本实用新型专利技术属于深孔轴线直线度检测的技术领域，具体涉及一种深孔直线度检测装置，为准确检测深孔直线度提供一种误差较小的检测工具。包括检测部分、进给部分、坐标定位部分以及数据处理部分，有左弹簧、杆系机构、左固定轴、左PSD、分光镜、选光板、成像锥镜、左凸透镜、右凸透镜、检测框、过光板、步进电机、右端盖和右PSD、定位PSD等；过光板有12个小孔；选光板有一个小孔；经过成像锥镜反射后的光束通过选光板与过光板上的小孔照射到深孔内壁上；经深孔内壁反射后，经分光镜照射到左、右PSD上；激光源(45)发出的激光照射在定位PSD上。本实用新型专利技术利用了PSD元件，检测精度高；配有电机，采用计算机运算，检测效率高。
Device for detecting straightness of deep hole
The utility model belongs to the technical field of detecting the straightness of the deep shaft axis, in particular to a deep hole straightness detecting device, which provides a tool with less error for accurately detecting the straightness of the deep hole. Including the detection part and feed part, coordinate positioning part and data processing part, a left spring, linkage mechanism, the left fixed axis, left PSD, spectroscope, selected plate, imaging prism, left and right convex lens, convex lens, frame detection board, stepper motor and the right end cover and a right, PSD PSD; a plate with 12 holes; choose the plate with a small hole; a light beam passing through the imaging mirror after the cone and plate plate through the selected aperture on the radiation to the deep hole on the inner wall of the hole wall; after the reflection from the spectroscope irradiation to the left and right PSD; laser source (45) issued laser irradiation in PSD positioning. The utility model utilizes the PSD element, has high detection precision, is provided with an electric motor, adopts computer operation, and has high detection efficiency.
【技术实现步骤摘要】
深孔直线度检测装置
本技术属于深孔轴线直线度检测的
，具体涉及一种深孔直线度检测装置。技术背景深孔直线度目前的检测基本过程是：第一、将深孔零件等分成n分，得到n+1个深孔截面，测出深孔截面上各点的坐标；第二、运用三点定圆原理找出深孔截面的圆心；第三、运用两端点连线法、最小区域法、最小二乘法找出理想的直线度误差评定基线，算出深孔直线度。目前，实际应用的深孔直线度检测方法主要有量规检验法、自准直仪法、校正望远镜测量法、感应式应变片测量法、超声波测量法、激光测量法，这些方法有的只是定性的检测；有的在确定深孔截面的圆心过程中存在原理误差以及采样的偶然误差。深孔直线度检测的难点：第一、由于深孔轴线在检测前未知，故不易保证所测深孔截面垂直于深孔轴线；第二、不易准确测量出深孔截面上各点的坐标；第三、由于实际加工出来的深孔存在圆度误差以及表面质量误差，即深孔截面不是一个标准的圆，因此，不易确定深孔截面的圆心坐标；第四、在获得各深孔截面圆心坐标后，进行直线度误差评定时不易找到理想的评定基线，现有的评定方法如两端点连线法、最小区域法、最小二乘法都存在一定的原理误差与计算误差。因此，目前还没有一种能够有效避免原理误差、偶然误差、计算舍入误差且能够精确检测出深孔直线度的方法与装置。
