CN110567399A - 孔的辅助检测设备及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种孔的辅助检测设备及检测方法，属于检测设备领域。伺服电缸的伸缩杆伸进孔内，伸缩杆末端的伺服电机与直径测量单元一同移动至孔内，孔的深度可通过伺服电缸得到。伺服电机控制输出轴转动，方便直径测量单元测量孔的周向上的点对应的直径。伺服电缸与伺服电机的测量精度均较高，可提高孔的直径的测量精度，伺服电机、直径测量单元与第一惯性测量单元的重心均在伸缩杆的轴线上，因此伸缩杆移动时不会偏移。而第一惯性测量单元可以测量得到辅助检测设备整体出现的跳动，根据第一惯性测量单元的跳动数据对光位移传感器得到的直径及伺服电缸得到的深度进行纠正，辅助检测设备得到的结果较为准确，最终会得到的孔的检测结果也较为准确。

Description

孔的辅助检测设备及检测方法

技术领域

本发明涉及检测设备领域，特别涉及一种孔的辅助检测设备及检测方法。

背景技术

在一些机械结构中常可见到一些用于与其他结构装配的孔。有的机械结构中孔的垂直度需要达到一定标准，来保证孔与其他结构之间的良好配合。因此在实际装配孔与其他结构之前，会采用一些检测设备测量孔的垂直度是否达标。

当前通常是使用超声波检测设备对孔进行检测，超声波检测设备测量孔上多点的直径与深度等数据，拟合得到孔的孔壁，得到拟合的孔壁的拟合中心线，对比孔的拟合中心线与孔的理想中心线，拟合中心线与孔的理想中心线重合度较高时，孔的制作符合标准。

然而，超声波检测设备在测量时，容易受到机械结构本身材质及壁厚的影响，测量得到的孔的数据的精度不够高。最终可能出现孔的实际中心线与孔的理想中心线重合度不高，而拟合中心线与孔的理想中心线重合度高的情况，孔的检测结果不够准确。

发明内容

本发明实施例提供了一种孔的辅助检测设备及检测方法，测量得到的孔的数据较为准确，使得最终得到的孔的检测结果较为准确。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种孔的辅助检测设备，所述辅助检测设备包括伺服电缸、伺服电机、直径测量单元与第一惯性测量单元，

所述伺服电缸的伸缩杆的末端固定有所述伺服电机，所述伺服电缸的伸缩杆的轴线与所述伺服电机的输出轴的轴线重合，

所述伺服电机的输出轴上连接所述直径测量单元，所述直径测量单元用于测量孔的直径与深度，所述直径测量单元远离所述伺服电机的一端与所述第一惯性测量单元连接，所述第一惯性测量单元的重心在所述伺服电机的输出轴的轴线上。

可选地，所述直径测量单元包括多个光位移传感器，所述多个光位移传感器均固定在所述伺服电机的输出轴与所述第一惯性测量单元之间，每个所述光位移传感器的测量点均在同一水平面上。

可选地，所述辅助检测设备还包括第二惯性测量单元，所述第二惯性测量单元固定在所述伺服电缸的伸缩杆的末端。

可选地，所述辅助检测设备还包括支撑单元，所述支撑单元包括基座、立柱与横杆，所述基座用于放置开有所述孔的机械结构，所述立柱固定在所述基座上，所述横杆连接在所述立柱上，所述横杆垂直于所述立柱，所述横杆与所述伺服电缸远离所述直径测量单元的一端连接，所述伺服电缸的伸缩杆平行于所述立柱。

可选地，所述支撑单元还包括多个定位块，所述多个定位块间隔固定在所述基座上，所述多个定位块之间夹设有所述机械结构。

本发明实施例提供了一种孔的检测方法，所述方法采用如前所述的辅助检测设备，所述检测方法包括：

提供一检测孔，所述检测孔的理想中心线垂直水平面布置；

调整伺服电缸的伸缩杆，使得所述伸缩杆的轴线垂直水平面；

控制所述伸缩杆带动直径测量单元由所述检测孔的顶端中点伸入所述检测孔的中部，记录所述伺服电缸的第一伸长长度，根据所述第一伸长长度与第一惯性测量单元提供的矫正值得到第一伸长距离；

