一種單激光單psd無線深孔直線度檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于深孔直線度檢測(cè)的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測(cè)裝置，解決深孔零件直線度檢測(cè)的技術(shù)難題。其包括牽引部分，檢測(cè)部分及數(shù)據(jù)處理部分，利用激光準(zhǔn)直，通過記錄光斑在PSD位置敏感傳感器上的位置的變化并由數(shù)據(jù)顯示器顯示出來，進(jìn)而計(jì)算得到深孔零件的直線度誤差。本發(fā)明的有益效果：設(shè)計(jì)了保證檢測(cè)精度的自定心測(cè)頭、PSD調(diào)零座，并利用自定心調(diào)光端蓋實(shí)現(xiàn)對(duì)激光入射角度的調(diào)節(jié)，采用激光固定，PSD位置敏感傳感器移動(dòng)的檢測(cè)方式，降低了檢測(cè)誤差，利用無線技術(shù)使裝置的集成化。
【專利說明】一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于深孔直線度檢測(cè)的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]深孔加工復(fù)雜且特殊，難以觀察加工部位和刀具狀況，加工過程受諸如刀桿變形、系統(tǒng)顫振、工件材質(zhì)、鉆頭參數(shù)、切削參數(shù)、油液壓力、排屑困難等多方面因素的影響，深孔零件常出現(xiàn)軸線偏斜的現(xiàn)象，一旦偏斜到某種程度，深孔零件軸線的直線度誤差將產(chǎn)生急劇變化，造成鉆頭損壞、工件報(bào)廢、產(chǎn)品精度低、質(zhì)量不合格等不良后果。由于深孔加工服務(wù)于裝備制造行業(yè)，深孔工件的質(zhì)量直接影響裝備制造業(yè)的發(fā)展，也限制了深孔向其他領(lǐng)域拓展的空間。
[0003]直線度檢測(cè)貫穿于整個(gè)深孔加工過程中，是深孔領(lǐng)域控制產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段，直線度好的零件也可以使自身在與其他零件配合使用時(shí)發(fā)揮出最大的性能，提高總裝精度。直線度是深孔加工必須考慮的一項(xiàng)基本指標(biāo)，對(duì)于孔類零件，通常所說的直線度是指零件實(shí)際軸線相對(duì)于理論軸線的偏差。
[0004]國內(nèi)外在深孔直線度檢測(cè)與糾偏技術(shù)方面的研究不斷加深，但是相對(duì)其他計(jì)量項(xiàng)目而言，直線度檢測(cè)技術(shù)顯得落后，尤其表現(xiàn)在對(duì)大長(zhǎng)工件孔軸線直線度檢測(cè)方面，到目前為止，尚沒有用于檢測(cè)深孔軸線直線度偏差的成熟產(chǎn)品。實(shí)際中，工人師傅經(jīng)常通過用卡尺在孔的兩端沿不同徑向方向測(cè)量壁厚的方法判定直線度好壞，這種方法不能測(cè)得深孔內(nèi)部軸線偏差，也即不能實(shí)現(xiàn)對(duì)深孔零件直線度的全程連續(xù)動(dòng)態(tài)檢測(cè)，很不精準(zhǔn)，容易陷入以點(diǎn)概面的誤區(qū)。
[0005]而一些高精度直線度檢測(cè)儀器的價(jià)格又比較昂貴，難以接受。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的旨在克服上述缺點(diǎn)，提供一種利用激光技術(shù)和PSD位置敏感傳感器檢測(cè)深孔軸線直線度的無線檢測(cè)裝置。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下解決方案:一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測(cè)裝置包括牽引部分，檢測(cè)部分及數(shù)據(jù)處理部分。
