一种用于制孔质量检测的光谱共焦测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于制孔质量检测的光谱共焦测量装置，包括检测单元，驱动所述检测单元转动的旋转机构，以及驱动所述检测单元和旋转机构共同上下运动的轴向驱动装置，所述旋转机构和轴向驱动装置还连接有进给协同控制器，所述检测单元电性连接有数据记录器，所述检测单元下端头安装有光谱共焦传感器，上端头可拆卸连接在所述旋转机构下方；所述轴向驱动装置上至少设置有两根竖直平行安装的光滑的导向柱，所述旋转机构套接在所述导向柱上通过轴向驱动装置驱动并沿导向柱上下滑动。本实用新型专利技术是采用光谱共焦自动检测制孔的孔径，深度以及孔内壁的表面粗糙度，能够达到现有的塞规所不能获取的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制孔质量检测的光谱共焦测量装置
本技术涉及检测器械领域，尤其涉及采用光感高精度测量仪器领域，具体的说，是一种用于制孔质量检测的光谱共焦测量装置，主要适用于航空制造中，零件装配前对制孔精度的检测。
技术介绍
铆钉是飞机装配中必不可少的连接方式，因此在零部件加工时需要加工成千上万个铆钉孔，铆钉孔的质量将与飞机零部件的质量、寿命息息相关，因此铆钉孔的检测至关重要。铆钉孔检测目前的常规方式是通过塞规（通止规）来检查，尺寸小的一头能够通过，而尺寸大的一头不能通过即为合格。该种方式需要人工进行操作,工作量大，而且检测的结果与人的操作力度、方式有很大关系，检测精度低、稳定性差，且在使用塞规是可能划伤孔内表面，影响孔质量；尤其是对于采用自动钻铆机的批量制孔检测尤为重要，因为自动钻铆机一批次制孔可能成百上千个，若一孔超差全部报废。检测包括对于适用于凸头铆钉安装的通孔和用于沉头铆钉的锪窝孔的深度，能够有效的保证制孔的精确度和成品率。另一方面，对于飞机的承重框梁的装配多为数控机加工的大尺寸零件，通常是安装诸如抽钉，高锁螺栓之类的连接件，对应的安装孔都是精孔，深孔，常规的塞规是很难检测孔的精度的。本申请方案可以在孔质量检测时提高检测效率、精度和稳定性的同时，避免检测装置与孔表面接触进而划伤孔，与自动制孔系统集成后还能方便的进行在线检测。下面提供几个申请人检索到的与本案相关的现有专利技术文献，并提供摘要如下：现有技术1：中国技术专利，申请号：201420139316.4申请日：2014-03-25，本技术公开了一种光谱测量装置，属于光学测量
本技术的光谱测量装置，包括沿光入射方向依次设置的光学准直装置、分光器件、阵列式探测芯片，以及与所述阵列式探测芯片连接的数据采集与分析系统，其特征在于，所述分光器件包括透明基底，所述透明基底的至少一个表面上固着有一层金属粒子膜，所述金属粒子膜包括一组纳米至微纳米尺度的大小不等的金属粒子，所述金属粒子在金属粒子膜中呈不均匀分布，且金属粒子之间形成有一系列可容光线通过的大小不等的孔隙。相比现有技术，本技术具有结构简单、对振动不敏感、测量精度高、制作成本低等优点。现有技术2：中国专利技术专利申请，申请号：201710038591.5申请日：2017-01-17，本专利技术公开一种光纤光谱共聚焦测量装置，包括：光源，用于出射多个波长的入射光，途经第一光通道传输到采样部；所述采样部，用于接收所述光源出射的入射光产生轴向色差，使产生该轴向色差的光照射至被测物，且使由所述被测物返回的反射光通过；测量部，用于接收途经第二光通道传输的所述反射光，获取所述被测物信息，解析出测量结果；光纤，包括第一光纤和第二光纤；以及壳体，用于放置所述光源和/或所述测量部，且所述耦合部处于所述壳体之外。本专利技术光纤光谱共聚焦测量装置的技术方案通过为光源和测量部单独设置光通道，使入射光与自被测物返回的反射光的光路相互独立，消除光源发出的光射入耦合部时形成的界面反射干扰，提高测量精度。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于制孔质量检测的光谱共焦测量装置，用于解决现有航空领域对于安装孔质量和精度的检测，替代现有的人工塞规检测精度有限，效率低下，深孔检测局限的问题。本技术通过采用光谱共焦测量原理利用轴向和径向双自由度运动，采用传感器采集，处理器记录处理数据拟合成图像显示，供后期分析，能够准确的将被检测的孔真实的数据进行模拟成像，获得非常直观的检测效果；避免了现有的塞规检测的多种局限。本技术通过下述技术方案实现：一种用于制孔质量检测的光谱共焦测量装置，包括检测单元，驱动所述检测单元转动的旋转机构，以及驱动所述检测单元和旋转机构共同上下运动的轴向驱动装置，所述旋转机构和轴向驱动装置还连接有进给协同控制器，所述检测单元电性连接有数据记录器，所述检测单元下端头安装有光谱共焦传感器，上端头可拆卸连接在所述旋转机构下方；所述轴向驱动装置上至少设置有两根竖直平行安装的光滑的导向柱，所述旋转机构套接在所述导向柱上通过轴向驱动装置驱动并沿导向柱上下滑动。