技术实现思路
本技术的目的：为准确检测深孔直线度提供一种原理误差小、采样偶然误差小、舍入误差小的检测装置。本技术采用如下的技术方案实现：深孔直线度检测装置，包括检测部分、进给部分、坐标定位部分以及数据处理部分，所述的检测部分包括左端盖、内六角沉头螺钉、左弹簧、滑套、滚轮、杆系机构、左固定轴、左PSD、分光镜、光学玻璃、入射光线、固联座、选光板、成像锥镜、左凸透镜、右凸透镜、分划板、光源、移动电源、右端盖、右弹簧、右固定轴、检测框、过光板、步进电机、步进电机固定座、玻璃板和右PSD；所述的进给部分包括吊环、定滑轮、细绳、卷筒、机架、联轴器和主步进电机；所述的坐标定位部分包括定位PSD、激光、激光准直系统、激光源；所述的数据处理部分包括信号输出线、信号输入线、线卡、信号处理器、笔记本电脑。所述的左端盖与右端盖均为圆形板，分别通过内六角沉头螺钉安装到左固定轴与右固定轴上，且左端盖的直径大于左固定轴的直径；右端盖的直径大于右固定轴的直径；所述的内六角沉头螺钉应根据左端盖与右端盖及左固定轴与右固定轴的直径选择；所述的右端端盖，在一面的中心设有安装移动电源与光源的凹槽；另一面的中心设有吊环。所述的左固定轴和右固定轴均在中心处开有较大的通孔；左固定轴内壁上沿母线方向设有线卡供排信号输入线使用；右固定轴孔内安装左凸透镜、右凸透镜和分划板；所述的右凸透镜安装在距离光源一倍焦距处；所述的分划板与右凸透镜之间的距离应小于一倍焦距。所述的左固定轴外表面设置有三套沿圆周方向等间距的杆系机构；左固定轴外表面套有滑套；所述的杆系机构由平面四杆机构与一根短杆组合而成；杆系机构上设有两个滚轮；杆系机构通过铰链连接左固定轴及滑套上。所述的左弹簧为螺旋弹簧，左弹簧置于左端盖与滑套之间，并保持一定的压力推动杆系机构上的滚轮压在深孔内壁上。所述的右固定轴外表面设置有与上述相同的机构。所述的右弹簧为螺旋弹簧，并保持一定的压力。所述的检测框为圆柱形，检测框上安装有可供光线透过的光学玻璃。检测框的左端面与左固定轴固连；检测框的右端面与右固定轴固连；所述的检测框右端面为圆形玻璃。所述的左PSD安装在检测框左端面的内侧；所述的分光镜安装在检测框内；所述的玻璃板安装在检测框内；所述的右PSD安装在玻璃板靠近分光镜的一侧；位置关系应满足左PSD与分光镜之间的距离小于分光镜与右PSD之间的距离；左PSD与右PSD上的信号输入线穿出检测框，并经线卡的排列走线，最后连接到信号处理器上；经信号处理器处理过的信息通过信号输出线输出到笔记本电脑进行计算处理。所述的成像锥镜安装在检测框右端面的中心；同时满足成像锥镜与左凸透镜之间的距离为左凸透镜的一倍焦距。所述的步进电机通过步进电机固定座安装到过光板的中心；步进电机的输出轴上装配选光板。所述的过光板为直径略小于检测框内径的圆形薄板，且在沿圆周方向开有12个等间距的小孔；过光板中心处开有较大直径的孔与步进电机的输出轴相配；通过固联座将过光板固定在检测框内。所述的选光板为圆形薄板，其直径小于检测框的内径；选光板安装在步进电机的输出轴上；选光板上开有一个供光线通过的小孔。经过成像锥镜15反射后的光束能够通过选光板14与过光板32上的小孔照射到深孔内壁上；且入射光线12经深孔内壁反射后能够照射到分光镜10上；分光镜10将光线分为两部分，一部分透过分光镜10照射到左PSD9上；另一部经分光镜10反射到右PSD36上；所述的细绳为非弹性细绳，其一端系在吊环上，一端绕过定滑轮后系在卷筒上。将所测深孔零件沿深孔母线方向划分为n等份，在深孔的内表面得到n+1个深孔截面；以左PSD9的中心为原点建立相对坐标系，测算出深孔截面上多个点在该坐标系的横坐标和纵坐标；将这些点的坐标利用阻尼牛顿法拟合一个理想的圆，其能满足每个测点到该圆上的偏移量的平方和最小；所拟合圆的圆心即为该深孔截面处深孔实际轴线上的点。