CN105414957A - 一种轴系部件同轴装配方法及同轴度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴系部件同轴装配方法及同轴度检测方法，该装配方法包括将分划板装进其中一个轴系部件的工艺孔内，通过调整该轴系部件和内调焦望远镜建立基准，使该轴系部件旋转时内调焦望远镜所收到的自准像画圆量最小，记下分划像的位置为P1，并固定该轴系部件和内调焦望远镜；将分划板装进另一个轴系部件的工艺孔内，调整该轴系部件，使该轴系部件旋转时内调焦望远镜所收到的自准像画圆量最小，其分划像的位置P2与P1重合，固定该轴系部件完成装配。本发明通过光学的方法实现轴系部件的装配和同轴度的检测，装配精度高、效率高，检测误差小、速度快，操作简单，适用范围广，适合推广应用。

Description

一种轴系部件同轴装配方法及同轴度检测方法

技术领域

本发明属于精密轴系装配技术领域，具体涉及一种轴系部件同轴装配方法，同时还涉及一种轴系部件同轴度检测方法。

背景技术

随着光电系统综合技术的不断发展，高精度稳瞄技术和高精度传动系统已成为现阶段发展的必然趋势，为保证光电系统准确地捕获、瞄准和跟踪目标，对轴系仪器的同轴装配及同轴度检测都提出了很高的指标要求。现有技术对于普通机械轴系部件的同轴度测量方法主要有以下三种：三坐标测量法、打表测量法和利用数据采集仪连接百分表法，由于上述方法精度低、误差较大，操作复杂，不能满足光学系统对轴系部件的装配要求。采用高精度的光学方法辅助轴系部件的装配及同轴度检测是发展趋势。

现有技术中，CN101922923B公开了一种正交轴系的垂直度和位置度检测方法，待测的正交轴系部件由方位轴系和俯仰轴系构成，方位轴系由成对预紧轴承构成，俯仰轴系由两个半轴构成，其半轴也是由成对预紧轴承构成，半轴之间通过中框连接。该方法使用高度测量仪两侧测量工艺孔中心高度，根据高度差计算得出正交轴系的位置度；使用光学方法检测正交轴系的垂直度，具体为：在俯仰轴系两个半轴上分别安装一个一个可调反射镜工装，调整两个反射镜工装的反射镜面，使所述两个反射镜面均与俯仰轴系的俯仰轴线垂直，通过自准直平行光管看，分划板反射像画圆量最小；调整自准直平行光管，使自准直平行光管与其中一个反射镜面准直；将俯仰轴系绕方位轴线旋转180°，从自准直平行光管看，俯仰轴线重合；用自准直平行光管的测微功能，测得方位轴线的角偏值；根据垂直度偏差计算公式，计算出垂直度偏差。该方法采用光学方法实现了对复杂光电产品正交机械轴系垂直度和位置度的检测，但是无法辅助同轴装配和同轴度检测。

U型座两端轴系部件是光电产品中常见的轴系部件。随着光电产品的发展，为了满足产品的组要，提高工作效率，降低加工难度，保证U型座两端轴系部件的同轴度高精度已是必然发展的趋势。为了保证光电产品图像精确的捕捉、瞄准和跟踪，对U型座两端轴系部件的同轴度精度提出了很高的要求，产品的装调是否合格对U型座两端轴系部件的同轴度精度具有较大影响。如何提供一种精度高、速度快的轴系部件同轴装配及检测方法，是需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种轴系部件同轴装配方法，保证轴系部件的同轴度，装配精度高、速度快。

本发明的第二个目的是提供一种轴系部件同轴度检测方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种轴系部件同轴装配方法，包括下列步骤：

1)待同轴装配的两个轴系部件的轴承安装轴上均具有工艺孔，工艺孔轴线与轴承安装轴的同轴度不大于0.02mm；将分划板装进其中一个轴系部件的工艺孔内，通过调整该轴系部件和内调焦望远镜建立基准，使该轴系部件旋转时内调焦望远镜所收到的自准像画圆量最小，记下分划像的位置为P1，并固定该轴系部件和内调焦望远镜；

