CN105387820B - 圆周定位激光深孔直线度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种深孔直线度检测装置，具体地说涉及一种圆周定位激光深孔直线度检测装置。本发明的激光器位于被测工件深孔一端，测头部分置于被测工件深孔内，激光器发出的激光照射在测头上的PSD传感器上形成一个光斑，利用滑轮绕紧牵引线牵引测头在深孔内从靠近激光器的一端向另一端移动，同时用计算机记录并分析PSD传感器采集到的激光光斑位置变化信息。测头上具有防止自身绕深孔直线运动的圆周定位机构，该机构由弹簧、支撑片、球体构成。本发明使激光式深孔直线度检测装置与被测工件之间圆周方向相对位置保持固定，保证了装置在测量过程中的稳定性，降低了检测过程产生的误差，达到了现有激光式深孔直线度检测装置无法达到的测量精度。

Description

圆周定位激光深孔直线度检测装置

技术领域

本发明涉及一种深孔直线度检测装置，具体地说涉及一种圆周定位激光深孔直线度检测装置。

背景技术

深孔加工复杂且特殊，加工过程受诸如刀杆变形、系统颤振、工件材质、钻头参数、切削参数、油液压力、排屑困难等多方面因素的影响，深孔零件常出现轴线偏斜的现象，一旦偏斜到某种程度，深孔零件轴线的直线度误差将产生急剧变化，造成钻头损坏、工件报废、产品精度低、质量不合格等不良后果。

直线度检测贯穿于整个深孔加工过程中，是深孔领域控制产品质量的重要手段，直线度好的零件也可以使自身在与其他零件配合使用时发挥出最大的性能，提高总装精度。直线度是深孔加工必须考虑的一，基本指标，对于孔类零件，通常所说的直线度是指零件实际轴线相对于理论轴线的偏差。

现有的深孔直线度检测装置利用激光和位置敏感传感器技术，使激光从深孔一端照射在固定于测头的PSD传感器上，采用牵引方式使测头走过整个深孔，同时用计算机采集PSD传感器得到的光斑位置变化信息，拟合出深孔直线度的空间曲线，根据该曲线的直线度信息评定深孔直线度。

但是现有的装置在测头受到牵引于孔内移动的过程中，会绕自身轴线相对于工件运动，从而影响激光光斑在测头传感器上的相对位置，造成了一定的测量误差，影响被测工件深孔的直线度检测结果。

发明内容

本发明的目的：本发明旨在克服上述现有技术的缺点，开发一种新的深孔直线度检测装置，并使其具有防止测头绕自身轴线运动的机构，从而大幅减小测量过程所造成的误差。

本发明采用如下技术方式实现：本发明将检测部分置于被测工件深孔内，检测部分由测头固定PSD传感器结合圆周定位机构构成，由牵引线牵引，从深孔一端移动到另一端，同时，处于深孔外部的激光器向孔内发射激光，激光照射在PSD传感器上形成光斑，传感器收集并记录下光斑位置变化的信息，通过计算机分析收集到的数据评定深孔直线度误差。

所述的圆周定位机构为圆柱体结构，加工有一长一短两个平面，与被测工件孔壁围成一个楔形区域，楔形区域内有球体、支撑片、弹簧，支撑片固定于长平面上，弹簧固定于短平面上，并使球体靠在支撑片末端，球体被卡在楔形空间内，测头上的楔形区域至少为两个，在所有楔形区域中至少有两个楔形区域的楔形方向相反，被测工件和圆周定位机构之间因球体摩擦力在圆周方向无法相对运动，而PSD传感器固连于测头上，与被测工件圆周方向相对位置保持固定，从而减少了测量误差。

被测工件置于两个V形块上，每个V型块两侧面各有一水平调节螺栓用来调节被测工件水平面内的位置和方向，每个V型块下方有两块楔形调节衬垫，可以通过旋转竖直调节螺栓来调节被测工件在竖直平面内的位置和方向。在检测深孔直线度之前通过调整被测工件的位置和方向使激光接近孔的轴线，以取得最好的检测效果。上述过程称之为调光，是检测过程的必要准备步骤。

将检测部分置于被测工件深孔靠近激光器的一端，开始记录数据，手摇滑轮，使牵引线牵引着检测部分向被测工件深孔另一端移动，同时采集检测部分的位置数据与传感器上光斑的坐标数据，供计算机分析。