将拟合所得的圆心依次连接起来即得到深孔的实际轴线。以左PSD9的中心为原点建立的相对坐标系；通过选光板14与过光板32配合的筛选作用，可测算出同一深孔截面边界上多个点在相对坐标系下的坐标，将这些点的坐标经过计算处理，可得到所测深孔截面的实际圆心。以激光源45为原点建立大地坐标系，激光源45，激光准直系统44，激光43及定位PSD38组成定位系统，可以将检测系统中检测机构所建立的相对坐标系与大地坐标系联系起来；将检测系统中相对坐标系下测得的圆心坐标变换到大地坐标系下；然后根据大地坐标系下的深孔截面圆心来计算深孔直线度。总之，本技术主要具有以下创新点：深孔直线度检测装置，包括检测部分、进给部分、坐标定位部分以及数据处理部分，所述的检测部分包括左端盖2、内六角沉头螺钉3、左弹簧4、滑套5、滚轮6、杆系机构7、左固定轴8、左PSD9、分光镜10、光学玻璃11、入射光线12、固联座13、选光板14、成像锥镜15、左凸透镜16、分划板17、右凸透镜18、光源19、移动电源20、右端盖22、右弹簧29、右固定轴30、检测框31、过光板32、步进电机34、步进电机固定座33、玻璃板35和右PSD36；所述的进给部分包括吊环21、定滑轮23、细绳24、卷筒25、机架26、联轴器27和主步进电机28；所述的坐标定位部分包括定位PSD38、激光43、激光准直系统44、激光源45；所述的数据处理部分包括信号输出线40、信号输入线42、线卡37、信号处理器41、笔记本电脑39；所述的左端盖2与右端盖22均为圆形板，分别通过内六角沉头螺钉3安装到左固定轴8与右固定轴30上，且左端盖2的直径大于左固定轴8的直径；右端盖22的直径大于右固定轴30的直径；所述的右端端盖22，其一面的中心设有安装移动电源20与光源19的凹槽；另一面的中心设有吊环21；所述的左固定轴8和右固定轴30均在中心处开有通孔；所述的右固定轴30孔内安装右凸透镜18、分划板17和左凸透镜16；所述的右凸透镜18安装在距本文档来自技高网...
【技术保护点】
深孔直线度检测装置，其特征在于包括检测部分、进给部分、坐标定位部分以及数据处理部分，所述的检测部分包括左端盖(2)、左弹簧(4)、滑套(5)、滚轮(6)、杆系机构(7)、左固定轴(8)、左PSD(9)、分光镜(10)、光学玻璃(11)、入射光线(12)、固联座(13)、选光板(14)、成像锥镜(15)、左凸透镜(16)、分划板(17)、右凸透镜(18)、光源(19)、移动电源(20)、右端盖(22)、右弹簧(29)、右固定轴(30)、检测框(31)、过光板(32)、步进电机(34)、步进电机固定座(33)、玻璃板(35)和右PSD(36)；所述的进给部分包括吊环(21)、定滑轮(23)、细绳(24)、卷筒(25)、机架(26)、联轴器(27)和主步进电机(28)；所述的坐标定位部分包括定位PSD(38)、激光(43)、激光准直系统(44)、激光源(45)；所述的数据处理部分包括信号输出线(40)、信号输入线(42)、线卡(37)、信号处理器(41)、笔记本电脑(39)；所述的左端盖(2)与右端盖(22)均为圆形板，分别安装到左固定轴(8)与右固定轴(30)上，且左端盖(2)的直径大于左固定轴(8)的直径；右端盖(22)的直径大于右固定轴(30)的直径；所述的右端端盖(22)，其一面的中心设有安装移动电源(20)与光源(19)的凹槽；另一面的中心设有吊环(21)；所述的左固定轴(8)和右固定轴(30)均在中心处开有通孔；所述的右固定轴(30)孔内安装右凸透镜(18)、分划板(17)和左凸透镜(16)；所述的右凸透镜(18)安装在距离光源(19)一倍焦距处；所述的左固定轴(8)外表面设置有三套沿圆周方向等间距的杆系机构(7)；左固定轴(8)外表面套有滑套(5)；所述的杆系机构(7)由平面四杆机构与一根短杆组合而成；杆系机构(7)上设有两个滚轮(6)；杆系机构(7)通过铰链连接在左固定轴(8)及滑套(5)上；所述的左弹簧(4)为螺旋弹簧，安装在左端盖(2)与滑套(5)之间；装配时使弹簧保持压力以使杆系机构(7)上的滚轮(6)能够一直压在被测深孔的内壁上；所述的检测框(31)为圆柱形，检测框(31)上安装有可供光线透过的光学玻璃(11)；检测框(31)的左端面与左固定轴(8)固连；检测框(31)的右端面与