[發(fā)明專利]一種基于自校正的深孔軸線直線度測(cè)量裝置及其測(cè)量方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010281172.2
• 申請(qǐng)日: 2010-09-14
• 公開（公告）號(hào): CN101957185A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭俊杰;邵偉;周阿維;賈天玖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/27
• 分類號(hào): G01B11/27
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 汪人和

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及深孔直線度的測(cè)量，尤其涉及一種用于深孔軸線直線度的測(cè)量裝置及其測(cè)量方法。

背景技術(shù)

直線度測(cè)量是幾何量計(jì)量領(lǐng)域最基本的項(xiàng)目，它是平面度、平行度、垂直度、同軸度等幾何量測(cè)量的基礎(chǔ)。直線度測(cè)量也是機(jī)械制造業(yè)中非常重要的內(nèi)容，與尺寸精度、圓度和粗糙度同稱為影響產(chǎn)品質(zhì)量的4大要素。深孔軸線直線度檢測(cè)是深孔類零件加工過程中的一個(gè)重要組成部分，是對(duì)深孔零件進(jìn)行質(zhì)量控制和管理的重要手段，是貫徹質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)保證。深孔軸線直線度測(cè)量對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)及產(chǎn)品的合理使用有著極其重要的意義，尤其是對(duì)于武器工業(yè)，軸線直線度是一個(gè)非常重要的指標(biāo)，它直接影響深孔類武器的命中精度。

目前，國(guó)內(nèi)外深孔軸線直線度測(cè)量采用較多的方法有：激光準(zhǔn)直法、圓度法、杠桿法等。其中激光準(zhǔn)直法，以準(zhǔn)直激光束的能量中心作為測(cè)量基準(zhǔn)，激光器發(fā)出的激光經(jīng)過準(zhǔn)直后射向可以在深孔中移動(dòng)的測(cè)量元件，測(cè)量元件感知深孔被測(cè)截面實(shí)際中心位置的變化，其上裝有的CCD可實(shí)時(shí)得到相應(yīng)的圖像，經(jīng)圖像處理后可獲得各被測(cè)截面實(shí)際的圓心位置，再經(jīng)直線度評(píng)定即可獲得深孔的軸線直線度，此方法原理簡(jiǎn)單，設(shè)備簡(jiǎn)單，精度較高，但測(cè)量對(duì)象受硬件尺寸的影響較大，對(duì)于細(xì)長(zhǎng)的深孔，此法很難實(shí)現(xiàn)。圓度法是逐次測(cè)量每一徑向固定間距截面的外圓柱面或內(nèi)圓柱面的圓度，經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到該截面的圓心位置，再進(jìn)行評(píng)定，此方法也存在對(duì)被測(cè)對(duì)象要求較高的缺點(diǎn)，且其精度較低。對(duì)于杠桿法，測(cè)量時(shí)深孔在工作臺(tái)上移動(dòng)，測(cè)量元件感知被測(cè)截面圓心位置的變化，并通過杠桿反映給千分表進(jìn)行讀數(shù)，此方法屬于近似測(cè)量，且其測(cè)量精度不高，測(cè)量設(shè)備笨重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種基于自校正的深孔軸線直線度測(cè)量裝置及其測(cè)量方法，該裝置采用激光回轉(zhuǎn)的原理，并經(jīng)過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，配合其測(cè)量方法可以方便地實(shí)現(xiàn)深孔軸線直線度校驗(yàn)工作。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的：

該種基于自校正的深孔軸線直線度測(cè)量裝置，包括筒狀的行走機(jī)構(gòu)以及設(shè)置于行走機(jī)構(gòu)前端的自定心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述行走機(jī)構(gòu)包括基座以及分別設(shè)于基座兩端的前、后輪輪轂，所述前后輪輪轂的外周緣上均勻分布有徑向向外的可調(diào)滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)，所述基座上設(shè)有一行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一行走摩擦輪和行走電機(jī)，所述行走摩擦輪通過輪軸設(shè)置在筒狀的行走機(jī)構(gòu)中部的筒壁位置并以軸向?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)向，所述行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)行走摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述行走電機(jī)的軸端設(shè)有位移編碼器，所述基座上還設(shè)有位移信息處理器，所述位移信息處理器連接有無線發(fā)送器，所述位移信息處理器還與位移編碼器連接；所述自定心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括筒狀自定心基座以及分別同軸設(shè)置在自定心基座前后兩端的盤狀自定心第二支撐座和自定心第一支撐座，所述自定心第二支撐座和自定心第一支撐座的外緣上分別均勻分布有徑向的自定心前滾動(dòng)支撐和自定心后滾動(dòng)支撐，所述自定心第一支撐座的后側(cè)中心位置設(shè)置有激光發(fā)生器，所述自定心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的后端還設(shè)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與行走機(jī)構(gòu)連接。

上述前后輪輪轂的外周緣上均勻分布設(shè)有三套可調(diào)滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)，所述可調(diào)滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)包括徑向?qū)蛲玻鰧?dǎo)向筒由底部至上口依次設(shè)有偏心軸、滑塊和回轉(zhuǎn)軸，所述回轉(zhuǎn)軸設(shè)置在滑塊上端，且回轉(zhuǎn)軸上設(shè)有伸出所述前后輪輪轂的外周緣的滾動(dòng)支撐輪；所述偏心軸軸向設(shè)置并伸出導(dǎo)向筒，偏心軸通過回轉(zhuǎn)位置的變化實(shí)現(xiàn)滑塊沿導(dǎo)向筒的移動(dòng)，安裝在徑向滑塊上端的回轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)滾動(dòng)支撐輪實(shí)現(xiàn)徑向移動(dòng)。

上述行走機(jī)構(gòu)還包括有行走電機(jī)支架、帶輪和皮帶；所述行走電機(jī)通過行走電機(jī)支架固定在基座上，所述行走電機(jī)通過帶輪和皮帶驅(qū)動(dòng)所述行走摩擦輪。

上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括帶動(dòng)架、軸承、變速?gòu)膭?dòng)齒輪、變速主動(dòng)齒輪、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)支架，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)支架固定在行走機(jī)構(gòu)的基座上，所述變速主動(dòng)齒輪設(shè)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出軸上，所述帶動(dòng)架、軸承以及變速?gòu)膭?dòng)齒輪依次同軸安裝在第一支撐座的后端，所述軸承的外圈固定在行走機(jī)構(gòu)的前輪輪轂上；所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過變速主動(dòng)齒輪、變速?gòu)膭?dòng)齒輪和帶動(dòng)架驅(qū)動(dòng)自定心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步，上述帶動(dòng)架與第一支撐座通過軸向貫穿的撥叉連接。

上述基座上方設(shè)置有一弧形的上防護(hù)罩，所述上防護(hù)罩于行走摩擦輪位置設(shè)有穿過孔。

基于以上所述的測(cè)量裝置，本發(fā)明還提出一種深孔軸線直線度誤差測(cè)量方法，具體包括以下步驟：

1)首先將工件固定在工作臺(tái)上，并在工件的端口外設(shè)置接收處理器；

2)調(diào)整行走機(jī)構(gòu)前后輪輪轂上的可調(diào)滾動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)與工件內(nèi)壁緊密接觸；