[0008]所述的牽引部分主要包括牽引線、滑輪、電機(jī)及電機(jī)控制芯片，所述的檢測(cè)部分主要包括激光多維調(diào)節(jié)架、激光器、調(diào)光端蓋、PSD位置敏感傳感器、測(cè)頭、PSD調(diào)零座及端蓋內(nèi)套，所述的測(cè)頭包括測(cè)頭電源、測(cè)頭錐形體、測(cè)頭錐形套、測(cè)頭彈簧、測(cè)頭彈簧座、測(cè)頭螺母、信號(hào)轉(zhuǎn)換器及信號(hào)發(fā)射器，所述的調(diào)光端蓋包括端蓋錐形體、端蓋錐形套、端蓋彈簧、端蓋彈簧座及端蓋螺母，所述的數(shù)據(jù)處理部分主要包括信號(hào)接收器及數(shù)據(jù)處理器。
[0009]所述的滑輪與電機(jī)固連，所述的電機(jī)與電機(jī)高度調(diào)節(jié)架通過螺栓固連，所述的電機(jī)與電機(jī)控制芯片相連，所述的測(cè)頭錐形套套于測(cè)頭錐形體的錐面上，所述的測(cè)頭彈簧座一端與測(cè)頭螺母接觸，另一端與測(cè)頭彈簧接觸，所述的測(cè)頭彈簧座套于測(cè)頭錐形體的圓柱部分，所述的測(cè)頭彈簧的兩端分別與測(cè)頭錐形套、測(cè)頭彈簧座接觸，所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)發(fā)射器、測(cè)頭電源固連于測(cè)頭錐形體末端，所述的測(cè)頭電源與PSD位置敏感傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)發(fā)射器相連，所述的PSD調(diào)零座固連于測(cè)頭末端，所述的PSD位置敏感傳感器位于PSD調(diào)零座內(nèi)，所述的激光器與激光多維調(diào)節(jié)架固連，所述的端蓋錐形套套于端蓋錐形體的錐面上，所述的端蓋彈簧座一端與端蓋螺母接觸，另一端與端蓋彈簧接觸，所述的測(cè)頭彈簧座套于端蓋錐形體的圓柱部分，所述的端蓋彈簧的兩端分別與端蓋錐形套、端蓋彈簧座接觸，所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換器分別與PSD位置敏感傳感器及信號(hào)發(fā)射器相連，所述的信號(hào)接收器與數(shù)據(jù)處理器相連。
[0010]所述的數(shù)據(jù)處理器設(shè)置有顯示屏，所述的信號(hào)接收器位于工件的孔內(nèi)。
[0011 ] 所述的PSD調(diào)零座側(cè)壁上均布有4個(gè)調(diào)零螺釘，所述的PSD調(diào)零座上設(shè)置有通孔，所述的PSD位置敏感傳感器上設(shè)置有通孔，所述的PSD調(diào)零座上設(shè)置的通孔直徑與PSD位置敏感傳感器上設(shè)置的通孔直徑相同，所述的PSD調(diào)零座與PSD位置敏感傳感器通過螺釘連接，螺釘直徑小于兩通孔的直徑。
[0012]所述的端蓋錐形體及端蓋內(nèi)套分別設(shè)置有沿各自軸心方向的通孔，所述的端蓋錐形體上設(shè)置有內(nèi)窺孔，內(nèi)窺孔用于觀察內(nèi)部情況。所述的端蓋內(nèi)套外部設(shè)置有凹槽，所述的端蓋內(nèi)套套于調(diào)光端蓋的通孔內(nèi)。
[0013]所述的測(cè)頭錐形套由形狀相同的三個(gè)等分體組成，測(cè)頭錐形套內(nèi)表面與測(cè)頭錐形體錐面貼合；所述的端蓋錐形套由形狀相同的三個(gè)等分體組成，端蓋錐形套內(nèi)表面與端蓋錐形體錐面貼合。
[0014]所述的測(cè)頭錐形套外部沿圓周設(shè)置有凹槽，凹槽內(nèi)套有彈性體；所述的端蓋錐形套外部沿圓周設(shè)置有凹槽，上述兩凹槽內(nèi)均套有彈性體。所述的彈性體的作用為將分散獨(dú)立的測(cè)頭錐形套三個(gè)等分體及端蓋錐形套三個(gè)等分體保持為一個(gè)整體并具有沿深孔徑向的收縮性及舒張性。
[0015]所述的激光器在工作時(shí)位于深孔零件外部并與其相對(duì)靜止，所述的測(cè)頭及PSD位置敏感傳感器工作時(shí)位于深孔零件孔內(nèi)并與其產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)。
[0016]所述的測(cè)頭彈簧在工作時(shí)處于壓縮狀態(tài)，所述的端蓋彈簧在工作時(shí)處于壓縮狀態(tài)。
