内螺纹孔装调基准测量装置及其测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种内螺纹孔装调基准测量装置及其测量方法，其中的测量装置包括基准板和基准柱，基准板与基准柱固定连接，在基准板上开设有至少两个基准孔和一个安装孔，安装孔不在任意两个基准孔之间的连线上，基准柱贯穿安装孔与基准板固定连接，在基准柱的两端分别开设有定位孔，在基准柱未贯穿安装孔的一端开设有用于与待测内螺纹孔配合的外螺纹。通过本发明专利技术可以精确、快速、便捷地确定内螺纹孔中心轴的朝向矢量，以及中径圆心点的坐标，从而完全确定内螺纹孔的空间位姿，大幅度提高含内螺纹孔组件的装调精度和效率。孔组件的装调精度和效率。孔组件的装调精度和效率。

【技术实现步骤摘要】
内螺纹孔装调基准测量装置及其测量方法


[0001]本专利技术涉及光学与精密机械装调
，特别涉及一种内螺纹孔装调基准测量装置及其测量方法。

技术介绍

[0002]对于航天、遥感、天文等领域的精密光学系统，除了加工制造高精度的光学元件和机械元件外，还需要通过有效的方法，将各个光学及机械组件装调到各自的理论位姿，使得系统整体达到预期设计指标。所以，装调方法的精度和效率，直接决定了整个系统的指标实现和研制周期。
[0003]在高精密光机系统的装调过程中，通常需要测量各个组件基准坐标系之间的空间位姿关系，再通过精密调整机构将各组件调整至理论位置，完成装配。现有的内螺纹孔装调基准测量方案误差较大。内螺纹孔入口处中径圆心点会受到该局部区域螺纹孔加工精度的显著影响，一旦螺纹孔入口处局部螺纹同轴度出现加工误差，使得小径与大径不同轴，将直接导致内螺纹孔中径圆心点坐标出现偏差；其次，鉴于内螺纹孔内部空间狭小，绝大多数测量设备无法进入，现有技术方案中均将内螺纹孔的中心轴直接假定为入口处基准面的法线。然而，实际情况下螺纹孔因加工工艺限制，使得其中心轴与基准面不垂直，存在夹角，进而导致螺纹孔装调基准测量误差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服已有技术的缺陷，提出一种内螺纹孔装调基准测量装置及其测量方法，能够大幅度地提高含内螺纹孔组件的装调精度和装调效率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下具体技术方案：
[0006]本专利技术提供的内螺纹孔装调基准测量装置，包括基准板和基准柱，基准板与基准柱固定连接，在基准板上开设有至少两个基准孔和一个安装孔，安装孔不在任意两个基准孔之间的连线上，基准柱贯穿安装孔与基准板固定连接，在基准柱的两端分别开设有定位孔，在基准柱未贯穿安装孔的一端开设有用于与待测内螺纹孔配合的外螺纹。
[0007]优选地，基准板的形状为多边形。
[0008]本专利技术提供的内螺纹孔装调基准测量方法，包括如下步骤：
[0009]S1、在同一坐标系下，采用测量仪器测量基准孔以及定位孔的圆心点的空间坐标，得到第一次测量数据；
[0010]S2、通过第一次测量数据，建立坐标系A，将基准柱两端的定位孔的圆心点连成直线，得到直线在坐标系A中的方向余弦；
[0011]S3、将内螺纹孔装调基准测量装置通过外螺纹与待测内螺纹孔配合，直到外螺纹与待测内螺纹孔不再发生相对运动；
[0012]S4、采用测量仪器，测得基准孔、裸露在外的定位孔的圆心点的空间坐标以及待测内螺纹孔入口处基准面，得到第二次测量数据；
[0013]S5、通过第二次测量数据，以步骤S2相同的方式建立坐标系A，并在坐标系A下得到内螺纹孔入口处基准面方程和内螺纹孔中心轴的方向余弦，进而得到内螺纹孔入口处基准面方程和内螺纹孔中心轴交点的坐标，作为内螺纹孔中径圆心点坐标，至此得到待测内螺纹孔的全部装调基准。
[0014]优选地，当测量仪器为激光跟踪仪时，内螺纹孔装调基准测量方法包括如下步骤：
[0015]S1、将内螺纹孔装调基准测量装置固定在平台上，采用激光跟踪仪测量第一激光跟踪仪靶球、第二激光跟踪仪靶球、第三激光跟踪仪靶球和第四激光跟踪仪靶球，记录四个激光跟踪仪靶球的球心的空间坐标；其中，第一激光跟踪仪靶球与第四激光跟踪仪靶球分别安装在基准柱两端的定位孔上，第二激光跟踪仪靶球安装在距离第一激光跟踪仪靶球较近的基准孔上，第三激光跟踪仪靶球安装在距离第一激光跟踪仪靶球较远的基准孔上；
[0016]S2、设第一激光跟踪仪靶球与第二激光跟踪仪靶球连线为X轴，第一激光跟踪仪靶球与第三激光跟踪仪靶球连线为Y轴，以第一激光跟踪仪靶球、第二激光跟踪仪靶球或第三激光跟踪仪靶球的球心为原点，修正X轴与Y轴的非正交误差后，建立坐标系A；
[0017]S3、将第一激光跟踪仪靶球与第四激光跟踪仪靶球的球心连成直线L，得到直线L在坐标系中的方向余弦；
[0018]S4、将第四激光跟踪仪靶球拆下，将内螺纹孔装调基准测量装置与待测内螺纹孔配合，直到内螺纹孔装调基准测量装置与待测内螺纹孔不发生相对运动；