控制伺服电机转动一圈，获取所述直径测量单元测量得到n个点的直径，根据所述n个点的直径与所述第一惯性测量单元提供的矫正值得到n个中部直径，其中，n为整数且n≥4；

获取所述直径测量单元在测量n个中部直径中最大直径时的位置，将此时伺服电机的转动角度记为标记角度；

控制所述伺服电机转动至所述标记角度；

回缩所述伸缩杆直至所述直径测量单元测量位于所述检测孔的顶端；

使所述直径测量单元测量得到所述检测孔的顶端k个点所对应的k个直径，根据所述检测孔的顶端k个点所对应的k个直径与所述第一惯性测量单元提供的矫正值得到k个顶端直径，其中，k为整数且k≥4，所述k个顶端直径中的一个顶端直径为标记角度处的直径；

伸长所述伸缩杆直至所述直径测量单元测量位于所述检测孔的底端，记录所述伺服电缸的第二伸长长度，根据所述第二伸长长度与第一惯性测量单元提供的矫正值得到第二伸长距离；

获取所述直径测量单元测量得到所述检测孔的底端k个点所对应的k个直径，所述检测孔的顶端k个点与所述检测孔的底端k个点一一对应，根据所述检测孔的底端k个点所对应的k个直径与所述第一惯性测量单元提供的矫正值得到k个底端直径；

根据所述第一伸长距离、所述k个顶端直径、标记角度处的一个所述中部直径、所述第二伸长距离与所述k个底端直径拟合得到所述检测孔的k条母线；

拟合所述k条母线得到所述检测孔壁，根据所述检测孔壁得到所述检测孔的拟合中心线；

判断所述拟合中心线的垂直度是否符合标准。

可选地，所述使所述直径测量单元测量得到所述检测孔的顶端k个点所对应的k个直径，包括：

控制所述伺服电机的输出轴转动k次，每次控制所述伺服电机的输出轴转动360°/k的角度，

所述伺服电机的输出轴每转动一次，所述直径测量单元进行一次测量，最终得到所述检测孔的顶端k个点所对应的k个直径。

可选地，所述检测方法还包括：

在控制所述伸缩杆伸入检测孔内之前，对所述辅助检测设备进行标定；

所述对所述辅助检测设备进行标定，包括：

提供一圆环，所述圆环的内径的值为a，使所述伺服电缸的伸缩杆的轴线与所述圆环的轴线重合；

控制所述伺服电缸的伸缩杆伸长，所述直径测量单元移动至所述圆环内，测量得到所述圆环的内径的值为b；

调整所述辅助检测设备直至b与a相等。

可选地，所述判断所述拟合中心线的垂直度是否符合标准，包括：

计算所述拟合中心线与所述理想中心线之间的夹角；

若所述夹角小于或等于阈值夹角，所述检测孔符合标准；

若所述夹角大于阈值夹角，所述检测孔符合标准。

可选地，所述k为4。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：需要测量孔的垂直度时，调整孔所在的机械结构，使孔的理想中心线垂直水平面，调整伺服电机的伸缩杆的轴线垂直水平面，控制伺服电缸的伸缩杆由孔的顶端圆心伸进孔的底端，伸缩杆末端的伺服电机与直径测量单元随伸缩杆一同运动，由伺服电缸得到孔的深度。伺服电机可以控制输出轴转动，方便直径测量单元测量孔的周向上的点对应的直径。伺服电缸与伺服电机的移动精度均较高，一方面伺服电缸得到的深度的数值较为准确，另一当面直径测量单元的位置变化较小，可以提高直径测量单元对孔的直径的测量精度，伺服电机、直径测量单元与第一惯性测量单元的重心均在伸缩杆的轴线上，因此伸缩杆在移动时不会受到伺服电机、直径测量单元与第一惯性测量单元的影响而出现偏移。而第一惯性测量单元可以动态测量得到伺服电缸伸缩、伺服电机在转动时直径测量单元在水平面及垂直水平面的方向上会出现的跳动数值，直径测量单元得到的直径及伺服电缸得到的深度可以通过与第一惯性测量单元的跳动数值相加减得到纠正，辅助检测设备得到的结果较为准确，由直径与深度拟合得到的拟合孔壁及拟合中心线的准确度也较高，最终得到的拟合中心线与理想中心线的对比检测结果也较为准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，

