[發(fā)明專利]一種細(xì)長管類零件直線度的檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110042294.0
• 申請日: 2011-02-22
• 公開（公告）號: CN102645185A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧瓊;左賓;韓衛(wèi)平;唐忠
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶望江工業(yè)有限公司
• 主分類號: G01B11/27
• 分類號: G01B11/27
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 徐先祿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械零件的精度檢測方法，具體涉及一種細(xì)長管類零件直線度的檢測方法。

背景技術(shù)

目前國內(nèi)外在圓度、平行度及粗糙度的計(jì)量已達(dá)到了微米甚至納米級的測量精度，而直線度的測量精度卻不高，特別是細(xì)長管類零件的直線度測量，其精度水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他計(jì)量項(xiàng)目。目前大長度范圍的直線度測量方法包括：激光準(zhǔn)直法、圓度法、杠桿法、激光多普勒法、激光干涉儀測量法等。公司原引進(jìn)的瑞士產(chǎn)品雙35牽引身管內(nèi)膛直線度≤0.5mm；Φ37身管內(nèi)膛直線度≤1.2mm。加工和驗(yàn)收的身管內(nèi)孔直線度指標(biāo)檢測所用的設(shè)備都沿用五十年代自前蘇聯(lián)引進(jìn)的4KPCM光學(xué)準(zhǔn)直儀。因使用年限較長，光學(xué)元件表面膜層腐蝕嚴(yán)重，清晰度由鑒別率4.7″下降到9″；儀器自身的估讀精度由原來的0.08mm/6m降為0.30mm/6m，已經(jīng)超出自行35身管的直線度精度0.1mm的精度要求，從而遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足35自行身管直線度的檢測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種細(xì)長管類零件直線度的檢測方法，該方法能對長度超過6m的管類零件內(nèi)孔的直線度進(jìn)行測量，測量精度高，誤差≤0.1mm；自動采集數(shù)據(jù)并自動處理，操作簡便、工作效率高。

本發(fā)明所述的一種細(xì)長管類零件直線度的檢測方法，其步驟如下：

第一步，將數(shù)據(jù)線、電纜線聯(lián)接好，打開電源及光靶光源，并調(diào)整好細(xì)長管類件的高低，使顯示屏內(nèi)光靶影像在顯示屏中心左右。

第二步，將光靶移至管類件起始點(diǎn)，用校正程序?qū)?zhǔn)直光管進(jìn)行校正。

第三步，對起始點(diǎn)的光靶進(jìn)行數(shù)據(jù)采集后，移到第二個檢測點(diǎn)位置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，依次對各個檢測點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

第四步，將管類件旋轉(zhuǎn)180°后，再對各檢測點(diǎn)依次采集數(shù)據(jù)。

第五步，將第三步測得各點(diǎn)數(shù)據(jù)減去第四步測得各點(diǎn)數(shù)據(jù)(人工消除繞度)進(jìn)行處理后，得到管類件軸線直線度。

本檢測方法是借鑒激光準(zhǔn)直法，采用光學(xué)準(zhǔn)直儀、CCD光電探測技術(shù)、精密機(jī)械和計(jì)算機(jī)技術(shù)研制出一種細(xì)長管直線度的測量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)小口徑細(xì)長管類直線度的測量。測量口徑在Φ23～Φ150，長度≤10m的管類零件的直線度，主要技術(shù)指標(biāo)為儀器誤差：5μm/3m；17μm/10m；重復(fù)性：≤2μm；系統(tǒng)穩(wěn)定性：≤5μm/4h。

CCD與光學(xué)靶標(biāo)及推進(jìn)裝置作為數(shù)據(jù)采集單元，測微望遠(yuǎn)鏡構(gòu)成圖像采集、光電轉(zhuǎn)換單元，計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)構(gòu)成數(shù)據(jù)處理單元。上述三個單元結(jié)合實(shí)現(xiàn)深孔直線度的檢測。

首先，確保測微望遠(yuǎn)鏡軸線與炮管內(nèi)孔軸線平行。使測微望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)在深孔中固定間隔移動的光學(xué)靶標(biāo)，并感知光學(xué)靶標(biāo)在被測截面實(shí)際中心位置的變化。測微望遠(yuǎn)鏡上裝有CCD，可實(shí)時得到相應(yīng)的圖像。CCD光靶圖像通過數(shù)碼相機(jī)成像在電腦視窗內(nèi)，推進(jìn)裝置將身管任意斷面的中心點(diǎn)通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行采集。圖像經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，可獲得各被測斷面實(shí)際圓心位置的X-Y偏移量(左右偏移定義為X偏移，上下偏移定義為Y偏移)。再經(jīng)直線度評定，即可獲得深孔軸線的直線度。評定方法包括最小二乘法、首尾相連法、兩點(diǎn)法等。

數(shù)據(jù)采集、光電轉(zhuǎn)換單元及數(shù)據(jù)處理單元

帶CCD裝置的測微望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，是將一個帶有USB2.0接口的數(shù)字相機(jī)安裝在測微望遠(yuǎn)鏡上，靶標(biāo)通過望遠(yuǎn)鏡成像在相機(jī)上。數(shù)字相機(jī)通過USB口連接在計(jì)算機(jī)上。

PC軟件可以允許操作者設(shè)置(SETUP)系統(tǒng)的基本設(shè)置，如選擇公制(metric)或英制(imperial)，輸入測量的基準(zhǔn)線和控制自動數(shù)據(jù)登陸(Data?logging)。一旦系統(tǒng)完成設(shè)置，軟件提供兩個操作模式：“LIVE(實(shí)況)”和“MEASURE(測量)”。實(shí)況模式下，望遠(yuǎn)鏡的圖像實(shí)時顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，即望遠(yuǎn)鏡的圖像以盡可能快的速度進(jìn)行刷新，以使操作者可以快速和容易地調(diào)焦；測量模式下，軟件使用由相機(jī)攝取的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行處理并顯示靶中心的X、Y偏移量。

數(shù)據(jù)分析方法包括：最小二乘法、首尾相連法、兩點(diǎn)法。

1、靶標(biāo)。

測微望遠(yuǎn)鏡軸線與炮管內(nèi)孔軸線平行。測微望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)在深孔中定間隔移動的光學(xué)靶標(biāo)。光學(xué)靶標(biāo)提供測微望遠(yuǎn)鏡感知管軸線和雙母線的偏移變化量。