[0019]S5、通过激光跟踪仪测量第一激光跟踪仪靶球、第二激光跟踪仪靶球与第三激光跟踪仪靶球的空间坐标，并在内螺纹孔入口处基准面至少测量3个点，拟合得到待测内螺纹孔入口处基准面；
[0020]S6、将步骤S5的空间坐标按照步骤S2相同的方式构建坐标系A，即可得到待测内螺纹孔中心轴直线L的方向余弦，将直线L与内螺纹孔入口处基准面相交，得到交点D的空间坐标，此即为内螺纹孔的中径圆心点坐标，从而测得待测内螺纹孔的装调基准。
[0021]本专利技术能够取得如下技术效果：通过本专利技术可以精确、快速、便捷地确定内螺纹孔中心轴的朝向矢量，以及中径圆心点的坐标，从而完全确定内螺纹孔的空间位姿，大幅度提高含内螺纹孔组件的装调精度和效率。
附图说明
[0022]图1是根据本专利技术实施例提供的内螺纹孔装调基准测量装置的装配结构示意图。
[0023]图2是根据本专利技术实施例提供的内螺纹孔装调基准测量方法的流程图。
[0024]图3是根据本专利技术实施例提供的激光跟踪仪实施例的装配结构示意图。
[0025]图4是根据本专利技术实施例提供的配合待测内螺纹孔的装配结构示意图。
[0026]其中的附图标记包括：基准板1、基准柱2、外螺纹2
‑
1、定位孔2
‑
2、基准孔3、第一激光跟踪仪靶球4、第二激光跟踪仪靶球5、第三激光跟踪仪靶球6、第四激光跟踪仪靶球7、待测内螺纹孔入口处基准面8、待测内螺纹孔9。
具体实施方式
[0027]在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重
复其详细描述。
[0028]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。
[0029]图1示出了本专利技术实施例提供的内螺纹孔装调基准测量装置的装配结构。
[0030]如图1所示，本专利技术实施例提供的内螺纹孔装调基准测量装置，包括基准板1和基准柱2，基准板1与基准柱2固定连接，需要保证基准柱2与基准板1保持相对静止，两者位姿不再发生变化。
[0031]在基准板1上开设有至少两个基准孔3和一个安装孔，安装孔不在任意两个基准孔3之间的连线上，基准柱2贯穿安装孔安装在基准板1上，基准柱2的两端分别开设有定位孔2
‑
2，其中，通过机械精密加工，确保定位孔2
‑
2的圆心点均位于基准柱2的中心轴，两个定位孔2
‑
2圆心点的连线与基准柱的中心轴共线。基准柱2未贯穿安装孔的一端开设有用于与待测内螺纹孔配合的外螺纹2
‑
1。
[0032本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内螺纹孔装调基准测量装置，其特征在于，包括基准板(1)和基准柱(2)，所述基准板(1)与基准柱(2)固定连接，在所述基准板(1)上开设有至少两个基准孔(3)和一个安装孔，所述安装孔不在所述任意两个基准孔(3)之间的连线上，所述基准柱(2)贯穿所述安装孔与所述基准板(1)固定连接，在所述基准柱(2)的两端分别开设有定位孔(2
‑
2)，在所述基准柱(2)未贯穿所述安装孔的一端开设有用于与待测内螺纹孔配合的外螺纹(2
‑
1)。2.如权利要求1所述的内螺纹孔装调基准测量装置，其特征在于，所述基准板(1)的形状为多边形。3.一种内螺纹孔装调基准测量方法，利用权利要求1所述的内螺纹孔装调基准测量装置实现，其特征在于，包括如下步骤：S1、在同一坐标系下，采用测量仪器测量所述基准孔(3)以及所述定位孔(2
‑
2)的圆心点的空间坐标，得到第一次测量数据；S2、通过所述第一次测量数据，建立坐标系A，将所述基准柱(2)两端的所述定位孔(2
‑
2)的圆心点连成直线，得到所述直线在坐标系A中的方向余弦；S3、将所述内螺纹孔装调基准测量装置通过所述外螺纹(2
‑
1)与待测内螺纹孔配合，直到所述外螺纹(2
‑
1)与所述待测内螺纹孔不再发生相对运动；S4、采用测量仪器，测得所述基准孔(3)、裸露在外的定位孔(2
‑
2)的圆心点的空间坐标以及所述待测内螺纹孔入口处基准面(8)，得到第二次测量数据；S5、通过第二次测量数据，以步骤S2相同的方式建立坐标系A，并在坐标系A下得到内螺纹孔入口处基准面方程和内螺纹孔中心轴的方向余弦，进而得到内螺纹孔入口处基准面方程和内螺纹孔中心轴交点的坐标，作为内螺纹孔中径圆心点坐标，至此得到待测内螺纹孔的全部装调基准。4.如权利要求3所述的内螺纹孔装调基准测量方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗敬，尤晨旭，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
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