[发明专利]基于激光三角法的多方向轴孔内径精密测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种精密检测方法，特别涉及一种基于激光三角法的多方向轴孔内径精密测量方法。

背景技术

随着我国汽车行业的迅速发展，对发动机的性能的要求越来越高，发动机箱体上孔轴的配合精度是决定发动机性能的关键因素。轴孔配合精度越高，发动机工作效率越高。高精度、高智能化的轴孔内径测量方法是实现理想配合的重要基础，也是提升发动机性能的必要手段。

现有的内径测量方法分为接触和非接触两种测量方式。接触式测量由于测量工具磨损、人为因素等原因造成测量误差较大，不能满足快速、精确的内径检测要求，而且对于高精度的表面测量，接触式测量存在测量力使被测物表面容易划伤，以上原因使得接触式测量已不适用于高精度表面的测量。因而非接触式测量已逐渐取代接触式测量。电容传感器测量方法和气动法均可实现非接触测量，然而上述两种方法在测量时测头与被测物间隙小，测头在测量孔径伸入取出时稍有不慎就很容易划伤被测物的表面，测量过程缓慢，无法实现轴孔高自动化的在线测量。

光学非接触测量是实现高精度测量必然趋势，然而首先就要解决测量间隙过小的问题。基于激光三角法测量原理的测量方式可以实现在较大间隙下完成高精度测量。构成激光三角法的测量部件包括激光光源和光电检测器件，均固定在一可精密旋转的机械系统上，测量时激光光源发射激光到孔径表面，经反射由光电检测器件接收后将光信号转化为电信号输出，完成单一径向方向的测量；完成一次测量之后旋转测量系统到同一截面的另一径向方向进行测量，逐次旋转测量最后完成同一截面圆周的测量。实际测量中旋转系统的径向跳动所带来的随机误差对测量误差有很大影响，角度间隔越小，径向跳动次数越多，测量误差越大，所以整体上对旋转精度要求很高；测量时间长，完成同一截面的测量需要多次旋转，很难完成产品的在线检测。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种基于激光三角法的多方向轴孔内径精密测量方法，该测量方法能够在测量间隙较大的情况下完成轴孔内径高精度、高效率、高稳定性的自动化在线测量。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于激光三角法的多方向轴孔内径精密测量方法，采用测杆伸入轴孔对轴孔内径进行测量，所述测杆上分布至少一个测量截面，每个测量截面上均布至少两个测头，每个测头均为基于激光三角法测量原理的测量部件。

所述测头的光源采用光纤传光的方式引入。

所述光纤处加装准直器使激光光源经准直后输出平行光。

本发明具有的优点和积极效果是：采用具有多个测量截面、每个测量截面上设置多个测头的测杆伸入轴孔，每个测头均应用激光三角法的测量原理，解决了传统测量方法测量间隙小的问题，实现在较大间隙情况下完成精密测量；本发明中测量所用光源采用光纤传光的方式，极大地减小了测杆径向尺寸，降低发热量，在小孔径尺寸测量中具有明显的优势；本发明可根据实际被测轴孔孔径的大小和深度，设置测量截面以及截面上测头的数量，缩短测量所需时间，单次测量即可完成轴孔多个径向方向直径尺寸和轴孔形位公差的测量，测量效率高、速度快、精度高，能够实现产品高自动化的在线测量。

附图说明

图1是本发明采用的测杆多测量截面分布示意图；

图2是本发明采用的测杆同一测量截面上测头分布示意图；

图3是本发明采用的测头的结构示意图。

图中：1、尾纤，2、准直器，3、被测轴孔表面，4、成像物镜，5、PSD。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：