CN208398824U - 一种非接触式深孔零件直线度检测装置 - Google Patents

一种非接触式深孔零件直线度检测装置 Download PDF

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郝建军
廖刚
刘勇刚
陈家栋
王梦帆
周娣
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Abstract

本实用新型公开了一种非接触式深孔零件直线度检测装置,包括一根测杆、激光发射器和光电位置传感器等,测杆沿被固定后检测件的轴心线设置,测杆一端周向外侧设置有激光位移传感器形成检测端,其端部安装光电位置传感器形成误差补偿端。本申请具有能够提高检测效率,避免孔壁损伤,分离检测装置的移动误差以提高检测精度等优点。

Description

一种非接触式深孔零件直线度检测装置
技术领域
本实用新型涉及深孔类零件直线度检测技术领域;特别是涉及一种非接触式深孔零件直线度检测装置。
背景技术
长径比大于5的孔类零件称为深孔类零件。深孔类零件在军工、机械、航天、石油化工、管道运输等行业应用越来越广泛。如机械领域的气缸,油缸,兵器中的火炮身管等。直线度误差将直接影响零部件的配合及旋转的精度,而导致震颤、磨损、噪声等。因此,深孔直线度经常作为深孔类零部件的验收依据。
现阶段,大多深孔直线度检测方法属于接触式检测,即检测装置需要和孔壁接触并沿孔壁移动,这样测量装置在内孔移动过程中容易划伤内壁,并且由于需要间断的移动,导致检测效率不高。其次,一些非接触式检测方法大多都将检测装置的移动误差引入到直线度误差中,增大了直线度检测误差。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足,本实用新型所要解决的技术问题是:怎样提供一种能够提高检测效率,避免孔壁损伤,提高深孔直线度检测精度的检测装置和方法。
为了解决上述技术问题,本实用新型采用了如下的技术方案:
一种非接触式深孔零件直线度检测装置,包括底座,底座上设置有检测件固定工装,还设置有直线度检测机构,其特征在于,所述直线度检测机构包括一根测杆,测杆沿被固定后检测件的轴心线设置,测杆一端周向外侧设置有激光位移传感器形成检测端,激光位移传感器外端端部到测杆轴心线距离小于检测件孔半径,测杆另一侧可转动地安装在一个安装座上,安装座上设置有旋转电机,旋转电机和测杆传动连接并能够带动测杆旋转;安装座和底座之间还设置有安装座平动控制机构,所述安装座平动控制机构用于带动安装座沿测杆长度方向平动并能够使得测杆从固定后检测件内孔一端穿到另一端。
这样,本装置使用时,将待检测的检测件安装在检测件固定工装上,然后依靠直线电机带动安装座在导轨上移动,使得测杆检测端逐渐深入到检测件的孔内,然后依靠旋转电机带动测杆旋转,这样激光位移传感器可以检测出检测件内孔壁周向上任意方向位置到激光位移传感器的距离,由于测杆为沿检测件轴心线设置,故可换算为内壁周向上的半径大小,进而可以换算检测出深孔的直线度误差。这样本装置结构简单,检测方便,且为非接触式测量,可以避免孔壁损伤,保证了被检测构件的完整。
进一步地,所述激光位移传感器为三个且沿测杆周向上均匀分布。
这样,采用三个检测点同时检测,然后计算均值误差的方式,可以更好地提高检测精度。同时采用三个检测点可以同时采集深孔内壁三条母线,可以方便采用采集母线数据的方式计算检测直线度。
进一步地,所述安装座平动控制机构包括固定在底座上且和被固定后的检测件轴心线平行设置的导轨,还包括一个配合在导轨上的直线电机,安装座固定在直线电机上。这样,无需另外设置传动机构,结构简单,平动控制稳定可靠。
进一步地,安装座背离检测件固定工装一侧安装所述旋转电机,所述测杆端部可转动地安装在安装座上且和旋转电机输出轴相连。
这样,结构简单且传动更加稳定可靠。当然实施时也可以设置其他的安装座结构。
进一步地,还包括测杆跳动检测装置,测杆跳动检测装置包括一个用于检测测杆跳动情况的测杆跳动检测构件。
这样,可以依靠测杆跳动检测构件检测出测杆自身在前进和旋转过程中,由于跳动等原因引起的轴心线偏移量,带入计算即可补偿误差,极大地提高检测精度。
进一步地,所述测杆跳动检测装置还包括一个激光发射器,激光发射器沿被固定后检测件轴心线设置在检测件背离直线度检测机构一端外侧,激光发射器的激光发射方向正对被固定后检测件轴心线设置,所述测杆跳动检测构件为设置在测杆正对激光发射器一端端部的光电位置传感器。
这样,由光电位置传感器接收激光发射器所发出的光束,当检测时测杆前进和转动过程中,可以依靠光电位置传感器检测到激光照射位置的变化情况,进而得到测杆自身偏离轴心线的误差。带入计算即可实现误差补偿,提高检测精度。由于激光发射器自身为固定设置,检测过程中不会产生偏差,故能够很好地检测出由于测杆单端固定带来的偏移误差,尤其是跳动误差。进行误差补偿后,就可以极大地提高了检测精度。故采用本结构的测杆跳动检测装置,具有结构简单,跳动检测可靠方便快捷精确的优点,提高了深孔直线度检测精度。