图1是本发明实施例提供的辅助检测设备的使用状态示意图；

图2是图1的A处放大图；

图3是本发明实施例提供的直径测量单元的示意图；

图4是本发明实施例提供的孔的一种检测方法流程图；

图5是本发明实施例提供的孔的另一种检测方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细描述。

图1是本发明实施例提供的辅助检测设备的使用状态示意图，图2是图1的A处放大图，如图2所示，该辅助检测设备包括伺服电缸1、伺服电机2、直径测量单元3与第一惯性测量单元4。

伺服电缸1的伸缩杆11的末端固定有伺服电机2，伺服电缸1的伸缩杆11的轴线与伺服电机2的输出轴21的轴线重合。

伺服电机2的输出轴21上连接直径测量单元3，直径测量单元3用于测量孔的直径与深度，直径测量单元3远离伺服电机2的一端与第一惯性测量单元4连接，第一惯性测量单元4的重心在伺服电机2的输出轴21的轴线上。

需要测量孔的垂直度时，调整孔所在的机械结构10，使孔的理想中心线垂直水平面，调整伺服电机2的伸缩杆11的轴线垂直水平面，控制伺服电缸1的伸缩杆11由孔的顶端圆心伸进孔的底端，伸缩杆11末端的伺服电机2与直径测量单元3随伸缩杆11一同运动，由伺服电缸1得到孔的深度。伺服电机2可以控制输出轴转动，方便直径测量单元3测量孔的周向上的点对应的直径。伺服电缸1与伺服电机2的移动精度均较高，一方面伺服电缸1得到的深度的数值较为准确，另一当面直径测量单元3的位置变化较小，可以提高直径测量单元3对孔的直径的测量精度，伺服电机2、直径测量单元3与第一惯性测量单元4的重心均在伸缩杆11的轴线上，因此伸缩杆11在移动时不会受到伺服电机2、直径测量单元3与第一惯性测量单元4的影响而出现偏移。而第一惯性测量单元4可以动态测量得到伺服电缸1伸缩、伺服电机2在转动时直径测量单元3在水平面及垂直水平面的方向上会出现的跳动数值，直径测量单元3得到的直径及伺服电缸1得到的深度可以通过与第一惯性测量单元4的跳动数值相加减得到纠正，辅助检测设备得到的结果较为准确，由直径与深度拟合得到的拟合孔壁及拟合中心线的准确度也较高，最终得到的拟合中心线与理想中心线的对比检测结果也较为准确。

需要说明的是，第一惯性测量单元4在实际工作时，测量的是伺服电缸1的伸缩杆11的轴向上的跳动，以及垂直伸缩杆11的轴向所在平面上会出现的跳动，检测设备出现的跳动以跳动加速度及跳动时间记录在第一惯性测量单元4内。第一惯性测量单元4内的处理器在跳动时间内，对跳动加速度进行二次积分，得到检测设备在伸缩杆11的轴向及垂直伸缩杆11的轴向上产生的跳动位移。

如果伸缩杆11在伸缩过程中出现跳动，使用伺服电缸1得到的伸缩杆11的伸缩距离扣除跳动位移可以得到伸缩杆11准确的伸缩距离。而伸缩杆11由孔的顶端伸长到孔的底端时的距离扣除跳动位移之后得到孔的深度。

