[发明专利]一种孔心定位法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工定位领域，特别涉及一种孔心定位法。

背景技术

在机械设备中，圆孔往往作为一种常见的结构要素和轴、轴承等进行配合，有着广泛的应用。机械配合级的特殊要求，使得针对任意大小的孔，加工要求都较高。在航海、航空和核电工业等一些涉及到国计民生的大型装备上，有很高的精度等级要求，而精确定位孔心是精加工孔时的第一步，直接影响产品质量。例如，孔心同基准的实际距离同图纸上标称距离的偏差形成了孔的位置度；单孔内，各圆截面的实际连心线同理想孔轴线的偏差范围构成了孔的同轴度；另外，孔心的实际连线与工件某一基准还常有垂直度或平行度的要求，这些参数都是孔的精度设计的组成部分，因而，能否快速、精确定位孔心，意义重大。

目前，在机加工行业中，比较通用的孔心定位方法是百分表极值找正法。这种找正方法虽然可在机床坐标系下进行，但只可确定被测孔与作为基准的另一结构要素之间的相对坐标值。简述原理如下：假定基准与被测孔平行，同样为孔，面向基准孔的截面，将机床坐标系的三个方向分别定为为左右、前后和上下。为了确定孔心同基准在左右方向的相对坐标：首先，将百分表以适当角度固定在主轴附件上，主轴上下移动，测量基准孔内壁左侧或右侧，记录百分表示数的最小值和此时的机床坐标；其次，保持百分表状态不变，以同样的方式测量被测孔，找出百分表示数最小位置后，左右移动主轴，并使百分表示数和上次记录的最小值数据相等，此时，再次记录机床坐标。两次机床左右坐标值之差即为该方向上孔心和基准的相对坐标。同理，测出上下方向上的孔心相对坐标。由此可见，百分表极值找正法的操作比较复杂，对于一个经验欠缺的操作者而言，有相当的难度；同时，整个过程所占工时较多，对大型设备加工而言，往往需要数个小时，严重影响工厂加工效率。另外，还有其他许多优秀的孔心定位方法，比如百分表三点找心法和标记法等。

发明人在实现本发明的过程中发现现有技术中至少存在以下的缺点和不足：

现有技术中由于通过接触进行孔的定位，会出现外力的干扰，影响定位的精度；通过人工读数，会存在一定的误差，以及测量大型工件的过程复杂度较高。

发明内容

本发明提供了一种孔心定位法，本方法实现了无接触式定位，通过数字显示避免了人工读数，并以机床主轴为测量回转轴，实现工件坐标系与机床坐标系的直接关联，降低了测量大型工件的复杂度，详见下文描述：

一种孔心定位法，所述方法包括以下步骤：

(1)将激光位移传感器固定在数控机床的主轴上随所述主轴旋转；

(2)所述激光位移传感器沿圆周扫描并沿竖直方向运动，通过所述激光位移传感器获取孔内表面和激光出射点之间的距离e，每一周内纪录一次e的幅值，获取e在竖直方向最小幅值，所述竖直方向最小幅值对应的点为转折点，在所述转折点回转轴线同孔心距离a最小；

(3)所述激光位移传感器从所述转折点开始沿圆周扫描并沿水平移动，每一周内纪录一次e水平方向的幅值，获取e在水平方向最小幅值，所述水平方向最小幅值对应的回转轴线和孔心重合，此时，机床的数显坐标值即为孔心坐标；

(4)在所述主轴端，无线发射模块同所述激光位移传感器直接相连，实时发送所述激光位移传感器采集的e的所有值；

(5)数据接收端实时接收所述e的所有值，对所述e的所有值进行去噪处理，并将处理后的所述e在每周内的幅值进行显示。

所述获取孔内表面和激光出射点之间的距离e具体为：