工作原理：首先，在介绍本使用新型检测的工作原理之前，对光谱共焦测量装置进行简要介绍。光在不同介质中传播可能会有角度偏差的现象产生，而实际的白光照射下不同介质将有很多单线光的折射。光学材料对于不同单色光的折射率是不同的，也就是折射角度不同波长愈短折射率愈大，波长愈长折射率愈小，同一薄透镜对不同单色光，每一种单色光都有不同的焦距，按色光的波长由短到长，它们的像点离开透镜由近到远地排列在光轴上这样成像就产生了所谓色差透镜错误。色差透镜错误使成像产生色斑或晕环。在摄影器材中，应通过特殊处理，尽量消减色差透镜错误导致的成像问题。光谱共焦测量方法利用这种物理现象的特点，通过使用特殊透镜，延长不同颜色光的焦点光晕范围，形成特殊放大色差，使其根据不同的被测物体到透镜的距离，会对应一个精确波长的光聚焦到被测物体上。通过测量反射光的波长，就可以得到被测物体到透镜的精确距离。为了得到上述特殊的色差，需要在传感器探头内使用若干特殊透镜，用来根据所需量程将光线分解。最后使用一个凸透镜，将传感器探头射出的光线聚拢在一条轴线上，形成所谓的焦点轴线。白色光通过一个半透镜面到达凸透镜。上述特殊色差就在这里产生。光线照射到被测物体后发生反射,透过凸透镜，返回到传感器探头内的半透镜上。半透镜将反射光折射到一个穿孔盖板上，小孔只允许聚焦最好的反射光通过。透过穿孔盖板的光是一组模糊光谱，也就是说若干不同波长的光都有可能穿过小孔照在CCD感光矩阵单元上。但是只有在被测物体上聚焦的反射光拥有足够光强，在CCD感光矩阵上产生一个明显的波峰。在穿孔盖板后面，需要一个分光器测量反射光的颜色信息。分光器类似一个特制光栅，可以根据反射光的波长，增强或减弱折射率。因此，CCD矩阵上的每一个位置，对应一个测量物体到探头的距离。这已经属于非常现有的技术，本技术正是利用该技术设计了本申请所述装置运用到包含但不限于航空领域的装配制孔检测中。在利用本技术进行孔洞精度检测时，首先将需要检测的工件上已经制备完成的孔对准光谱共焦传感器，操作人员通过协同控制器实现轴向驱动装置和旋转机构协同工作，轴向驱动装置在协同控制器发出的驱动信号下缓缓驱动检测单元和旋转机构下降，慢慢靠近并进入到孔中，在这个过程中旋转机构驱动检测单元不断转动，对不同深度的圆周都进行数据采集，以获得整个孔内壁的精度情况和表面光滑度情况，并将采集到的信息记录在数据记录器中保存。检测完成后，轴向驱动装置驱动检测单元回位；同时，根据数据记录器中存储的圆周内壁上的若干点通过导出数据采用点云处理拟合成圆柱面，并获得孔的深度信息，从而将实际检测的孔数据与预设数据进行对比，获得孔是否符合装配精度要求。为了更好的实现本技术，对上述结构进行如下细化，优选地，所述轴向驱动装置包括轴向进给平台，所述轴向进给平台呈纵向矩形体，中部设置有用于安装轴向进给电机，丝杠和所述导向柱的凹槽；所述轴向进给平台上部设置有驱动连接所述轴向进给电机和丝杠的轴向减速器，所述丝杠与所述导向柱平行安装并贯穿驱动连接有滑台，所述滑台固定连接所述旋转机构。工作原理：驱动装置工作时是通过将轴向进给本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制孔质量检测的光谱共焦测量装置，包括检测单元，驱动所述检测单元转动的旋转机构，以及驱动所述检测单元和旋转机构共同上下运动的轴向驱动装置，所述旋转机构和轴向驱动装置还连接有进给协同控制器，所述检测单元电性连接有数据记录器，其特征在于：所述检测单元下端头安装有光谱共焦传感器，上端头可拆卸连接在所述旋转机构下方；所述轴向驱动装置上至少设置有两根竖直平行安装的光滑的导向柱（6），所述旋转机构套接在所述导向柱（6）上通过轴向驱动装置驱动并沿导向柱（6）上下滑动。

【技术特征摘要】
1.一种用于制孔质量检测的光谱共焦测量装置，包括检测单元，驱动所述检测单元转动的旋转机构，以及驱动所述检测单元和旋转机构共同上下运动的轴向驱动装置，所述旋转机构和轴向驱动装置还连接有进给协同控制器，所述检测单元电性连接有数据记录器，其特征在于：所述检测单元下端头安装有光谱共焦传感器，上端头可拆卸连接在所述旋转机构下方；所述轴向驱动装置上至少设置有两根竖直平行安装的光滑的导向柱（6），所述旋转机构套接在所述导向柱（6）上通过轴向驱动装置驱动并沿导向柱（6）上下滑动。2.根据权利要求1所述的一种用于制孔质量检测的光谱共焦测量装置，其特征在于：所述轴向驱动装置包括轴向进给平台（4），所述轴向进给平台（4）呈纵向矩形体，中部设置有用于安装轴向进给电机（8），丝杠（9）和所述导向柱（6）的凹槽；所述轴向进给平台（4）上部设置有驱动连接所述轴向进给电机（8）和丝杠（9）的轴向减速器（7），所述丝杠（9）与所述导向柱（6）平行安装并贯穿驱动连接有滑台（5），所述滑台（5）固定连接所述旋转机构。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾超，王强，玉海龙，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川,51