总之，本发明具有以下特征：

1.测头上加工有长平面和短平面，长平面、短平面与被测工件深孔壁形成楔形区域，测头上具有圆周定位机构，圆周定位机构由弹簧、球体构成，位于楔形区域内，弹簧一端位于短平面上，另一端连接球体，球体分别与长平面和被测工件深孔壁接触，楔形区域至少为两个，在所有楔形区域中至少有两个楔形区域的楔形方向相反。

2.圆周定位机构设置有支撑片，支撑片位于长平面上并与长平面所成夹角小于90°，在测头离开被测工件深孔时，球体在弹簧弹力作用下靠在支撑片上，支撑片与球体的接触点到长平面的垂直距离大于球体的半径。

3.被测工件置于V形块上，V形块下方是楔形的上调节衬垫和下调节衬垫，上下调节衬垫楔形方向相反，楔形面相互接触，下调节衬垫置于台阶上，台阶上固定有竖直限位块，竖直限位块上有槽，竖直调节螺栓具有前环形凸起、后环形凸起，竖直调节螺栓放置于槽内，竖直限位块位于前环形凸起和后环形凸起之间，竖直调节螺栓与下调节衬垫通过螺纹连接，V形块两侧面分别与水平调节螺栓接触，滑轮位于被测工件深孔的一端，其上绕有牵引线，牵引线与测头连接，PSD传感器固定于测头上。

附图说明

附图1是本发明结构示意图正视图

附图2是本发明结构示意图侧视图

附图3是圆周定位机构的示意图

图中：1-激光器，2-被测工件，3-PSD传感器，4-牵引线，5-滑轮，6-滑轮支架，7-上调节衬垫，8-台阶，9-竖直调节螺栓，10-V形块，11-下调节衬垫，12-调节螺栓支架，13-水平调节螺栓，14-支撑片，15-测头，16-弹簧，17-球体，18-前环形凸起，19-竖直限位块，20-后环形凸起。

具体实施方式

结合附图对本发明的实施方式作进一步描述，本实施方式是用来说明本发明的，而不是对本发明做任何限制。

测头15上加工有长平面和短平面，长平面、短平面与被测工件2深孔壁形成楔形区域，测头15上具有圆周定位机构，圆周定位机构由弹簧16、球体17构成，位于楔形区域内，弹簧16一端位于短平面上，另一端连接球体17，球体17分别与长平面和被测工件2深孔壁接触，楔形区域至少为两个，在所有楔形区域中至少有两个楔形区域的楔形方向相反。

Claims (3)

1.圆周定位激光深孔直线度检测装置，检测部分置于深孔内，处于深孔外部的激光器向孔内发射激光，激光照射在PSD传感器上形成光斑，其特征在于：测头(15)上加工有长平面和短平面，长平面、短平面与被测工件(2)深孔壁形成楔形区域，测头(15)上具有圆周定位机构，圆周定位机构由弹簧(16)、球体(17)构成，位于楔形区域内，弹簧(16)一端位于短平面上，另一端连接球体(17)，球体(17)分别与长平面和被测工件(2)深孔壁接触，楔形区域至少为两个，在所有楔形区域中至少有两个楔形区域的楔形方向相反。

2.根据权利要求1所述的圆周定位激光深孔直线度检测装置，其特征在于：圆周定位机构设置有支撑片(14)，支撑片(14)位于长平面上并与长平面所成夹角小于90°，在测头(15)离开被测工件(2)深孔时，球体(17)在弹簧(16)弹力作用下靠在支撑片(14)上，支撑片(14)与球体(17)的接触点到长平面的垂直距离大于球体(17)的半径。

3.根据权利要求1所述的圆周定位激光深孔直线度检测装置，其特征在于：被测工件(2)置于V形块(10)上，V形块(10)下方是楔形的上调节衬垫(7)和下调节衬垫(11)，上下调节衬垫楔形方向相反，楔形面相互接触，下调节衬垫(11)置于台阶(8)上，台阶(8)上固定有竖直限位块(19)，竖直限位块(19)上有槽，竖直调节螺栓(9)具有前环形凸起(18)、后环形凸起(20)，竖直调节螺栓(9)放置于槽内，竖直限位块(19)位于前环形凸起(18)和后环形凸起(20)之间，竖直调节螺栓(9)与下调节衬垫(11)通过螺纹连接，V形块(10)两侧面分别与水平调节螺栓(13)接触，滑轮(5)位于被测工件(2)深孔的一端，其上绕有牵引线(4)，牵引线(4)与测头(15)连接，PSD传感器(3)固定于测头(15)上。