[0017]一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測(cè)裝置的調(diào)光目的:使入射激光接近深孔零件的軸線。
[0018]一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測(cè)裝置的調(diào)光原理:
[0019]第一步，入射激光的粗調(diào)，分別在工件深孔內(nèi)部的兩端各放置一個(gè)調(diào)光端蓋，調(diào)整激光多維調(diào)節(jié)架至激光通過兩個(gè)調(diào)光端蓋的通孔，在兩個(gè)調(diào)光端蓋的通孔內(nèi)各放置一個(gè)端蓋內(nèi)套，調(diào)整激光多維調(diào)節(jié)架至激光通過兩個(gè)端蓋內(nèi)套的通孔；
[0020]第二步，入射激光的精調(diào)，移去工件深孔內(nèi)部的兩端放置的調(diào)光端蓋及端蓋內(nèi)套，將帶有PSD位置敏感傳感器及PSD調(diào)零座的測(cè)頭置于工件深孔內(nèi)部的一端，調(diào)整激光多維調(diào)節(jié)架至數(shù)據(jù)處理器讀數(shù)為零，將帶有PSD位置敏感傳感器及PSD調(diào)零座的測(cè)頭置于工件深孔內(nèi)部的另一端，調(diào)整激光多維調(diào)節(jié)架至數(shù)據(jù)處理器讀數(shù)為零。
[0021]一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測(cè)裝置的檢測(cè)步驟為:
[0022]第一步，在深孔零件的兩端各放一個(gè)調(diào)光端蓋，調(diào)整激光多維調(diào)節(jié)架至激光同時(shí)穿過端蓋錐形體上的通孔，將兩個(gè)端蓋內(nèi)套套于兩端的調(diào)光端蓋的通孔內(nèi)，再次調(diào)整激光多維調(diào)節(jié)架至激光同時(shí)穿過端蓋內(nèi)套上的通孔，移去調(diào)光端蓋和端蓋內(nèi)套，將測(cè)頭置于待測(cè)孔內(nèi)，調(diào)整PSD調(diào)零座上的四個(gè)螺釘至數(shù)據(jù)處理器的讀數(shù)為零；
[0023]第二步，當(dāng)測(cè)頭位于深孔始端時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)及數(shù)據(jù)處理部分，激光器的光斑落在PSD位置敏感傳感器上，信號(hào)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)發(fā)射器通電，PSD位置敏感傳感器反饋光斑位置變化，反饋相關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理器即時(shí)顯示樣點(diǎn)坐標(biāo)信息，當(dāng)測(cè)頭位于深孔末端時(shí)，關(guān)閉電機(jī)。
[0024]本發(fā)明利用采集的坐標(biāo)點(diǎn)信息，擬合出深孔直線度的空間曲線，根據(jù)該曲線的直線度信息評(píng)定深孔直線度。
[0025]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0026]本發(fā)明通過PSD位置敏感傳感器上光斑的變化和裝置沿被檢測(cè)零件軸向位移變化，得到離散樣點(diǎn)的空間坐標(biāo)，經(jīng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理，擬合出一條空間曲線，進(jìn)而求出孔軸線直線度誤差值；利用無線技術(shù)，減少了連接線，使整個(gè)產(chǎn)品集成化；調(diào)光端蓋與端蓋內(nèi)套的設(shè)置提高了裝置的可操作性，裝置采用激光固定，PSD移動(dòng)的檢測(cè)方式，降低了方法誤差，有效提聞了裝置的檢測(cè)精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本裝置結(jié)構(gòu)示意圖
