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非接触式键槽解决方案:DSMY系列光学轴测量机采用白光探头对键槽尺寸进行复合检测。

2026年9月3日
Dilama
  • 解决方案

键槽.jpg

一、行业背景和测量挑战

键槽轴通过键与键之间的配合传递扭矩并固定旋转位置——这是电机轴、传动轴、齿轮轴和其他旋转机械中最常见的连接方式。键槽的宽度、深度、高度和位置精度决定了键的受力方式以及驱动装置的运转平稳性:键槽过浅,键无法正确就位;键槽过深,键会在槽内晃动,产生振动和噪音。由于键槽凹陷在轴表面,因此光学检测和人工检测都难以对其进行有效检测。整个行业普遍存在以下三个问题:

键槽底板被隐藏起来,因此无法可靠地测量深度。

两侧侧壁阻挡了槽口底部。背光轮廓测量只能捕捉到槽口的轮廓——真实的地面轮廓及其拐角半径永远不会出现在图像中,因此每次深度读数都存在误差。超出公差的深度通常要到装配阶段才会显现出来,表现为机器振动、噪音,甚至键槽断裂。

深度是通过量规进行手工抽查的,因此一致性较差。

深度通常使用深度卡尺和量规销等工具手动测量:凭手感对齐,目测读数。测量结果会因操作人员和批次而异,因此只有抽检才是切实可行的。由于每个零件的生产周期长达数分钟,手动测量无法跟上生产速度,个别超出公差范围的零件就会漏检。

各项特征分别用不同的量规逐一测量,基准面会发生偏移。

宽度、深度、高度和位置分别由不同的量规和工位负责测量。每次重新夹紧和每次机器间的移动都会累积重复定位误差;对于公差要求极高的键槽而言,仅此一项就可能消耗掉几乎全部的公差预算。最终,测量数据散落在纸质记录中,无法追溯到特定的零件或批次。

二、解决方案: DSMY系列光学轴测量机(集成白光探头)

DSMY系列产品通过复合传感器配置解决了键槽底部隐藏、抽样检测和测量分散这三大难题:双远心光学系统、2500万像素面扫描相机和白光探头。白光探头与光学系统在同一坐标系中进行了精确的协同校准。工件旋转时,系统同时记录旋转角度和半径值,并生成键槽的极坐标轮廓。通过单次夹紧,即可完全非接触式地测量键槽的宽度、深度和高度。该系列产品的三项功能分别对应这三大难题:白光探头能够显示键槽底部;面扫描相机将抽样检测转化为100%检测;单次夹紧配合软件操作,无需工位间的旋转即可完成数据采集。

白光探头复合测量——地板不再隐藏;一次测量即可获得宽度、深度和高度。

与光学系统精确同步校准的白光探头,在工件旋转的同时同步记录旋转角度和半径值,生成键槽极坐标,并直接读取宽度、深度和高度。这取代了使用手持量规和离线三坐标测量机进行旋转测量的方法——而且无需接触槽壁或在表面上留下任何痕迹。

25-百万像素面扫描相机——几秒钟内即可完成全面检测,可对零件进行重复检测。

26-双远心成像技术不会产生透视畸变。相机单次旋转即可扫描超过 1000 个独立圆,并在数秒内完成键槽测量,同时还能测量轴径、轴承轴颈和端面。该技术采用 0.0001 毫米的分辨率,无需插值即可保持点密度一致,因此测量结果不受操作人员或批次的影响。100% 全检取代了抽检。

一次夹紧加上 Haycise 数据循环——所有特征都在同一坐标系中,并且数据可追溯。

键槽、外径和轴承座均在同一坐标系下进行一次夹紧测量,避免了因机器间移动而导致的重复定位误差。花岗岩机床底座配备自动温度补偿功能,确保在实际生产环境中测量结果的稳定性。Haycise计量软件通过0.1μm级亚像素边缘提取,保证了边缘判断的一致性,并具备防篡改自动存档功能,支持SPC分析和MES/Q-DAS集成,可导出PDF、dfq和CSV格式报告,满足工厂审核和可追溯性要求。

三、实施结果

精确无损检测

白光探头在工件旋转时采用极坐标扫描,因此键槽底部不再被槽壁遮挡。宽度、深度和高度一次即可完成测量,完全非接触;键槽和外径基准点位于同一坐标系中,测量结果可重复且可追溯。

检查效率提升

只需一次夹紧和几秒钟,即可取代以往在卡尺、深度规、量规销和三坐标测量机 (CMM) 间来回旋转的多工位操作——单件检测时间从几分钟缩短到几秒钟。切换无需重新设置夹具:扫描代码,一键即可切换匹配程序。它既适用于多品种小批量生产,也适用于整批检测。

数字质量管理和可追溯性

测量数据自动存档,具有防篡改保护功能,支持 SPC 过程分析和 MES/Q-DAS 集成,构建完整的、可追溯的质量控制账簿,满足高端客户的工厂审核要求——从测量到过程反馈形成闭环。

四、行业应用

典型应用包括:

· 电机轴:工业和新能源汽车电机轴的键槽和外径基准检查

· 汽车传动轴:变速器和驱动桥轴的键槽检查,可选配花键销验证

· 齿轮轴和联轴器:变速箱轴截面和联轴器轮毂孔的键配合特征测量

· 液压系统、泵和阀门:液压泵和阀轴上的键槽和轴颈测量

· 机床和通用机械:键槽轴(如主轴和丝杠)的质量检验

常见问题解答 (FAQ)

问:DSMY系列可以测量多大尺寸的键槽轴?

答:测量范围取决于型号:紧凑型 DSMY203 的测量范围为 220 × 30 毫米,而该系列产品的最大测量长度可达 4,000 毫米,最大直径可达 280 毫米。可提供定制尺寸,从微型电机轴到重型驱动轴均可适用。

问:没有中心孔的键槽轴如何夹紧?

答:支持中心夹紧,可选配三爪卡盘、磁性夹具、组合顶尖和自动尾座。对于无中心孔的不规则端面,可使用成型顶尖进行夹持,扫描条形码即可自动调用相应的测量程序。

问:我们在多品种、小批量生产中频繁换线。检验会减慢生产线速度吗?

答:不需要。切换程序无需重新设置夹具或重新编程——条形码、二维码或RFID标签会自动匹配测量程序,只需轻触一下即可切换。该机器适用于灵活、多品种的小批量生产,并可与自动上下料系统连接。

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