[實用新型]一種基于投影成像的軸形位公差測量儀

有效

• 申請號: 201721876731.8
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN207636038U
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 陳建魁;張舟
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

本實用新型屬于形位公差測量儀器相關領域，并公開了一種基于投影成像的軸形位公差測量儀，其包括底座、旋轉支架，以及安裝在旋轉支架上的光源發生裝置和成像檢測裝置，其中該底座用于實現整個裝置的支撐和平行微調；該旋轉支架實現光源發生裝置和成像檢測裝置一致性的自由旋轉；該光源發生裝置用于向成像檢測裝置發射平行光以及實現裝置自身位置標定；該成像檢測裝置實現軸投影圖像的采集和形位公差的測量。通過本實用新型，能夠以更為便捷和準確的方式實現軸的平行度的測量，并給出軸形位公差的衡量指標以指導軸的安裝。

技術領域

本實用新型屬于形位公差測量儀器相關領域，更具體地，涉及一種基于投影成像的軸形位公差測量儀。

背景技術

隨著工業的不斷進步，社會需要越來越多的新設備，這些設備尤其是特種設備而言，需要在加工后對其構成零件幾何特征的點、線、面的實際形狀或相互位置與理想幾何體規定的形狀和相互位置之間進行差異測量，也即形位公差測量。要保證裝備的加工質量和使用壽命，都必須提高整個機械裝備的裝配精度。裝配精度不只依賴于零件的加工精度，另一方面還要依靠裝配的方法。甚至有很多情況下，裝配精度成為決定整個裝備工作性能和使用壽命的最重要因素。由于形位公差測量直接影響到設備工件的性能要求、配合性質、互換性及使用壽命等，因此其測量結果的精確度屬于工業制造領域重點關注的關鍵指標之一。

目前的裝配過程中對軸類零件進行安裝是十分常見的，具體包括對有垂直度要求的軸類零件進行安裝，以及對有平行度要求的軸類零件進行安裝。然而，在實際操作時，相關測量儀器通常只有平行度和垂直度數據的簡單反饋，沒有對應對如何改善平行度和垂直度的反饋數據，而且測量精度尚有不足，只有通過反復的試湊實現滿足相應形位公差。這種裝配方式有著很大的隨機性，往往與裝配工人的經驗有著直接的關系。本領域亟需對此作出進一步的改進，以便更好地滿足實際生產制造中的各類需求。

實用新型內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種基于投影成像的軸形位公差測量儀，其中對其整體結構組成及構造布局重新進行了設計，并重點針對一些關鍵組件如光源發生裝置、成像檢測裝置等的具體組成結構、設置方式及工作原理等多個方面進行改進，相應不僅可便捷、高效地測量待測軸類零件的垂直度誤差或者平行度誤差，而且能夠結合軸類零件投影圖中數據信息有指向性地改善垂直度誤差和平行度誤差，測試表明可顯著提高最終的裝配精度。

為實現上述目的，按照本實用新型，提供了一種基于投影成像的軸形位公差測量儀，其特征在于，它包括底座、旋轉支架、光源發生裝置和成像檢測裝置，其中：

所述底座放置在水平的基準底面上，并可通過螺釘組件調節自身的水平度，由此實現該基準底面與所述旋轉支架之間相對位置的微調；

所述旋轉支架沿著Z軸方向設置在所述底座上，并在其下端和上端各自承載有所述光源發生裝置和所述成像檢測裝置；該旋轉支架自身具有Z軸自由度和繞著Z軸旋轉的W自由度，由此根據待測量輥軸的高度來調節在Z軸方向上的位置、以及在旋轉時帶動所述光源發生裝置和成像檢測裝置執行同步轉動；

所述光源發生裝置包括桿狀本體、以及設置在該桿狀本體上的限位孔、平行光源和測距組件，其中該桿狀本體沿著垂直于所述旋轉支架的方向具有水平伸長自由度r，該限位孔用于確保待測量輥軸的軸線與此限位孔的軸線處于同軸或平行狀態，該平行光源用于朝向待測量輥軸投射可產生投影的平行光束；此外，該測距組件的數量為多個，它們被劃分為設置在所述桿狀本體下表面的第一組傳感器和設置在所述桿狀本體上表面的第二組傳感器，并用于測量整個光源發生裝置處于不同位置狀態時至指定目標之間的各自距離；

所述成像檢測裝置包括安裝件、以及設置在該安裝件上的相機和投影板，其中該安裝體同樣沿著垂直于所述旋轉支架的方向具有水平拉伸自由度q，且其保持與所述水平伸長自由度r相平行；該投影板用于顯示所述平行光源對所述待測量輥軸所形成的投影圖像，該相機則對投影圖像進行拍攝采集。