[0028]圖2是本裝置測(cè)頭結(jié)構(gòu)示意圖
[0029]圖3是本裝置調(diào)光端蓋結(jié)構(gòu)示意圖
[0030]圖4是本裝置PSD調(diào)零座結(jié)構(gòu)示意圖
[0031]圖5是本裝置端蓋內(nèi)套結(jié)構(gòu)示意圖
[0032]圖6是本裝置測(cè)頭錐形體與測(cè)頭錐形套結(jié)構(gòu)示意圖
[0033]圖7是本裝置端蓋錐形體與端蓋錐形套結(jié)構(gòu)示意圖
[0034]圖中:1-信號(hào)接收器，2-數(shù)據(jù)處理器，3-激光多維調(diào)節(jié)架，4-激光器，5-調(diào)光端蓋，6-工件，7-PSD位置敏感傳感器，8-測(cè)頭，9-牽引線，10-滑輪，11-電機(jī)，12-測(cè)頭電源，13-測(cè)頭錐形體，14-測(cè)頭錐形套，15-測(cè)頭彈簧，16-測(cè)頭彈簧座，17-測(cè)頭螺母，18-信號(hào)轉(zhuǎn)換器，19-彳目號(hào)發(fā)射器，20-內(nèi)窺孔，21-端蓋維形體，22-端蓋維形套，23-端蓋彈黃，24-端蓋彈簧座，25-端蓋螺母，26-PSD調(diào)零座，27-端蓋內(nèi)套。

【具體實(shí)施方式】
[0035]結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步描述，本實(shí)施方式是用來說明本發(fā)明的，而不是對(duì)本發(fā)明做任何限制。
[0036]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7所示，本發(fā)明包括:信號(hào)接收器1，數(shù)據(jù)處理器2，激光多維調(diào)節(jié)架3，激光器4，調(diào)光端蓋5，工件6，PSD位置敏感傳感器7，測(cè)頭8，牽引線9，滑輪10，電機(jī)11，測(cè)頭電源12，測(cè)頭錐形體13，測(cè)頭錐形套14，測(cè)頭彈簧15，測(cè)頭彈簧座16，測(cè)頭螺母17，信號(hào)轉(zhuǎn)換器18，信號(hào)發(fā)射器19，內(nèi)窺孔20，端蓋錐形體21，端蓋錐形套22，端蓋彈簧23，端蓋彈簧座24，端蓋螺母25，PSD調(diào)零座26，端蓋內(nèi)套27。
[0037]所述的滑輪10的材料為塑料。
[0038]所述的激光多維調(diào)節(jié)架3可以調(diào)整豎直與水平位置。
[0039]所述的數(shù)據(jù)處理器2的顯示屏可以用計(jì)算機(jī)顯示器代替。
【權(quán)利要求】
1.一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測(cè)裝置，其特征在于包括牽引部分，檢測(cè)部分及數(shù)據(jù)處理部分； 所述的牽引部分主要包括牽引線(9)、滑輪(10)、電機(jī)(11)及電機(jī)控制芯片，所述的檢測(cè)部分主要包括激光多維調(diào)節(jié)架(3)、激光器(4)、調(diào)光端蓋(5)、PSD位置敏感傳感器(7)、測(cè)頭(8)、PSD調(diào)零座(26)及端蓋內(nèi)套(27)，所述的測(cè)頭(8)包括測(cè)頭電源(12)、測(cè)頭錐形體(13)、測(cè)頭錐形套(14)、測(cè)頭彈簧(15)、測(cè)頭彈簧座(16)、測(cè)頭螺母(17)、信號(hào)轉(zhuǎn)換器(18)及信號(hào)發(fā)射器(19)，所述的調(diào)光端蓋(5)包括端蓋錐形體(21)、端蓋錐形套(22)、端蓋彈簧(23)、端蓋彈簧座(24)及端蓋螺母(25)，所述的數(shù)據(jù)處理部分主要包括信號(hào)接收器(I)及數(shù)據(jù)處理器(2); 