一种深孔直线度测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种深孔直线度测量装置及方法，所述装置包括测量单元、自定心单元以及驱动单元，由于本发明专利技术采用楔形块、支撑盘件、滚珠花键、防护罩外壳的设计能够实现一个双向对称的楔形支撑机构，推动楔形块沿花键轴的自如滑动时可支撑钢球一定距离的径向窜动时，可更好的适应孔径的变化，并且能始终保持孔的中心线与花键轴的中心线共线，增强了定心准确度及稳定性；采用驱动电机与自定心单元联动机构消除驱动单元托底影响，提高了测量精度；采用驱动电机的正反转能够控制深孔自定心装置的行走进退，且整个装置体积小、自动化程度较高，可实现在机测量，能更好地适应深孔、盲孔的直线度测量。度测量。度测量。

【技术实现步骤摘要】
一种深孔直线度测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及大深径比孔类零件几何精度检测
，特别是一种深孔直线度测量装置及方法。

技术介绍

[0002]深孔类零件在日常的生产生活中应用极为广泛，飞机、轮船、石油设备和大型医疗器械中都存在着直径不一的深孔或盲孔，这些孔类零件的加工和检测技术直接影响零件的精度。而其中深孔直线度测量在工业生产中有着极其重要的意义，是影响产品质量的主要因素。为检测深孔零件质量，常将深孔轴线直线度作为检测的一个项目。准确地测量零件直线度，不仅可作为零件验收合格的依据，还可以用来分析误差产生的原因，为提高零件加工精度和装配精度提供可靠依据。
[0003]近些年来，国内外关于深孔类零件直线度的各类测量技术快速进步，相关机构在该领域也取得了一些成就，但是相对于其它的计量项目而言，深孔直线度检测技术显得落后，目前常用的深孔直线度测量方法有量规测量法、感应片式应变片测量法、校正望远镜测量法、臂杆测量法、激光测量法、CCD法、四象限光电法、PSD法等，在实际生产应用中，工人师傅经常是通过塞规法评价零件是否合格，不能准确的测量出深孔类零件的直线度。而基于光电原理的扫描式测量法、基于PSD的深孔直线度测量装置能够自动控制，但装置笨重，操作复杂，装置定心精度较低、定心效果不好，导致深孔直线度测量精度较低。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术要设计一种定心精度高，能够适应不同孔径且能在孔壁内稳定行走的深孔直线度测量装置及方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种深孔直线度测量装置，包括测量单元、自定心单元以及驱动单元，所述测量单元包括转接座、反射镜、反射镜安装板、弹簧、安装架和倾角传感器，所述反射镜通过铜片固定在反射镜安装板上，所述倾角传感器通过螺栓连接固定在安装架上，所述反射镜安装板通过螺栓固定在安装架上，安装架通过转接座与自定心单元连接，所述弹簧嵌套在固定反射镜安装板的螺栓上、固定于安装架及反射镜安装板之间；
[0007]所述自定心单元包括前支撑盘件、前端钢球、前楔形块、花键轴、前花键套、后花键套、气缸、浮动接头、后楔形块、后端钢球和后支撑盘件，所述前支撑盘件、前花键套、后花键套、后支撑盘件从前至后依次安装在花键轴上，所述前支撑盘件利用螺纹转换套和螺栓固定在花键轴的前端，所述后支撑盘件利用锁紧螺母固定在花键轴的后端；前花键套和后花键套对称安装；所述前楔形块固定在前花键套的前端，后楔形块固定在后花键套的后端，前楔形块与后楔形块对称设置、大端朝内，所述前支撑盘件与前楔形块的小端之间夹有多个前端钢球，所述后支撑盘件与后楔形块的小端之间夹有多个后端钢球，且前端钢球和后端钢球均围绕花键轴的轴线沿圆周向均匀排列；所述气缸固定在后楔形块上，所述浮动接头
通过螺纹连接在气缸上，其头部穿过前楔形块，并利用螺母锁紧在前楔形块上；所述气缸和浮动接头共两组，关于花键轴对称安装；