2)将分划板装进另一个轴系部件的工艺孔内，调整该轴系部件，使该轴系部件旋转时内调焦望远镜所收到的自准像画圆量最小，其分划像的位置P2与P1重合，固定该轴系部件完成装配。

上述的轴系部件同轴装配方法中，所述分划板为十字分划板；分划板的十字中心与外圆同轴度不大于0.01mm。

观察分划像时，采用光源照明分划板。

调整内调焦望远镜的过程中，将内调焦望远镜调为平行光，观察其自准像；然后调整内调焦望远镜的工作距离，瞄准轴系部件上分划板的十字分划，观察其分划像。

调整轴系部件是指调整轴系部件的方位和俯仰。

本发明的轴系部件同轴装配方法，使用一个内调焦望远镜和与工艺孔相配的分划板，将分划板分别装到左右两个半轴的工艺孔内，通过调整轴系部件，自准像调节至画圆量最小，分划板反射分划像十字中线调节至同一位置，对轴系部件固定，完成装配。该方法能够有效的保证两个及两个以上轴系部件快速高精度的装配，相比以往大大提高了轴系装配的同轴度精度，减小了同轴装配的难度，降低了加工成本，提高了装配产品效率。本发明通过光学的方法实现轴系部件的装配，装配精度高、效率高，操作简单，适用范围广，适合推广应用。

一种轴系部件同轴度检测方法，包括下列步骤：

1)同轴装配的两个轴系部件的轴承安装轴上均具有工艺孔，工艺孔轴线与轴承安装轴的同轴度不大于0.02mm；将分划板装进其中一个轴系部件的工艺孔内，通过调整同轴装配的整个部件和内调焦望远镜建立基准，使该轴系部件旋转时内调焦望远镜所收到的自准像画圆量最小，记下分划像的位置为P1，固定内调焦望远镜；

2)将分划板装进另一个轴系部件的工艺孔内，使该轴系部件旋转时内调焦望远镜所收到的自准像画圆量最小，记下分划像的位置为P2，P1与P2的位置差即为该同轴装配的两个轴系部件的同轴度偏差。

上述的轴系部件同轴度检测方法中，所述分划板为十字分划板；分划板的十字中心与外圆同轴度不大于0.01mm。

观察分划像时，采用光源照明分划板。

调整内调焦望远镜的过程中，将内调焦望远镜调为平行光，观察其自准像；然后调整内调焦望远镜的工作距离，瞄准轴系部件上分划板的十字分划，观察其分划像。

调整同轴装配的整个部件是指调整同轴装配的整个部件的方位和俯仰。

本发明的轴系部件同轴度检测方法，是将分划板装进其中一个轴系部件的工艺孔中，通过调整轴系部件，使内调焦望远镜收到的自准像画圆量最小，记下分划像位置P1；将分划板装进另一个轴系部件的工艺孔内，记下分划像位置P2，P1与P2的位置差即为两轴系部件同轴度偏差。本发明使用同轴装配的逆向原理，通过光学的方法实现轴系部件的同轴度检测，检测误差小、速度快，操作简单，检测结果为后续工作提供数据依据，适用范围广，适合推广应用。

本发明的轴系部件同轴装配方法及同轴度检测方法，属于精密机械轴系装配检测技术，是保证机械轴系部件高精度同轴装配检测的一种方法；适用范围包括转塔类光电产品的左右半轴部件，内俯仰、内方位轴系部件，以及其他需保证同轴的轴系部件。

附图说明

图1为本发明的轴系部件同轴装配及检测的结构示意图；

图2为实施例2中左右轴系部件分划板的分划像再监视器中成像位置示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1

本实施例中需要同轴装配的轴系部件为U型座两端轴系部件，其结构特点如图1所示：U型座3两侧为左右半轴部件(记为左轴系部件1和右轴系部件2)通过中框连接，首先保证两个轴系部件同轴旋转，才能使中框在两个轴系中同轴旋转。