所述的滑輪(10)與電機(jī)(11)固連，所述的電機(jī)(11)與電機(jī)高度調(diào)節(jié)架通過螺栓固連，所述的電機(jī)(11)與電機(jī)控制芯片相連，所述的測(cè)頭錐形套(14)套于測(cè)頭錐形體(13)的錐面上，所述的測(cè)頭彈簧座(16) —端與測(cè)頭螺母(17)接觸，另一端與測(cè)頭彈簧(15)接觸，所述的測(cè)頭彈簧座(16)套于測(cè)頭錐形體(13)的圓柱部分，所述的測(cè)頭彈簧(15)的兩端分別與測(cè)頭錐形套(14)、測(cè)頭彈簧座(16)接觸，所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換器(18)、信號(hào)發(fā)射器(19)、測(cè)頭電源(12)固連于測(cè)頭錐形體(13)末端，所述的測(cè)頭電源(12)與PSD位置敏感傳感器(7)、信號(hào)轉(zhuǎn)換器(18)、信號(hào)發(fā)射器(19)相連，所述的PSD調(diào)零座(26)固連于測(cè)頭(8)末端，所述的PSD位置敏感傳感器(7)位于PSD調(diào)零座(26)內(nèi)，所述的激光器(4)與激光多維調(diào)節(jié)架(3)固連，所述的端蓋錐形套(22)套于端蓋錐形體(21)的錐面上，所述的端蓋彈簧座(24) —端與端蓋螺母(25)接觸，另一端與端蓋彈簧(23)接觸，所述的測(cè)頭彈簧座(16)套于端蓋錐形體(21)的圓柱部分，所述的端蓋彈簧(23)的兩端分別與端蓋錐形套(22)、端蓋彈簧座(24)接觸，所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換器(18)分別與PSD位置敏感傳感器(7)及信號(hào)發(fā)射器(19)相連，所述的信號(hào)接收器(I)與數(shù)據(jù)處理器(2)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測(cè)裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)處理器(2)設(shè)置有顯示屏，所述的信號(hào)接收器(I)位于工件￠)的孔內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測(cè)裝置，其特征在于所述的PSD調(diào)零座(26)側(cè)壁上均布有4個(gè)調(diào)零螺釘，所述的PSD調(diào)零座(26)上設(shè)置有通孔，所述的PSD位置敏感傳感器(7)上設(shè)置有通孔，所述的PSD調(diào)零座(26)上設(shè)置的通孔直徑與PSD位置敏感傳感器(7)上設(shè)置的通孔直徑相同，所述的PSD調(diào)零座(26)與PSD位置敏感傳感器(7)通過螺釘連接，螺釘直徑小于兩通孔的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測(cè)裝置，其特征在于所述的端蓋錐形體(21)及端蓋內(nèi)套(27)分別設(shè)置有沿各自軸心方向的通孔，所述的端蓋錐形體(21)上設(shè)置有內(nèi)窺孔(20)，所述的端蓋內(nèi)套(27)外部設(shè)置有凹槽，所述的端蓋內(nèi)套(27)套于調(diào)光端蓋(5)的通孔內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測(cè)裝置，其特征在于所述的測(cè)頭錐形套(14)由形狀相同的三個(gè)等分體組成，測(cè)頭錐形套(14)內(nèi)表面與測(cè)頭錐形體(13)錐面貼合；所述的端蓋錐形套(22)由形狀相同的三個(gè)等分體組成，端蓋錐形套(22)內(nèi)表面與端蓋錐形體(21)錐面貼合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測(cè)裝置，其特征在于所述的測(cè)頭錐形套(14)外部沿圓周設(shè)置有凹槽，凹槽內(nèi)套有彈性體；所述的端蓋錐形套(22) 外部沿圓周設(shè)置有凹槽，上述兩凹槽內(nèi)均套有彈性體。
【文檔編號(hào)】G01B11/27GK104165603SQ201410367901
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】于大國 申請(qǐng)人:中北大學(xué)