进一步地,激光发射器安装在一个固定于底座的激光发射器安装座上。
这样结构简单,方便安装调整。
本实用新型有以下优点。1、本实用新型采用非接触式检测方法,不会在检测过程中划伤深孔内壁。2、本实用新型检测效率快,将激光位移传感器安装在长测杆上,由直线电机带动测杆沿深孔中心移动,可以很快检测出深孔直线度。3、本实用新型采用了误差补偿方法,分离了检测装置检测过程中的移动误差,可以提高检测精度。4、本实用新型检测装置回程时,通过旋转一定的角度,能够额外检测三条深孔母线。因此,一个截面中心有6个点拟合圆心,相较于三个点拟合圆心,提高了检测精度。5、本实用新型在检测过程中所得到的6条母线是通过对深孔母线的采样所得出的。因此,可以通过插值原理得出任意多个截面中心点,更能接近深孔实际中心线。
综上所述,本申请具有能够提高检测效率,避免孔壁损伤,分离出检测装置的移动误差提高检测精度等优点。
附图说明
图1为本实用新型的检测装置的实施例的结构正视图。
图2为图1的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明
实施例:参见图1-2,一种非接触式深孔零件直线度检测装置,包括底座9,底座9上设置有检测件固定工装10,还设置有直线度检测机构,其中,所述直线度检测机构包括一根测杆5,测杆5沿被固定后检测件2的轴心线设置,测杆一端周向外侧设置有激光位移传感器4形成检测端,激光位移传感器4外端端部到测杆轴心线距离小于检测件孔半径,测杆5另一侧可转动地安装在一个安装座上,安装座上设置有旋转电机6,旋转电机6和测杆5传动连接并能够带动测杆5旋转;安装座和底座之间还设置有安装座平动控制机构,所述安装座平动控制机构用于带动安装座沿测杆长度方向平动并能够使得测杆从固定后检测件内孔一端穿到另一端。
这样,本装置使用时,将待检测的检测件安装在检测件固定工装上,然后依靠直线电机带动安装座在导轨上移动,使得测杆检测端逐渐深入到检测件的孔内,然后依靠旋转电机带动测杆旋转,这样激光位移传感器可以检测出检测件内孔壁周向上任意方向位置到激光位移传感器的距离,由于测杆为沿检测件轴心线设置,故可换算为内壁周向上的半径大小,进而可以换算检测出深孔的直线度误差。这样本装置结构简单,检测方便,且为非接触式测量,可以避免孔壁损伤,保证了被检测构件的完整。
本实施例中,所述激光位移传感器为三个且沿测杆周向上均匀分布。
这样,采用三个检测点同时检测,然后计算均值误差的方式,可以更好地提高检测精度。同时采用三个检测点可以同时采集深孔内壁三条母线,可以方便采用采集母线数据的方式计算检测直线度。
其中,所述安装座平动控制机构包括固定在底座上且和被固定后的检测件轴心线平行设置的导轨8,还包括一个配合在导轨8上的直线电机7,安装座固定在直线电机7上。这样,无需另外设置传动机构,结构简单,平动控制稳定可靠。
其中,安装座背离检测件固定工装一侧安装所述旋转电机6,所述测杆端部可转动地安装在安装座上且和旋转电机输出轴相连。
这样,结构简单且传动更加稳定可靠。当然实施时也可以设置其他的安装座结构。
其中,还包括测杆跳动检测装置,测杆跳动检测装置包括一个用于检测测杆跳动情况的测杆跳动检测构件3。
这样,可以依靠测杆跳动检测构件检测出测杆自身在前进和旋转过程中,由于跳动等原因引起的轴心线偏移量,带入计算即可补偿误差,极大地提高检测精度。
其中,所述测杆跳动检测装置还包括一个激光发射器1,激光发射器1沿被固定后检测件轴心线设置在检测件背离直线度检测机构一端外侧,激光发射器的激光发射方向正对被固定后检测件轴心线设置,所述测杆跳动检测构件3为设置在测杆正对激光发射器一端端部的光电位置传感器。
这样,由光电位置传感器接收激光发射器所发出的光束,当检测时测杆前进和转动过程中,可以依靠光电位置传感器检测到激光照射位置的变化情况,进而得到测杆自身偏离轴心线的误差。带入计算即可实现误差补偿,提高检测精度。由于激光发射器自身为固定设置,检测过程中不会产生偏差,故能够很好地检测出由于测杆单端固定带来的偏移误差,尤其是跳动误差。进行误差补偿后,就可以极大地提高了检测精度。故采用本结构的测杆跳动检测装置,具有结构简单,跳动检测可靠方便快捷精确的优点,提高了深孔直线度检测精度。
其中,激光发射器安装在一个固定于底座的激光发射器安装座上。
这样结构简单,方便安装调整。
本装置使用时,可以采用计算机进行辅助计算,将激光位移传感器与计算机通讯相连,测杆跳动检测构件和计算机通讯相连。然后,带动测杆在被测零件孔内进行改变角度的一次或多次往返,利用激光位移传感器测得多条孔壁母线的数据,再对母线数据进行误差补偿,然后再采用中心点拟合和直线度求解,获得被测零件直线度。这些计算方式自身都为成熟现有技术,不在此详述。

