[发明专利]一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置

说明书

一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，涉及小型和微小型螺纹类零件的形位公差测量领域；包括二维平移台、螺纹装夹器、设备安装架、面阵光电成像传感器、远心光源、远心镜头组、计算机和被测螺纹；设备安装架的低平台上固定安装有轴向竖直的支杆；二维平移台固定安装在高平台上表面；螺纹装夹器固定安装在二维平移台的上表面；被测螺纹同轴固定安装在螺纹装夹器上；远心光源固定安装在设备安装架低平台的上表面；面阵光电成像传感器固定安装在设备安装架的竖直支杆上；本发明使用远心光源分别对螺纹部分和基准部分进行照射，图像被面阵光电成像传感器采集之后，直接计算出螺纹与基准的同轴度数值，具有非接触、高效、高精度和自动化测量等优点。

技术领域

本发明涉及一种小型和微小型螺纹类零件的形位公差测量领域，特别是一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置。

背景技术

螺纹零件在航空航天领域的使用频率非常高，在精密加工与制造过程中，对螺纹零件的高精度实时自动化测量，不但有利于精密加工的实现，提高零件本身的质量，而且有利于提高螺纹零件的装配质量。目前已有的螺纹同轴度检测方法主要是接触法，而接触法效率比较低，自动化程度不高，且容易引起人为误差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，使用远心光源分别对螺纹部分和基准部分进行照射，图像被面阵光电成像传感器采集之后，通过图像处理软件进行处理，可直接计算出螺纹与基准的同轴度数值，具有非接触、高效、高精度和自动化测量等优点。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，包括二维平移台、螺纹装夹器、设备安装架、面阵光电成像传感器、远心光源、远心镜头组、计算机和被测螺纹；其中，设备安装架截面为L形，包括高平台、低平台两个水平台面，低平台上固定安装有轴向竖直的支杆；二维平移台固定安装在设备安装架的高平台上表面；螺纹装夹器固定安装在二维平移台的上表面，且轴向指向设备安装架的低平台方向；被测螺纹同轴固定安装在螺纹装夹器上；远心光源固定安装在设备安装架低平台的上表面；远心镜头组包括两个相同的远心镜头；其中一个远心镜头固定安装在远心光源的上表面；面阵光电成像传感器固定安装在设备安装架的竖直支杆上；另外一个远心镜头固定安装在面阵光电成像传感器的下表面；二维平移台、面阵光电成像传感器和远心光源均与计算机连接。

在上述的一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，所述二维平移台实现带动螺纹装夹器在设备安装架高平台上表面进行二维平移；计算机实现对二维平移台的移动控制，二维平移台移动的直线度小于0.5微米，重复定位精度小于0.5微米。

在上述的一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，设备安装架上的竖直支杆位于设备安装架低平台上表面的中心轴线处。

在上述的一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，远心镜头组中的两个远心镜头均为喇叭形状；两个远心镜头的开口处对准被测螺纹；且两个远心镜头开口沿轴向竖直对准，实现图像边缘畸变最小。

在上述的一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，所述远心光源的光源为单色光光源、LED光源、卤素灯或激光光源。

在上述的一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，所述面阵光电成像传感器为面阵光电成像传感器，像素数大于200万。

在上述的一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，螺纹装夹器沿轴向旋转范围为0-360°；旋转重复定位精度小于1角秒。

在上述的一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，所述两个远心镜头的开口夹角为0-30°；两个远心镜头开口平面间的竖直距离大于50mm。

在上述的一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，所述L形设备安装架的高平台为倾斜式结构；高平台与低平台间的夹角为40-60°；且位于远心光源上表面的远心镜头开口上方被高平台遮挡，遮挡长度大于远心镜头直径的30％。