[0008]所述驱动单元包括前驱动电机、前滚轮、后驱动电机、后滚轮、花键轴抱箍、前U型架和后U型架，所述前驱动电机通过前电机安装片安装在花键轴抱箍上，前驱动电机绕花键轴抱箍摆动；所述后驱动电机通过后电机安装片安装在花键轴抱箍上，后驱动电机绕花键轴抱箍摆动；所述花键轴抱箍通过螺栓固定在前花键套和后花键套之间的花键轴上，所述前U型架和后U型架分别固定在前楔形块和后楔形块的内侧；所述前驱动电机通过前电机推动片与前U型架连接；所述后驱动电机通过后电机推动片与后U型架连接；所述前驱动电机和后驱动电机分别随前楔形块和后楔形块向两侧移动时绕花键轴抱箍摆动；所述前驱动电机采用双输出轴形式，所述前滚轮中心开有通孔，中心通孔穿过前驱动电机两侧输出轴，并利用键连接固定在前驱动电机上。所述后驱动电机采用双输出轴形式，所述后滚轮中心开有通孔，中心通孔穿过后驱动电机两侧输出轴，并利用键连接固定在后驱动电机上。所述前电机安装片、前驱动电机、前滚轮、前电机推动片和前U型架构成前摆动机构，所述后电机安装片、后驱动电机、后滚轮、后电机推动片和后U型架构成后摆动机构，前摆动机构和后摆动机构结构相同、且关于花键轴反对称安装。
[0009]进一步地，防护外壳通过螺栓固定在前支撑盘件和后支撑盘件上，防护外壳外部在相应位置分别开有与前端钢球和后端钢球数量一致的孔，且在孔对应位置处安装有与前端钢球和后端钢球数量对应的钢球压片，所述钢球压片压住前端钢球、后端钢球，钢球压片与防护外壳共同作用固定前端钢球和后端钢球的位置，防止其脱落。
[0010]进一步地，被测管件前端安装有传感器安装座，用于安装光电自准直仪、激光测距传感器。
[0011]一种深孔直线度测量方法，利用深孔直线度测量装置进行测量，包括以下步骤：
[0012]A、测量前，将传感器安装座安装在被测管件前端，并将光电自准直仪和激光测距传感器安装在传感器安装座上，而后通过调节反射镜安装板及安装架之间的弹簧将反射镜调整至与花键轴轴线垂直，保证其与光电自准直仪发出的光线垂直；
[0013]B、测量时，将整个装置放入被测管件的后端，由于气缸此时处于未工作状态，驱动单元托底，前滚轮和后滚轮压紧于被测管件，此时启动前驱动电机和后驱动电机，前滚轮和后滚轮带动整个装置在被测管件中前进，通过激光测距传感器与反射镜的配合工作确定整个装置所行进的距离，确定整个装置的当前位置，当到达待测截面时，关闭两个驱动电机，启动气源为气缸供气，气缸直接推动前楔形块和后楔形块背向运动，相互远离，由于前支撑盘件与后支撑盘件的距离保持不变，所以前端钢球和后端钢球分别沿前楔形块和后楔形块径向等径向外推出，直至抵紧被测管件内壁；气缸持续作用保证前端钢球和后端钢球抵紧孔壁保持稳定，实现定心；而在定心时，由于前楔形块和后楔形块相互远离，使得前电机推动片绕前U型架向下摆动，后电机推动片绕后U型架向上摆动，从而带动前驱动电机绕花键轴抱箍向下摆动，后驱动电机绕花键轴抱箍向上摆动，使得前滚轮和后滚轮离开被测管件内壁；
[0014]C、定心后，启动光电自准直仪，获得当前截面圆心坐标并记录，同时记录此时的倾角传感器旋转角度；当前截面测量完成后，启动电磁阀改变气缸进气方式，使得前楔形块和后楔形块相向运动，相互靠近，前端钢球和后端钢球放松，离开孔壁，而随着前楔形块和后
楔形块的靠近，带动前电机推动片绕前U型架向上摆动，后电机推动片绕后U型架向下摆动，使得前驱动电机和后驱动电机分别绕花键轴抱箍向上、向下摆动，直至前滚轮和后滚轮再次抵紧被测管件孔壁，重新启动两个驱动电机，带动整个深孔直线度测量装置在被测管件内行进至下一待测截面；
