[发明专利]一种基于自校正的深孔轴线直线度测量装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明属于光电检测技术领域，涉及深孔直线度的测量，尤其涉及一种用于深孔轴线直线度的测量装置及其测量方法。

背景技术

直线度测量是几何量计量领域最基本的项目，它是平面度、平行度、垂直度、同轴度等几何量测量的基础。直线度测量也是机械制造业中非常重要的内容，与尺寸精度、圆度和粗糙度同称为影响产品质量的4大要素。深孔轴线直线度检测是深孔类零件加工过程中的一个重要组成部分，是对深孔零件进行质量控制和管理的重要手段，是贯彻质量标准的技术保证。深孔轴线直线度测量对于工业生产及产品的合理使用有着极其重要的意义，尤其是对于武器工业，轴线直线度是一个非常重要的指标，它直接影响深孔类武器的命中精度。

目前，国内外深孔轴线直线度测量采用较多的方法有：激光准直法、圆度法、杠杆法等。其中激光准直法，以准直激光束的能量中心作为测量基准，激光器发出的激光经过准直后射向可以在深孔中移动的测量元件，测量元件感知深孔被测截面实际中心位置的变化，其上装有的CCD可实时得到相应的图像，经图像处理后可获得各被测截面实际的圆心位置，再经直线度评定即可获得深孔的轴线直线度，此方法原理简单，设备简单，精度较高，但测量对象受硬件尺寸的影响较大，对于细长的深孔，此法很难实现。圆度法是逐次测量每一径向固定间距截面的外圆柱面或内圆柱面的圆度，经数据处理得到该截面的圆心位置，再进行评定，此方法也存在对被测对象要求较高的缺点，且其精度较低。对于杠杆法，测量时深孔在工作台上移动，测量元件感知被测截面圆心位置的变化，并通过杠杆反映给千分表进行读数，此方法属于近似测量，且其测量精度不高，测量设备笨重。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于自校正的深孔轴线直线度测量装置及其测量方法，该装置采用激光回转的原理，并经过合理的结构设计，配合其测量方法可以方便地实现深孔轴线直线度校验工作。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

该种基于自校正的深孔轴线直线度测量装置，包括筒状的行走机构以及设置于行走机构前端的自定心旋转机构，所述行走机构包括基座以及分别设于基座两端的前、后轮轮毂，所述前后轮轮毂的外周缘上均匀分布有径向向外的可调滚动支撑机构，所述基座上设有一行走驱动机构，所述行走驱动机构包括一行走摩擦轮和行走电机，所述行走摩擦轮通过轮轴设置在筒状的行走机构中部的筒壁位置并以轴向为转动向，所述行走电机驱动行走摩擦轮转动，所述行走电机的轴端设有位移编码器，所述基座上还设有位移信息处理器，所述位移信息处理器连接有无线发送器，所述位移信息处理器还与位移编码器连接；所述自定心旋转机构包括筒状自定心基座以及分别同轴设置在自定心基座前后两端的盘状自定心第二支撑座和自定心第一支撑座，所述自定心第二支撑座和自定心第一支撑座的外缘上分别均匀分布有径向的自定心前滚动支撑和自定心后滚动支撑，所述自定心第一支撑座的后侧中心位置设置有激光发生器，所述自定心旋转机构的后端还设有旋转驱动机构，所述旋转驱动机构与行走机构连接。

上述前后轮轮毂的外周缘上均匀分布设有三套可调滚动支撑机构，所述可调滚动支撑机构包括径向导向筒，所述导向筒由底部至上口依次设有偏心轴、滑块和回转轴，所述回转轴设置在滑块上端，且回转轴上设有伸出所述前后轮轮毂的外周缘的滚动支撑轮；所述偏心轴轴向设置并伸出导向筒，偏心轴通过回转位置的变化实现滑块沿导向筒的移动，安装在径向滑块上端的回转轴带动滚动支撑轮实现径向移动。

上述行走机构还包括有行走电机支架、带轮和皮带；所述行走电机通过行走电机支架固定在基座上，所述行走电机通过带轮和皮带驱动所述行走摩擦轮。

上述旋转驱动机构包括带动架、轴承、变速从动齿轮、变速主动齿轮、旋转电机和旋转电机支架，所述旋转电机通过旋转电机支架固定在行走机构的基座上，所述变速主动齿轮设于旋转电机输出轴上，所述带动架、轴承以及变速从动齿轮依次同轴安装在第一支撑座的后端，所述轴承的外圈固定在行走机构的前轮轮毂上；所述旋转电机通过变速主动齿轮、变速从动齿轮和带动架驱动自定心旋转机构转动。

进一步，上述带动架与第一支撑座通过轴向贯穿的拨叉连接。

上述基座上方设置有一弧形的上防护罩，所述上防护罩于行走摩擦轮位置设有穿过孔。

基于以上所述的测量装置，本发明还提出一种深孔轴线直线度误差测量方法，具体包括以下步骤：

1)首先将工件固定在工作台上，并在工件的端口外设置接收处理器；

2)调整行走机构前后轮轮毂上的可调滚动支撑机构与工件内壁紧密接触；