右固定轴(30)固连；所述的检测框(31)右端面为圆形玻璃；所述的左PSD(9)安装在检测框(31)左端面的内侧；所述的分光镜(10)安装在检测框(31)内；所述的玻璃板(35)安装在检测框(31)内；所述的右PSD(36)安装在玻璃板(35)靠近分光镜(10)的一侧；位置关系应满足左PSD(9)与分光镜(10)之间的距离小于分光镜(10)与右PSD(36)之间的距离；左PSD(9)与右PSD(36)上的信号输入线(42)穿出检测框(31)，并经线卡(37)的排列走线，最后连接到信号处理器(41)上；经信号处理器(41)处理过的信息通过信号输出线(40)输出到笔记本电脑(39)；所述的成像锥镜(15)安装在检测框(31)右端面的中心；同时满足成像锥镜(15)与左凸透镜(16)之间的距离为左凸透镜(16)的一倍焦距；所述的步进电机(34)通过步进电机固定座(33)安装到过光板(32)的中心；步进电机(34)的输出轴上装配选光板(14)；所述的过光板(32)在沿圆周方向开有12个等间距的小孔；过光板(32)中心处开孔与步进电机(34)的输出轴相配；通过固联座(13)将过光板(32)固定在检测框(31)内；选光板(14)安装在步进电机(34)的输出轴上；选光板(14)上开有一个供光线通过的小孔；经过成像锥镜(15)反射后的光束能够通过选光板(14)与过光板(32)上的小孔照射到深孔内壁上；且入射光线(12)经深孔内壁反射后能够照射到分光镜(10)上；分光镜(10)将光线分为两部分，一部分透过分光镜(10)照射到左PSD(9)上；另一部经分光镜(10)反射到右PSD(36)上；所述的激光源(45)发出的激光(43)照射在定位PSD(38)上。...
【技术特征摘要】
1.深孔直线度检测装置，其特征在于包括检测部分、进给部分、坐标定位部分以及数据处理部分，所述的检测部分包括左端盖(2)、左弹簧(4)、滑套(5)、滚轮(6)、杆系机构(7)、左固定轴(8)、左PSD(9)、分光镜(10)、光学玻璃(11)、入射光线(12)、固联座(13)、选光板(14)、成像锥镜(15)、左凸透镜(16)、分划板(17)、右凸透镜(18)、光源(19)、移动电源(20)、右端盖(22)、右弹簧(29)、右固定轴(30)、检测框(31)、过光板(32)、步进电机(34)、步进电机固定座(33)、玻璃板(35)和右PSD(36)；所述的进给部分包括吊环(21)、定滑轮(23)、细绳(24)、卷筒(25)、机架(26)、联轴器(27)和主步进电机(28)；所述的坐标定位部分包括定位PSD(38)、激光(43)、激光准直系统(44)、激光源(45)；所述的数据处理部分包括信号输出线(40)、信号输入线(42)、线卡(37)、信号处理器(41)、笔记本电脑(39)；所述的左端盖(2)与右端盖(22)均为圆形板，分别安装到左固定轴(8)与右固定轴(30)上，且左端盖(2)的直径大于左固定轴(8)的直径；右端盖(22)的直径大于右固定轴(30)的直径；所述的右端端盖(22)，其一面的中心设有安装移动电源(20)与光源(19)的凹槽；另一面的中心设有吊环(21)；所述的左固定轴(8)和右固定轴(30)均在中心处开有通孔；所述的右固定轴(30)孔内安装右凸透镜(18)、分划板(17)和左凸透镜(16)；所述的右凸透镜(18)安装在距离光源(19)一倍焦距处；所述的左固定轴(8)外表面设置有三套沿圆周方向等间距的杆系机构(7)；左固定轴(8)外表面套有滑套(5)；所述的杆系机构(7)由平面四杆机构与一根短杆组合而成；杆系机构(7)上设有两个滚轮(6)；杆系机构(7)通过铰链连接在左固定轴(8)及滑套(5)上；所述的左弹簧(4)为螺旋弹簧，安装在左端盖(2)与滑套(5)之间；装配时使弹簧保持压力以使杆系机构(7)上的滚轮(6)能够一直压在被测深孔的内壁上；所述的检测框(31)为圆...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊超，于大国，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：新型
国别省市：山西,14
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