[發明專利]一種深孔圓度與直線度測量裝置

有效

• 申請號: 202011072284.7
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112033303B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 劉志兵;陳暉;王西彬;王耀武;李大光;解麗靜;焦黎;梁志強;周天豐;顏培
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B11/27;G01D21/02
• 代理公司: 北京精金石知識產權代理有限公司 11470
• 代理人: 楊蘭蘭

本發明涉及一種深孔圓度與直線度測量裝置，包括軸線位置設有第一通孔的固定筒、連接軸、激光位移傳感器、二維位置敏感傳感器、傾角傳感器、驅動電機和電機支撐塊，第一通孔內固定連接電機支撐塊，二維位置敏感傳感器與傾角傳感器固定在電機支撐塊上，且二維位置敏感傳感器與傾角傳感器均位于第一通孔外側；驅動電機固定連接在第一通孔內的電機支撐塊上；所述連接軸位于第一通孔的端部，且所述連接軸一端連接驅動電機，另一端固定連接有安裝架，安裝架上固定連接激光位移傳感器，該裝置解決了現有技術中測量裝置測量精度低問題，保持測量裝置與深孔零件同軸，減小測量過程中振動干擾，進一步提高了深孔圓度與直線度測量精度。

技術領域

本發明涉及深孔檢測技術領域，具體的說是一種深孔圓度與直線度測量裝置。

背景技術

機械制造業一般將長徑比超過10的內孔稱之為深孔。深孔加工加工復雜且特殊，除對刀具和加工方式的特殊需求外，加工部位與刀具狀態難以觀察、排屑困難、冷卻液輸送困難等問題導致深孔零件常出現孔軸線直線度差，內表面加工質量差等現象，因而深空零件的直線度和圓度對產品質量的好壞至關重要，目前常用的直線度測量方法有光軸法、超聲波測壁厚法、感應片式應變片法等方法，常用的圓度測量方法有三點法和兩步法，雖測量理論已日趨完善，但針對直線度和圓度測量的實際產品卻寥寥無幾，尤其集成了直線度和圓度同時測量的產品更為稀少。

中國專利文獻CN110160462A公開了一種大型深孔零件鏜削過程圓度與直線度的檢測方法，先構建大型深孔零件圓度、直線度檢測系統，激光位移傳感器發射的激光經過反射棱鏡，被分為兩束光，一束光沿原光路返回至激光位移傳感器，另一束光透過分光鏡照射在位置敏感探測器上，激光位移傳感器、位置敏感探測器將采集到的信息實時傳輸至數據采集卡，再通過數據儲存模塊、預處理模塊的處理，最終在誤差評定模塊中對測得的圓度、直線度誤差進行評定。該方法中圓度和直線度評定系統固定在刀桿上，而刀桿運行過程中，由于端部懸空，刀桿旋轉過程中會產生振動，影響測量結果，降低測量精度。

中國專利文獻CN110160464A公開了一種用于測量內孔圓柱度的裝置及其使用方法，利用本發明的一種用于測量內孔圓柱度的裝置對被測工件的被測內孔進行檢測時，通過第一檢測桿、第二檢測桿和第三檢測桿在不同測量截面檢測得出測量值并計算出被測內孔在測量截面上的圓度誤差，并根據每個測量截面處第一檢測桿、第二檢測桿、第三檢測桿以及傾角傳感器的測量值計算得出被測內孔中心線的直線度誤差，根據所得出的各測量截面上的圓度誤差及被測內孔中心線的直線度誤差就能夠計算得出被測內孔的圓柱度誤差。該裝置中檢測桿懸空固定在待測孔內，并且當孔深較大時，相應檢測桿需加長，而檢測桿越長，其測量過程中晃動越嚴重，進而影響測量結果。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明公布了一種深孔圓度與直線度測量裝置，解決了現有技術中測量裝置測量精度低問題，保持測量裝置與深孔零件同軸，減小測量過程中振動干擾，進一步提高了深孔圓度與直線度測量精度。

圓度測量原理為利用激光位移傳感器測量某一深孔截面，可以得到測量截面輪廓在相對坐標系下的相對坐標。經過坐標變換后，可以轉化為絕對坐標系中的實際坐標，得到測量截面輪廓的實際坐標。通過現有的圓度評估方法，例如最小區域法、最小二乘圓法，可得到圓度誤差。

直線度測量原理為利用最小二乘法對測量界面輪廓的相對坐標進行擬合，得到擬合圓，將擬合圓的圓心視作所測深孔截面的圓心，即可得到截面圓心在相對坐標系下的坐標，通過坐標轉換為絕對坐標系中的實際坐標。在確定深孔截面圓心實際坐標的基礎上，依次連接各深孔截面圓心，將所得到的曲線視為深孔的實際軸線。在得出深孔實際軸線后，擬合出直徑最小且能包覆實際軸線的圓柱面，該圓柱面的直徑即為所測深孔的直線度。