本实施例的轴系部件同轴装配方法，包括下列步骤：

1)确认待同轴装配的两个轴系部件的轴承安装轴上均具有工艺孔，工艺孔轴线与轴承安装轴的同轴度不大于0.02mm；

如图1所示，将内调焦望远镜4和U型座3放在固定平台6上，将右轴系部件2固定到U型座3的右端，U型座3和内调焦望远镜4不固定；

将一个分划板装进右轴系部件2的工艺孔内，将内调焦望远镜调为平行光，通过调整右轴系部件2和内调焦望远镜4的方位和俯仰建立基准，使右轴系部件2旋转时内调焦望远镜4所收到的自准像画圆量最小，调整内调焦望远镜4的工作距离，瞄准右轴系部件2上分划板的十字分划，观察分划板旋转时其分划像成像，记下分划像的位置为P1，并将U型座3(右轴系部件2固定)和内调焦望远镜4固定到固定平台6上；取下建立基准所用的分划板；

2)将另一个分划板装进左轴系部件1的工艺孔内，将左轴系部件1固定到U型座3的左端，通过调节使内调焦望远镜发出平行光，调整左轴系部件1的方位和俯仰，使左轴系部件1旋转时内调焦望远镜4所收到的自准像画圆量最小，调整内调焦望远镜4的工作距离，瞄准左轴系部件1上分划板的十字分划，所成的分划像位置为P2，水平或竖直平移左轴系部件1，使得分划像的位置P2与P1重合(在同一位置)，固定左轴系部件1并打定位销，完成轴系部件同轴装配(两轴系部件的轴线5如图1所示)。

上述装配方法中，所述分划板为十字分划板，所用的分划板定心加工时分划板十字中心与外圆同轴度不大于0.01mm；观察分划像时，用光源照明分划板。

本实施例的轴系部件同轴装配方法，使用1个内调焦望远镜和2个十字分划板，利用光学方法装配并保证两个轴系部件的同轴，装配精度高、效率高，操作简单，适用范围广，适合推广应用。

实施例2

本实施例对已装配好的U型座两端轴系部件进行检测，U型座两端轴系部件的结构特点如图1所示：U型座3两侧为左右半轴部件(记为左轴系部件1和右轴系部件2)通过中框连接，两个轴系部件同轴旋转(轴线5如图1所示)，才能使中框在两个轴系中同轴旋转。

本实施例的轴系部件同轴度检测方法，包括下列步骤：

1)确认已同轴装配的两个轴系部件的轴承安装轴上均具有工艺孔，工艺孔轴线与轴承安装轴的同轴度不大于0.02mm；

如图1所示，将内调焦望远镜4和U型座3放在固定平台6上，左轴系部件1和右轴系部件2固定装配在U型座3的左、右端，U型座3和内调焦望远镜4不固定；

将一个分划板装进右轴系部件2的工艺孔内，将内调焦望远镜调为平行光，通过调整U型座3和内调焦望远镜4的方位和俯仰建立基准，使右轴系部件2旋转时内调焦望远镜4所收到的自准像画圆量最小，调整内调焦望远镜4的工作距离，瞄准右轴系部件2上分划板的十字分划，观察分划板旋转时其分划像成像，记下分划像的位置为P1，并将内调焦望远镜4固定到固定平台6上；取下建立基准所用的分划板；

2)将另一个分划板装进左轴系部件1的工艺孔内，通过调节使内调焦望远镜发出平行光，使左轴系部件1旋转时内调焦望远镜4所收到的自准像画圆量最小，调整内调焦望远镜4的工作距离，瞄准左轴系部件1上分划板的十字分划，所成的分划像位置为P2，P1与P2的位置差(如图2所示)即为该同轴装配的两个轴系部件的同轴度偏差。