直径测量单元3在测量时出现跳动同样可以扣除跳动位移得到较为准确的孔的直径的值。

如图1所示，辅助检测设备还可包括支撑单元5，支撑单元5包括基座51、立柱52与横杆53，基座51用于放置开有孔的机械结构10，立柱52固定在基座51上，横杆53连接在立柱52上，横杆53垂直于立柱52，横杆53与伺服电缸1远离直径测量单元3的一端连接，伺服电缸1的伸缩杆11平行于立柱52。

支撑单元5的设置可以方便伺服电缸1及机械结构10的安装，提高检测效率。

如图1所示，支撑单元5还可包括多个定位块54，多个定位块54间隔固定在基座51上，多个定位块54之间夹设有机械结构10。

定位块54方便机械结构10的安装，可以将机械结构10定位在某个位置，以方便伺服电机2对机械结构10上的孔进行测量。

图3是本发明实施例提供的直径测量单元的示意图，如图3所示，直径测量单元3可包括多个光位移传感器31，多个光位移传感器31均固定在伺服电机2的输出轴21与第一惯性测量单元4之间，每个光位移传感器31的测量点均在同一水平面上。

直径测量单元3采用多个光位移传感器31，在实际测量时，可以平均多个光位移传感器31所测量得到的直径，减小测量孔的直径会出现的误差，同时光位移传感器31本身的精度较高，最终得到的孔的直径的数据精度也较高。

在本发明实施例提供的其他实施例中，直径测量单元3也可采用一个光位移传感器31，本发明对此不做限制。

如图3所示，本发明中光位移传感器31的数量可为2，不会增加过多的成本，测量结果也较为准确。

在本发明实施例提供的其他实施例中，光位移传感器31的数量也可为3或4，本发明对此不做限制。

本发明实施例中的光位移传感器31可发出激光，在激光发射到孔壁上返回后接受该激光，光位移传感器31记录发出激光与接收激光的时间，时间与光速的乘积为孔的直径。

如图3所示，辅助检测设备还可包括第二惯性测量单元6，第二惯性测量单元6固定在伺服电缸1的伸缩杆11的末端。

固定在伸缩杆11的末端的第二惯性测量单元6可以测量检测设备整体是否安装稳定，如果不稳定检测设备会持续出现跳动情况，第二惯性测量单元6可以保证检测设备的稳定使用。并且第二惯性测量单元6也可以计算得到检测设备在测量时出现的跳动位移，第二惯性测量单元6测量的数据可以用于检测第一惯性测量单元4测量的数据是否正确。

图4是本发明实施例提供的检测孔的一种检测方法流程图，该方法采用如前的辅助检测设备，如图4所示，该检测方法包括：

S101：提供一检测孔，检测孔的理想中心线垂直水平面布置。

S102：调整伺服电缸的伸缩杆，使得伸缩杆的轴线垂直水平面。

S103：控制伸缩杆带动直径测量单元由检测孔的顶端中点伸入检测孔的中部，记录伺服电缸的第一伸长长度，根据第一伸长长度与第一惯性测量单元提供的矫正值得到第一伸长距离。

需要说明的是，此处第一惯性测量单元所提供的矫正值为辅助检测设备在测量第一伸长长度时的矫正值。此文中每一个方法步骤中第一惯性测量单元所提供的矫正值均为对应该方法步骤得到的动态矫正值。

此处的矫正值与辅助检测设备中的跳动竖直的含义相同。

S104：控制伺服电机转动一圈，获取直径测量单元测量得到n个点的直径，根据n个点的直径与第一惯性测量单元提供的矫正值得到n个中部直径，其中，n为整数且n≥4。

S105：获取直径测量单元在测量n个中部直径中最大直径时的位置，将此时伺服电机的转动角度记为标记角度。

S106：控制伺服电机转动至标记角度。

S107：回缩伸缩杆直至直径测量单元测量位于检测孔的顶端。

S108：使直径测量单元测量得到检测孔的顶端k个点所对应的k个直径，根据检测孔的顶端k个点所对应的k个直径与第一惯性测量单元提供的矫正值得到k个顶端直径，其中，k为整数且k≥4，k个顶端直径中的一个顶端直径为标记角度处的直径。

