0023]在上述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具中，所述工具本體、主滾輪以及輔助滾輪由鋁合金制成。
[0024]在上述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具中，所述工具本體、主滾輪以及輔助滾輪由碳纖維制成。
[0025]在上述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具中，所述顯示器為液晶顯示屏。
[0026]由于采用了上述的技術(shù)解決方案，本發(fā)明與現(xiàn)有的卷尺測(cè)量法相比，在使用時(shí)可在塑料件上線滾動(dòng)，而不受塑料產(chǎn)品面曲率影響，且由于采用的是滾動(dòng)測(cè)量，與產(chǎn)品始終點(diǎn)接觸，因此無(wú)論產(chǎn)品具有怎樣的曲線，均不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果；另外，本發(fā)明與現(xiàn)有的CMM測(cè)量法相比，由于僅采用一套主滾輪測(cè)量曲面尺寸(滾動(dòng)的圈數(shù)即為實(shí)際的測(cè)量數(shù)據(jù))，同時(shí)采用輔助滾輪定位，并結(jié)合編碼器、單片機(jī)和顯示器，確保被測(cè)零件的定位以及測(cè)量讀數(shù)的準(zhǔn)確性，因此在提高測(cè)量精度的同時(shí)還具有重量輕，便于攜帶，不受空間地域影響等優(yōu)點(diǎn)，適用于各類(lèi)人群在各種環(huán)境下使用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明一種用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明一種用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述。
[0030]如圖1、2所示，本發(fā)明，即一種用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具，包括:
[0031]工具本體I;
[0032]用于與塑料零件表面接觸的主滾輪2，其可繞設(shè)置在工具本體I上的第一轉(zhuǎn)軸12旋轉(zhuǎn)地與工具本體I相連；
[0033]用于與塑料零件表面接觸并與主滾輪2間隔開(kāi)的輔助滾輪3，其可繞設(shè)置在工具本體I上的第二轉(zhuǎn)軸(圖中未示)旋轉(zhuǎn)地與工具本體I相連；
[0034]與主滾輪2同軸且固定連接的編碼器4，其隨著主滾輪2的旋轉(zhuǎn)而輸出相應(yīng)的脈沖信號(hào);
[0035]設(shè)置在工具本體I上并與編碼器4連接的單片機(jī)5，其接收脈沖信號(hào)以將該脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為實(shí)際測(cè)量尺寸，并將該實(shí)際測(cè)量尺寸與預(yù)設(shè)的理論測(cè)量尺寸對(duì)比以獲得塑料零件的收縮率；
[0036]設(shè)置在工具本體I上并與單片機(jī)5連接的顯示器6，其接收并顯示塑料零件的收縮率；
[0037]連接在第一轉(zhuǎn)軸12的一端并用于指向塑料零件表面的指針7 ；
[0038]設(shè)置在工具本體I上并與單片機(jī)5連接的供電電源8 ；
[0039]與工具本體I連接的手柄9 ；
[0040]設(shè)置在工具本體I上并與單片機(jī)5連接的清零/停止按鈕10 ；以及
[0041]設(shè)置在工具本體I上并連接在供電電源8與單片機(jī)5之間的電源開(kāi)關(guān)11。
[0042]在本發(fā)明中，輔助滾輪3起到了非常重要的作用，具體來(lái)說(shuō):
[0043]雖然主滾輪接觸被測(cè)物體并進(jìn)行滾動(dòng)測(cè)量，但實(shí)際測(cè)量結(jié)果僅為主滾輪相對(duì)工具本體的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，即參照物為工具本體，而并非被測(cè)物體本身；若僅設(shè)置主滾輪而不設(shè)置輔助滾輪，則由于工具本體本身與被測(cè)物體無(wú)任何接觸和約束關(guān)系，從而使得測(cè)量結(jié)果會(huì)由于工具本體與被測(cè)物體之間的角度關(guān)系的變化而變化，進(jìn)而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的失真。經(jīng)過(guò)科學(xué)計(jì)算可知，假設(shè)主滾輪的直徑為20_，在測(cè)量時(shí)，工具本體與被測(cè)物體之間的夾角每有I度的變化，則測(cè)量結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)0.18mm的失真；假設(shè)操作人員的手有+/_10度的誤差，那么此測(cè)量工具的誤差將增加至+/-1.8mm ;若按量具的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定義(即，十分之一原則)，則此測(cè)量工具的用于精度要求為+/-18mm的被測(cè)物體，這樣的測(cè)量工具使用精度過(guò)低。為此，本發(fā)明中設(shè)置了另一個(gè)與被測(cè)物體接觸的輔助滾輪，從而增加了工具本體與被測(cè)物體之間的約束力，進(jìn)而避免了上述情況的發(fā)生。
[0044]在本實(shí)施例中，顯示器6為液晶(電子)顯示屏；供電電源8為電池；工具本體1、主滾輪2以及輔助滾輪3等機(jī)械部件由鋁合金或碳纖維或其他輕型材料制成。
[0045]本發(fā)明的操作過(guò)程如下:
[0046]準(zhǔn)備工作:在用于生產(chǎn)塑料產(chǎn)品的模具上，刻上兩條長(zhǎng)度為Im的線(刻線要求:
1、刻線區(qū)域不能影響到塑料產(chǎn)品的功能和外觀；2、刻線盡可能選在較為平整面，便于后期的測(cè)量；3、刻線盡可能覆蓋產(chǎn)品最大區(qū)域，以滿足分析要求)，兩根線之間的距離設(shè)定為3mm。由于模具上的刻線，使得生產(chǎn)出來(lái)的塑料產(chǎn)品自然也會(huì)顯現(xiàn)出該刻線，而由于溫度變化等原因，實(shí)際留在塑料件上的刻線長(zhǎng)度和形狀必然會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)即可通過(guò)本發(fā)明測(cè)量留在塑料件上的刻線的實(shí)際長(zhǎng)度，并通過(guò)將實(shí)際測(cè)量的結(jié)果除以lm(即預(yù)設(shè)的理論測(cè)量尺寸)，即可量化得到塑料產(chǎn)品的收縮率。