上述装配方法中，所述分划板为十字分划板，所用的分划板定心加工时分划板十字中心与外圆同轴度不大于0.01mm；观察分划像时，用光源照明分划板。

P1的坐标为(X₁，Y₁)，P2的坐标为(X₂，Y₂)，同轴度偏差的计算公式如下：

ΔX＝(X₁-X₂)/(β₁·β₂)

ΔY＝(Y₁-Y₂)/(β₁·β₂)

$c=\sqrt{{\mathrm{\ΔX}}^2+{\mathrm{\ΔY}}^2}$

其中，ΔX为P1、P2水平位置差；ΔY为P1、P2竖直位置差；β₁为内调焦系统放大倍率，β₂为转向显微物镜放大倍率。

本实施例的轴系部件同轴度检测方法，检验两个轴系部件同轴度，使用同轴装配的逆向原理，首先固定一个轴系部件通过调整U型座，使分划板的分划像画圆量最小，然后观察另一个分划板的分划像，两个分划像位置之间的距离即为两轴系同轴度的偏移量。

Claims (10)

1.一种轴系部件同轴装配方法，其特征在于：包括下列步骤：

1)待同轴装配的两个轴系部件的轴承安装轴上均具有工艺孔，工艺孔轴线与轴承安装轴的同轴度不大于0.02mm；将分划板装进其中一个轴系部件的工艺孔内，通过调整该轴系部件和内调焦望远镜建立基准，使该轴系部件旋转时内调焦望远镜所收到的自准像画圆量最小，记下分划像的位置为P1，并固定该轴系部件和内调焦望远镜；

2)将分划板装进另一个轴系部件的工艺孔内，调整该轴系部件，使该轴系部件旋转时内调焦望远镜所收到的自准像画圆量最小，其分划像的位置P2与P1重合，固定该轴系部件完成装配。

2.根据权利要求1所述的轴系部件同轴装配方法，其特征在于：所述分划板为十字分划板；分划板的十字中心与外圆同轴度不大于0.01mm。

3.根据权利要求1所述的轴系部件同轴装配方法，其特征在于：观察分划像时，采用光源照明分划板。

4.根据权利要求1所述的轴系部件同轴装配方法，其特征在于：调整内调焦望远镜的过程中，将内调焦望远镜调为平行光，观察其自准像；然后调整内调焦望远镜的工作距离，瞄准轴系部件上分划板的十字分划，观察其分划像。

5.根据权利要求1所述的轴系部件同轴装配方法，其特征在于：调整轴系部件是指调整轴系部件的方位和俯仰。

6.一种轴系部件同轴度检测方法，其特征在于：包括下列步骤：

1)同轴装配的两个轴系部件的轴承安装轴上均具有工艺孔，工艺孔轴线与轴承安装轴的同轴度不大于0.02mm；将分划板装进其中一个轴系部件的工艺孔内，通过调整同轴装配的整个部件和内调焦望远镜建立基准，使该轴系部件旋转时内调焦望远镜所收到的自准像画圆量最小，记下分划像的位置为P1，固定内调焦望远镜；

2)将分划板装进另一个轴系部件的工艺孔内，使该轴系部件旋转时内调焦望远镜所收到的自准像画圆量最小，记下分划像的位置为P2，P1与P2的位置差即为该同轴装配的两个轴系部件的同轴度偏差。

7.根据权利要求6所述的轴系部件同轴度检测方法，其特征在于：所述分划板为十字分划板；分划板的十字中心与外圆同轴度不大于0.01mm。

8.根据权利要求6所述的轴系部件同轴度检测方法，其特征在于：观察分划像时，采用光源照明分划板。

9.根据权利要求6所述的轴系部件同轴度检测方法，其特征在于：调整内调焦望远镜的过程中，将内调焦望远镜调为平行光，观察其自准像；然后调整内调焦望远镜的工作距离，瞄准轴系部件上分划板的十字分划，观察其分划像。

10.根据权利要求6所述的轴系部件同轴度检测方法，其特征在于：调整同轴装配的整个部件是指调整同轴装配的整个部件的方位和俯仰。