S109：伸长伸缩杆直至直径测量单元测量位于检测孔的底端，记录伺服电缸的第二伸长长度，根据第二伸长长度与第一惯性测量单元提供的矫正值得到第二伸长距离。

S110：获取直径测量单元测量得到检测孔的底端k个点所对应的k个直径，检测孔的顶端k个点与检测孔的底端k个点一一对应，根据检测孔的底端k个点所对应的k个直径与第一惯性测量单元提供的矫正值得到k个底端直径。

S111：根据第一伸长距离、k个顶端直径、标记角度处的一个中部直径、第二伸长距离与k个底端直径拟合得到检测孔的k条母线。

需要说明的是，步骤S111中，实际是先画出一条垂直水平面的检测孔的理想中心线，根据第一伸长距离与第二伸长距离在理想中心线上标记出垂直水平面的方向上的检测孔的顶端、中部及底端分别对应的位置坐标，在顶端、中部及底端分别对应的位置坐标处使用k个顶端直径、标记角度处的中部直径、k个底端直径拟合得到3个圆周，3个圆周所在的面均垂直理想中心线且圆心均在理想中心线上。再在3个圆周上确定出对应k个顶端直径的检测孔的顶端的k个点，对应标记角度处的中部直径对应的点及对应k个底端直径的检测孔的底端的k个点，将3个圆周上的k个点进行连接拟合，得到k个母线。

S112：拟合k条母线得到检测孔壁，根据检测孔壁得到检测孔的拟合中心线。

S113：判断拟合中心线的垂直度是否符合标准。

控制辅助检测设备中的直径测量单元伸入检测孔内并测量得到检测孔上在同一圆上的n个点对应的n个中部直径后，确定直径测量单元在测量n个中部直径中最大一个直径所在的标记角度。转动伺服电机的输出轴，使直径测量单元转动至标记角度，再控制伸缩杆伸缩，测量得到检测孔的k个顶端直径(其中一个顶端直径在标记角度处测量得到)与检测孔的k个底端直径，伸缩杆伸入检测孔的底端时得到第二伸长距离。拟合k个顶端直径、第一伸长距离、标记角度处的一个中部直径、k个底端直径及第二伸长距离，可以得到k条母线，进一步拟合得到检测孔壁，根据检测孔壁得到检测孔的拟合中心线。由于辅助检测设备中得到的直径与伸长距离均是与第一惯性测量单元提供的矫正值相加减之后得到的竖直，辅助检测设备所提供的直径与伸长距离均较为准确。

在较为准确的数据的基础上，而由于检测孔在直径较大的位置容易出现较大程度的误差，在结合直径与长度拟合检测孔的母线时，可以仅对标记角度处对应的检测孔的母线进行精确拟合，此时测量了检测孔的顶端、中部与底端三个位置处的直径，再结合由检测孔的k个顶端直径及k个底端直径得到的母线拟合形成检测孔壁，得到囊括了较大误差的检测孔的拟合中心线。结合较为精确的数据，检测孔的拟合中心线较为准确，在此基础上，即使检测孔的拟合中心线在形成时将最容易出现误差的标记角度处的直径进行仔细拟合，而简略拟合了其他部位的母线，也能够在不影响检测孔的检测结果的情况下减少检测孔的检测步骤与时间，提高检测效率。

图5是本发明实施例提供的检测孔的另一种检测方法流程图，该方法采用如前的辅助检测设备，如图5所示，该检测方法包括：

S201：提供一检测孔，检测孔的理想中心线垂直水平面布置。

在实际检测时，可以调整机械结构的位置，将检测孔的理想中心线调整至垂直水平面，此时辅助检测设备在检测孔的直径与深度时不会受到重力的影响，保证辅助检测设备检测结果的准确性。