Claims (7)

1.一种非接触式深孔零件直线度检测装置,包括底座,底座上设置有检测件固定工装,还设置有直线度检测机构,其特征在于,所述直线度检测机构包括一根测杆,测杆沿被固定后检测件的轴心线设置,测杆一端周向外侧设置有激光位移传感器形成检测端,激光位移传感器外端端部到测杆轴心线距离小于检测件孔半径,测杆另一侧可转动地安装在一个安装座上,安装座上设置有旋转电机,旋转电机和测杆传动连接并能够带动测杆旋转;安装座和底座之间还设置有安装座平动控制机构,所述安装座平动控制机构用于带动安装座沿测杆长度方向平动并能够使得测杆从固定后检测件内孔一端穿到另一端。
2.如权利要求1所述的非接触式深孔零件直线度检测装置,其特征在于,所述激光位移传感器为三个且沿测杆周向上均匀分布。
3.如权利要求1或2所述的非接触式深孔零件直线度检测装置,其特征在于,所述安装座平动控制机构包括固定在底座上且和被固定后的检测件轴心线平行设置的导轨,还包括一个配合在导轨上的直线电机,安装座固定在直线电机上。
4.如权利要求2所述的非接触式深孔零件直线度检测装置,其特征在于,安装座背离检测件固定工装一侧安装所述旋转电机,所述测杆端部可转动地安装在安装座上且和旋转电机输出轴相连。
5.如权利要求4所述的非接触式深孔零件直线度检测装置,其特征在于,还包括测杆跳动检测装置,测杆跳动检测装置包括一个用于检测测杆跳动情况的测杆跳动检测构件。
6.如权利要求5所述的非接触式深孔零件直线度检测装置,其特征在于,所述测杆跳动检测装置还包括一个激光发射器,激光发射器沿被固定后检测件轴心线设置在检测件背离直线度检测机构一端外侧,激光发射器的激光发射方向正对被固定后检测件轴心线设置,所述测杆跳动检测构件为设置在测杆正对激光发射器一端端部的光电位置传感器。
7.如权利要求6所述的非接触式深孔零件直线度检测装置,其特征在于,激光发射器安装在一个固定于底座的激光发射器安装座上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110160462A (zh) * 2019-05-08 2019-08-23 北京理工大学 一种大型深孔零件镗削过程圆度与直线度的检测方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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