[發明專利]一種大尺寸圓柱類零件素線直線度誤差檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202010146671.4
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111207657A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 楊林林;雷天才;孟玉堂;譚駿;朱元慶;楊維川;蔣家東;鐘文勇
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院機械制造工藝研究所
• 主分類號: G01B5/25
• 分類號: G01B5/25;G01B11/27
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 伍星

本發明公開了一種大尺寸圓柱類零件素線直線度誤差檢測裝置及方法，包括分別用于設置在被測圓柱兩端的壓線裝置、拉線裝置，所述壓線裝置與拉線裝置之間連接鋼絲繩，所述壓線裝置用于夾持鋼絲繩的一端，所述拉線裝置用于將鋼絲繩拉直；還包括振鏡、激光器、相機、計算模塊；所述激光器用于發出線結構光線；所述振鏡用于將激光器發出的光線反射至被測圓柱表面；所述相機用于采集被測圓柱的圖像數據；所述計算模塊用于接收與處理相機采集的數據。本發明用以解決現有技術中大尺寸圓柱類零件的素線直線度檢測難度大，檢測過程復雜，檢測精度低的問題，實現便于攜帶、適用范圍廣、測量精度高的目的。

技術領域

本發明涉及測量領域，具體涉及一種大尺寸圓柱類零件素線直線度誤差檢測裝置及方法。

背景技術

圓柱類零件是工程上一種典型零件，被廣泛應用于航海、航空、汽車等領域，是機械制造行業不可或缺的基礎零部件，例如制造業中的機床主軸、齒輪、電機轉子，武器系統中的炮筒等零件都是通過圓柱形毛坯經過機械加工而成。為衡量圓柱類零件的制造精度，通常需要對其素線的直線度誤差進行檢測，從而準確評估其表面形狀誤差。對于圓柱類零件的素線直線度檢測，目前常用三坐標測量機、圓度儀等精密測量設備進行測量，或使用百分表、刀口形直尺、水平儀、平晶等工具進行測量，但對于大尺寸圓柱類零件，特別是對于鍛造、鑄造出的大尺寸圓柱類毛坯(如大于Φ500mm×1000mm)，由于其體積及重量大，目前的檢測設備或量具受限于承載能力、檢測范圍及精度等因素，難以滿足檢測需求。當前廣泛使用光學自準直儀來測量大尺寸零件的直線度誤差，但由于需要等距移動反射鏡，測量過程較復雜，時間較長。

發明內容

本發明的目的在于提供一種大尺寸圓柱類零件素線直線度誤差檢測裝置及方法，以解決現有技術中大尺寸圓柱類零件的素線直線度檢測難度大，檢測過程復雜，檢測精度低的問題，實現便于攜帶、適用范圍廣、測量精度高的目的。

本發明通過下述技術方案實現：

一種大尺寸圓柱類零件素線直線度誤差檢測裝置，包括分別用于設置在被測圓柱兩端的壓線裝置、拉線裝置，所述壓線裝置與拉線裝置之間連接鋼絲繩，所述壓線裝置用于夾持鋼絲繩的一端，所述拉線裝置用于將鋼絲繩拉直；

還包括振鏡、激光器、相機、計算模塊；所述激光器用于發出線結構光線；所述振鏡用于將激光器發出的光線反射至被測圓柱表面；所述相機用于采集被測圓柱的圖像數據；所述計算模塊用于接收與處理相機采集的數據。

進一步的，所述壓線裝置包括第一拱形支撐、固定在第一拱形支撐上的夾線器和第一水平儀，所述夾線器用于鋼絲繩一端的固定夾緊。

進一步的，所述拉線裝置包括第二拱形支撐、固定在第二拱形支撐上的直角支架和第二水平儀，所述直角支架上設置U型軸承，所述鋼絲繩的一端繞過U型軸承后連接砝碼。

本發明工作時，將夾線裝置和拉線裝置安裝在圓柱類零件兩端，安裝點位于被測零件的艾利點處，即距被測零件的兩端2L/9處(L為零件長度)，左第二拱形支撐的兩臂與被測圓柱表面相切，利用水平儀調整兩邊拱形支撐橫梁處于水平狀態；將鋼絲繩一端利用夾線裝置固定，另一端繞過拉線裝置上的U型軸承與砝碼相連，使得鋼絲繩處于拉直繃緊狀態，調整鋼絲繩的位姿，使其與被測圓柱素線近似平行；利用振鏡式線結構光三維掃描系統掃描鋼絲繩與被測圓柱體零件，獲得其三維點云數據。

進一步的，所述振鏡為單軸振鏡，所述激光器為線激光器，所述相機為CCD相機，所述計算模塊為計算機。

一種大尺寸圓柱類零件素線直線度誤差檢測方法，包括：

S1、將壓線裝置及拉線裝置分別安裝在被測圓柱面兩端，將鋼絲繩一端用壓線裝置固定，另一端通過拉線裝置拉直繃緊，并調整鋼絲繩與被測圓柱表面素線平行；啟動激光器；