S202：对辅助检测设备进行标定。

对辅助检测设备进行标定，包括：

提供一圆环，圆环的内径的值为a，使伺服电缸的伸缩杆的轴线与圆环的轴线重合；

控制伺服电缸的伸缩杆伸长，直径测量单元移动至圆环内，测量得到圆环的内径的值为b；

调整辅助检测设备直至b与a相等。

在辅助检测设备实际进行测量之前，对辅助检测设备进行标定可以提高辅助检测设备测量得到的数据的准确性。

其中，调整辅助检测设备直至b与a相等，可通过对辅助检测设备进行归零或者重新安装来实现。

S203：调整伺服电缸的伸缩杆，使得伸缩杆的轴线垂直水平面。

S204：控制伸缩杆带动直径测量单元由检测孔的顶端中点伸入检测孔的中部，记录伺服电缸的第一伸长长度，根据第一伸长长度与第一惯性测量单元提供的矫正值得到第一伸长距离。

其中，第一伸长距离可以通过伺服电缸得到。具体可在伺服电缸上设置测量伸缩杆伸缩长度的位移传感器，也可在伺服电缸的电机上设置编码器，测量编码器的转动角度，再用编码角度与机械传动系数相乘得到伸缩杆的伸长长度。

S205：控制伺服电机转动一圈，获取直径测量单元测量得到n个点的直径，根据n个点的直径与第一惯性测量单元提供的矫正值得到n个中部直径，其中，n为整数且n≥4。

可选地，n可为4或8或10，本发明对此不做限制，n的数量越大，测量精度越准确。

步骤S205可包括：控制伺服电机的输出轴转动n次，每次转动360°/n的角度，每转动一次测量依次检测孔的直径。

这种方法测量得到的检测孔的直径较为准确。

S206：获取直径测量单元在测量n个中部直径中最大直径时的位置，将此时伺服电机的转动角度记为标记角度。

可选地，可以记录伺服电机的输出轴的转动角度与n个中部直径之间的对应关系，伺服电机的输出轴对应n个中部直径中最大直径时的位置，为直径测量单元测量的标记角度。

S207：控制伺服电机转动至标记角度。

S208：获取直径测量单元测量得到检测孔的中部(k-1)个点对应的(k-1)个直径，根据检测孔的中部(k-1)个点对应的(k-1)个直径与第一惯性测量单元提供的矫正值得到(k-1)个中部直径，其中，k为整数且k≥4。

步骤S208中，进一步测量(k-1)个附加直径，用于后续拟合检测孔的母线，提高检测孔的拟合精度，来提高检测结果的准确性。

步骤S208可包括：使伺服电机的输出轴转动k次，每次转动360°/k的角度，每转动一次直径测量单元测量一次检测孔的直径，第k次转动时直径测量单元不测量检测孔的直径，得到(k-1)个附加直径。

可选地，k可为4。

k为4时，可以在不影响检测孔的检测结果的准确性的同时减少辅助检测设备的检测次数。

S209：回缩伸缩杆直至直径测量单元测量位于检测孔的顶端。

S210：使直径测量单元测量得到检测孔的顶端k个点所对应的k个直径，根据检测孔的顶端k个点所对应的k个直径与第一惯性测量单元提供的矫正值得到k个顶端直径，其中，k为整数且k≥4，k个顶端直径中的一个顶端直径为标记角度处的直径，检测孔的顶端k个点与检测孔的中部(k-1)个点及检测孔的中部在标记角度处的点对应，其中，k为整数且k≥4。

S211：伸长伸缩杆直至直径测量单元测量位于检测孔的底端，记录伺服电缸的第二伸长长度，根据第二伸长长度与第一惯性测量单元提供的矫正值得到第二伸长距离。

S212：获取直径测量单元测量得到检测孔的底端k个点所对应的k个直径，检测孔的顶端k个点与检测孔的底端k个点一一对应，根据检测孔的底端k个点所对应的k个直径与第一惯性测量单元提供的矫正值得到k个底端直径。