[0015]D、转步骤A，直至完成整个待被测管件的测量，利用计算机分析处理光电自准直仪记录的圆心数据及倾角传感器的旋转度数数据最终求得待测深孔直线度。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0017]由于本专利技术采用楔形块、支撑盘件、滚珠花键、防护罩外壳的设计能够实现一个双向对称的楔形支撑机构，推动楔形块沿花键轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深孔直线度测量装置，其特征在于：包括测量单元、自定心单元以及驱动单元，所述测量单元包括转接座(1)、反射镜(2)、反射镜安装板(3)、弹簧(5)、安装架(6)和倾角传感器(4)，所述反射镜(2)通过铜片固定在反射镜安装板(3)上，所述倾角传感器(4)通过螺栓连接固定在安装架(6)上，所述反射镜安装板(3)通过螺栓固定在安装架(6)上，安装架(6)通过转接座(1)与自定心单元连接，所述弹簧(5)嵌套在固定反射镜安装板(3)的螺栓上、固定于安装架(6)及反射镜安装板(3)之间；所述自定心单元包括前支撑盘件(7)、前端钢球(8)、前楔形块(10)、花键轴(26)、前花键套(23)、后花键套(14)、气缸(15)、浮动接头(31)、后楔形块(16)、后端钢球(17)和后支撑盘件(18)，所述前支撑盘件(7)、前花键套(23)、后花键套(14)、后支撑盘件(18)从前至后依次安装在花键轴(26)上，所述前支撑盘件(7)利用螺纹转换套(21)和螺栓(20)固定在花键轴(26)的前端，所述后支撑盘件(18)利用锁紧螺母(25)固定在花键轴(26)的后端；前花键套(23)和后花键套(14)对称安装；所述前楔形块(10)固定在前花键套(23)的前端，后楔形块(16)固定在后花键套(14)的后端，前楔形块(10)与后楔形块(16)对称设置、大端朝内，所述前支撑盘件(7)与前楔形块(10)的小端之间夹有多个前端钢球(8)，所述后支撑盘件(18)与后楔形块(16)的小端之间夹有多个后端钢球(17)，且前端钢球(8)和后端钢球(17)均围绕花键轴(26)的轴线沿圆周向均匀排列；所述气缸(15)固定在后楔形块(16)上，所述浮动接头(31)通过螺纹连接在气缸(15)上，其头部穿过前楔形块(10)，并利用螺母锁紧在前楔形块(10)上；所述气缸(15)和浮动接头(31)共两组，关于花键轴(26)对称安装；所述驱动单元包括前驱动电机(12)、前滚轮(13)、后驱动电机(30)、后滚轮(29)、花键轴抱箍(24)、前U型架(22)和后U型架(27)，所述前驱动电机(12)通过前电机安装片(32)安装在花键轴抱箍(24)上，前驱动电机(12)绕花键轴抱箍(24)摆动；所述后驱动电机(30)通过后电机安装片(34)安装在花键轴抱箍(24)上，后驱动电机(30)绕花键轴抱箍(24)摆动；所述花键轴抱箍(24)通过螺栓固定在前花键套(23)和后花键套(14)之间的花键轴(26)上，所述前U型架(22)和后U型架(27)分别固定在前楔形块(10)和后楔形块(16)的内侧；所述前驱动电机(12)通过前电机推动片(11)与前U型架(22)连接；所述后驱动电机(30)通过后电机推动片(28)与后U型架(27)连接；所述前驱动电机(12)和后驱动电机(30)分别随前楔形块(10)和后楔形块(16)向两侧移动时绕花键轴抱箍(24)摆动；所述前驱动电机(12)采用双输出轴形式，所述前滚轮(13)中心开有通孔，中心通孔穿过前驱动电机(12)两侧输出轴，并利用键连接固定在前驱动电机(12)上；所述后驱动电机(30)采用双输出轴形式，所述后滚轮(29)中心开有通孔，中心通孔穿过后驱动电机(30)两侧输出轴，并利用键连接固定在后驱动电机(30)上。所述前电机安装片(32)、前驱动电机(12)、前滚轮(13)、前电机推动片(11)和前U型架(22)构成前摆动机构，所述后电机安装片(34)、后驱动电机(30)、后滚轮(29)、后电机推动片(28)和后U型架(27)构成后摆动机构，前摆动机构和...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱祥龙，康仁科，董志刚，罗女杰，戴恒震，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：