[0047]當(dāng)完成準(zhǔn)備工作后，將被測(cè)零件擺放在工作臺(tái)面上，且被測(cè)面朝上；然后，通過(guò)電源開(kāi)關(guān)11啟動(dòng)供電電源8，此時(shí)顯示器6會(huì)亮起，系統(tǒng)初始化，并手持工具本體I上的手柄9，將工具的主滾輪2嵌入被測(cè)產(chǎn)品的兩條刻線之間(主滾輪2的厚度與兩線之間的距離相同，即，為3_)，同時(shí)將指針7對(duì)準(zhǔn)刻線的起點(diǎn)，按下清零/停止按鈕10，啟動(dòng)編碼器4 ;繼續(xù)手持工具的手柄9，緩慢沿著I米線槽推動(dòng)(測(cè)量期間務(wù)必確保:1、主滾輪2與輔助滾輪
3始終貼合在測(cè)量面上；2、主滾輪2始終在兩條刻線之間)；當(dāng)指針7的頭部對(duì)準(zhǔn)到I米刻線的終點(diǎn)時(shí)，再次按下清零/停止按鈕10，編碼器4向單片機(jī)5輸出脈沖信號(hào)(具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)編碼器4內(nèi)部的碼盤(pán)(光柵)，當(dāng)主滾輪2帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)時(shí)，光線通過(guò)碼盤(pán)打在接收器上形成脈沖信號(hào))，單片機(jī)5計(jì)算出被測(cè)零件的收縮率后，將該收縮率顯示在顯示器6上，以便于操作人員記錄數(shù)據(jù)；至此完成測(cè)量工作，當(dāng)測(cè)量工作結(jié)束，關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)11即可。
[0048]綜上所述，本發(fā)明適用于塑料零件(也適用于金屬零件)曲面上的特征線長(zhǎng)度的測(cè)量，工具的重量輕，操作簡(jiǎn)易，且測(cè)量結(jié)果為數(shù)顯形式，方便易讀；而且采用本發(fā)明能直接測(cè)量零件收縮率，而無(wú)需額外采用專用檢具或?qū)Ｓ脺y(cè)量工具測(cè)量零件尺寸，且測(cè)量結(jié)果精確，誤差??；另外，本發(fā)明還具有便捷、經(jīng)濟(jì)、快速、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
[0049]以上所述的，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的上述實(shí)施例還可以做出各種變化。即凡是依據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)的權(quán)利要求書(shū)及說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單、等效變化與修飾，皆落入本發(fā)明專利的權(quán)利要求保護(hù)范圍。本發(fā)明未詳盡描述的均為常規(guī)技術(shù)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具，其特征在于，所述測(cè)量工具包括: 工具本體； 用于與所述塑料零件表面接觸的主滾輪，其可繞設(shè)置在所述工具本體上的第一轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)地與所述工具本體相連； 用于與所述塑料零件表面接觸并與所述主滾輪間隔開(kāi)的輔助滾輪，其可繞設(shè)置在所述工具本體上的第二轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)地與所述工具本體相連； 與所述主滾輪同軸且固定連接的編碼器，其隨著所述主滾輪的旋轉(zhuǎn)而輸出相應(yīng)的脈沖信號(hào); 設(shè)置在所述工具本體上并與所述編碼器連接的單片機(jī)，其接收所述脈沖信號(hào)以將該脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為實(shí)際測(cè)量尺寸，并將該實(shí)際測(cè)量尺寸與預(yù)設(shè)的理論測(cè)量尺寸對(duì)比以獲得所述塑料零件的收縮率；以及 設(shè)置在所述工具本體上并與所述單片機(jī)連接的顯示器，其接收并顯示所述收縮率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具，其特征在于，所述測(cè)量工具還包括:連接在所述第一轉(zhuǎn)軸的一端并用于指向所述塑料零件表面的指針。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具，其特征在于，所述測(cè)量工具還包括:設(shè)置在所述工具本體上并與所述單片機(jī)連接的清零/停止按鈕。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具，其特征在于，所述測(cè)量工具還包括:設(shè)置在所述工具本體上并與所述單片機(jī)連接的供電電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具，其特征在于，所述測(cè)量工具還包括:設(shè)置在所述工具本體上并連接在所述供電電源與單片機(jī)之間的電源開(kāi)關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具，其特征在于，所述供電電源為電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具，其特征在于，所述測(cè)量工具還包括:與所述工具本體連接的手柄。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具，其特征在于，所述工具本體、主滾輪以及輔助滾輪由鋁合金制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具，其特征在于，所述工具本體、主滾輪以及輔助滾輪由碳纖維制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量塑料零件收縮率的測(cè)量工具，其特征在于，所述顯示器為液晶顯示屏。
【文檔編號(hào)】G01B11/16GK104132623SQ201410382250
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】孫瑋, 施純才, 羅軍平, 周銀雙, 王百濤, 劉艷芳 申請(qǐng)人:延鋒彼歐汽車(chē)外飾系統(tǒng)有限公司