S213：根据第一伸长距离、k个顶端直径、标记角度处的一个中部直径、(k-1)个附加直径、第二伸长距离与k个底端直径拟合得到检测孔的k条母线。

需要说明的是，步骤S213实际是实际是先画出一条垂直水平面的检测孔的理想中心线，根据第一伸长距离与第二伸长距离在理想中心线上标记出垂直水平面的方向上的检测孔的顶端、中部及底端分别对应的位置坐标，在顶端、中部及底端分别对应的位置坐标处使用k个顶端直径、标记角度处的中部直径与(k-1)个附加直径、k个底端直径拟合得到3个圆周，3个圆周所在的面均垂直理想中心线且圆心均在理想中心线上。再在3个圆周上确定出对应k个顶端直径的检测孔的顶端的k个点，对应标记角度处的中部直径与(k-1)个附加直径的检测孔的中部的k个点及对应k个底端直径的检测孔的底端的k个点，将3个圆周上的k个点进行连接拟合，得到k个母线。

其中，k个顶端直径、k个底端直径的测量过程可与n个中部直径的测量过程相同。

可选地，使直径测量单元测量得到检测孔的顶端的k个顶端直径，包括：

控制伺服电机的输出轴转动k次，每次控制伺服电机的输出轴转动360°/k的角度，

伺服电机的输出轴每转动一次，直径测量单元进行一次测量，最终得到检测孔的顶端的k个顶端直径。

这种方法测量得到的检测孔的直径较为准确。

S214：拟合k条母线得到检测孔壁，根据检测孔壁得到检测孔的拟合中心线。

S215：判断拟合中心线的垂直度是否符合标准。

可选地，步骤S215可包括：

计算拟合中心线与理想中心线之间的夹角。

若夹角小于或等于阈值夹角，检测孔符合标准。

若夹角大于阈值夹角，检测孔符合标准。

采用这种结构可便于实现对拟合中心线是否达标的检测。

可选地，本方法中，还可检测拟合中心线上是否存在弯折，拟合中心线如果存在弯折且弯折角度超过阈值弯折角度，检测孔的制作则仍不合格。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种孔的辅助检测设备，其特征在于，所述辅助检测设备包括伺服电缸(1)、伺服电机(2)、直径测量单元(3)与第一惯性测量单元(4)，

所述伺服电缸(1)的伸缩杆(11)的末端固定有所述伺服电机(2)，所述伺服电缸(1)的伸缩杆(11)的轴线与所述伺服电机(2)的输出轴(21)的轴线重合，

所述伺服电机(2)的输出轴(21)上连接所述直径测量单元(3)，所述直径测量单元(3)用于测量孔的直径与深度，所述直径测量单元(3)远离所述伺服电机(2)的一端与所述第一惯性测量单元(4)连接，所述第一惯性测量单元(4)的重心在所述伺服电机(2)的输出轴(21)的轴线上。

2.根据权利要求1所述的孔的辅助检测设备，其特征在于，所述直径测量单元(3)包括多个光位移传感器(31)，每个所述光位移传感器(31)均固定在所述伺服电机(2)的输出轴(21)与所述第一惯性测量单元(4)之间，每个所述光位移传感器(31)的测量点均在同一水平面上。

3.根据权利要求1或2所述的孔的辅助检测设备，其特征在于，所述辅助检测设备还包括第二惯性测量单元(6)，所述第二惯性测量单元(6)固定在所述伺服电缸(1)的伸缩杆(11)的末端。

4.根据权利要求1或2所述的孔的辅助检测设备，其特征在于，所述辅助检测设备还包括支撑单元(5)，所述支撑单元(5)包括基座(51)、立柱(52)与横杆(53)，所述基座(51)用于放置开有所述孔的机械结构(10)，所述立柱(52)固定在所述基座(51)上，所述横杆(53)连接在所述立柱(52)上，所述横杆(53)垂直于所述立柱(52)，所述横杆(53)与所述伺服电缸(1)远离所述直径测量单元(3)的一端连接，所述伺服电缸(1)的伸缩杆(11)平行于所述立柱(52)。

5.根据权利要求4所述的孔的辅助检测设备，其特征在于，所述支撑单元(5)还包括多个定位块(54)，所述多个定位块(54)间隔固定在所述基座(51)上，所述多个定位块(54)之间夹设有所述机械结构(10)。

6.一种孔的检测方法，其特征在于，所述方法采用如权利要求1所述的辅助检测设备，所述检测方法包括：

提供一检测孔，所述检测孔的理想中心线垂直水平面布置；

调整伺服电缸的伸缩杆，使得所述伸缩杆的轴线垂直水平面；

控制所述伸缩杆带动直径测量单元由所述检测孔的顶端中点伸入所述检测孔的中部，记录所述伺服电缸的第一伸长长度，根据所述第一伸长长度与第一惯性测量单元提供的矫正值得到第一伸长距离；

控制伺服电机转动一圈，获取所述直径测量单元测量得到n个点的直径，根据所述n个点的直径与所述第一惯性测量单元提供的矫正值得到n个中部直径，其中，n为整数且n≥4；

获取所述直径测量单元在测量n个中部直径中最大直径时的位置，将此时伺服电机的转动角度记为标记角度；

控制所述伺服电机转动至所述标记角度；

回缩所述伸缩杆直至所述直径测量单元测量位于所述检测孔的顶端；

使所述直径测量单元测量得到所述检测孔的顶端k个点所对应的k个直径，根据所述检测孔的顶端k个点所对应的k个直径与所述第一惯性测量单元提供的矫正值得到k个顶端直径，其中，k为整数且k≥4，所述k个顶端直径中的一个顶端直径为标记角度处的直径；

伸长所述伸缩杆直至所述直径测量单元测量位于所述检测孔的底端，记录所述伺服电缸的第二伸长长度，根据所述第二伸长长度与第一惯性测量单元提供的矫正值得到第二伸长距离；

获取所述直径测量单元测量得到所述检测孔的底端k个点所对应的k个直径，所述检测孔的顶端k个点与所述检测孔的底端k个点一一对应，根据所述检测孔的底端k个点所对应的k个直径与所述第一惯性测量单元提供的矫正值得到k个底端直径；

根据所述第一伸长距离、所述k个顶端直径、标记角度处的一个所述中部直径、所述第二伸长距离与所述k个底端直径拟合得到所述检测孔的k条母线；

拟合所述k条母线得到所述检测孔壁，根据所述检测孔壁得到所述检测孔的拟合中心线；

判断所述拟合中心线的垂直度是否符合标准。

7.根据权利要求6所述的孔的检测方法，其特征在于，所述获取所述直径测量单元测量得到所述检测孔的顶端k个点所对应的k个直径，包括：

控制所述伺服电机的输出轴转动k次，每次控制所述伺服电机的输出轴转动360°/k的角度，

所述伺服电机的输出轴每转动一次，所述直径测量单元进行一次测量，最终得到所述检测孔的顶端k个点所对应的k个直径。

8.根据权利要求6或7所述的孔的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：

在控制所述伸缩杆伸入检测孔内之前，对所述辅助检测设备进行标定；

所述对所述辅助检测设备进行标定，包括：

提供一圆环，所述圆环的内径的值为a，使所述伺服电缸的伸缩杆的轴线与所述圆环的轴线重合；

控制所述伺服电缸的伸缩杆伸长，所述直径测量单元移动至所述圆环内，测量得到所述圆环的内径的值为b；

调整所述辅助检测设备直至b与a相等。

9.根据权利要求6或7所述的孔的检测方法，其特征在于，所述判断所述拟合中心线的垂直度是否符合标准，包括：

计算所述拟合中心线与所述理想中心线之间的夹角；

若所述夹角小于或等于阈值夹角，所述检测孔符合标准；

若所述夹角大于阈值夹角，所述检测孔符合标准。

10.根据权利要求6或7所述的孔的检测方法，其特征在于，所述k为4。