本發(fā)明涉及一種深孔直線度檢測(cè)裝置，具體地說(shuō)涉及一種帶有防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的激光深孔直線度檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

在深孔直線度檢測(cè)過(guò)程中，采用psd傳感器配合激光檢測(cè)可以較為準(zhǔn)確地得到深孔的直線度誤差。然而在檢測(cè)過(guò)程中，如采用柔性的線繩牽拉測(cè)頭在深孔內(nèi)移動(dòng)，測(cè)頭會(huì)在深孔中繞深孔軸線產(chǎn)生一定角度的旋轉(zhuǎn)，影響測(cè)量結(jié)果。而且，柔性線繩只能以拉力使測(cè)頭在深孔中沿一個(gè)方向移動(dòng)，不方便測(cè)頭歸位進(jìn)行多次測(cè)量，效率很低。在檢測(cè)過(guò)程中，線繩還會(huì)有較大的可能性發(fā)生斷裂，使檢測(cè)裝置的可靠性有所降低。線繩的彈性會(huì)使測(cè)頭在深孔內(nèi)間歇運(yùn)動(dòng)，而非理想的勻速直線運(yùn)動(dòng)，不僅可能由于振動(dòng)影響檢測(cè)結(jié)果，還會(huì)使測(cè)頭的軸向定位變得困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：本發(fā)明旨在克服上述技術(shù)缺點(diǎn)，開(kāi)發(fā)一種能夠防止測(cè)頭在深孔中旋轉(zhuǎn)的激光深孔直線度檢測(cè)裝置，提高深孔直線度誤差測(cè)量的精度。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：本發(fā)明包括一個(gè)檢測(cè)架，檢測(cè)架上放有兩個(gè)v形塊，將被測(cè)工件放置于兩個(gè)v形塊上。psd傳感器固定于測(cè)頭上，測(cè)頭位于被測(cè)工件深孔內(nèi)，激光從被測(cè)工件深孔外部射入深孔照射在psd傳感器上形成一個(gè)光斑，psd傳感器記錄下的光斑位置變化信息就是被測(cè)工件深孔的直線度誤差，通過(guò)天線傳送至深孔外部，避免屏蔽。

本發(fā)明采用剛性測(cè)桿牽引測(cè)頭在被測(cè)工件深孔內(nèi)移動(dòng)，測(cè)桿橫截面不是圓形，且在所述的檢測(cè)架上具有一個(gè)可與測(cè)桿相配合的孔或槽，檢測(cè)時(shí)使測(cè)桿穿過(guò)該孔或槽牽引測(cè)頭移動(dòng)，由于測(cè)桿在圓周方向被檢測(cè)架上所述的非圓孔所限制，測(cè)桿不會(huì)在被測(cè)工件深孔內(nèi)繞深孔軸線旋轉(zhuǎn)，可以利用測(cè)桿限制測(cè)頭在深孔內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。

由于深孔工件通常較長(zhǎng)，本發(fā)明測(cè)桿以多段相同長(zhǎng)度的短桿剛性連接的方式連接測(cè)頭，檢測(cè)時(shí)拉動(dòng)測(cè)桿帶動(dòng)測(cè)頭在深孔內(nèi)移動(dòng)，移動(dòng)一定長(zhǎng)度后一節(jié)測(cè)桿露出深孔外，就可將這一節(jié)測(cè)桿卸下，從而可以減小檢測(cè)裝置的占地空間。

在檢測(cè)過(guò)程中，需要測(cè)頭隨深孔壁發(fā)生位置偏移，才能測(cè)得深孔直線度誤差，測(cè)頭和測(cè)桿之間如采用簡(jiǎn)單的剛性連接，會(huì)導(dǎo)致測(cè)頭的自由度受到限制，影響測(cè)頭的測(cè)量。本發(fā)明采用一個(gè)萬(wàn)向節(jié)連接測(cè)頭與測(cè)桿，在限制了測(cè)頭的三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度的同時(shí)不會(huì)限制測(cè)頭的移動(dòng)自由度。

檢測(cè)之前需要進(jìn)行調(diào)光，以保證激光光斑在整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中都能落在psd傳感器上。調(diào)光方法如下：首先在被測(cè)工件深孔的兩端加兩個(gè)端蓋，端蓋中心有一個(gè)小孔；然后使激光發(fā)射器固定在深孔外部的激光調(diào)節(jié)架上，調(diào)節(jié)激光調(diào)節(jié)架的位置和角度使激光同時(shí)穿過(guò)兩個(gè)端蓋上的小孔；最后，卸下端蓋，完成調(diào)光。

總之，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)：

1.檢測(cè)架1上放置有v形塊2，被測(cè)工件5置于v形塊2上，psd傳感器6固定在測(cè)頭7上，測(cè)頭7放置于深孔內(nèi)，測(cè)桿9與測(cè)頭7相連，激光發(fā)射器4固定于激光調(diào)節(jié)架3上，放置于被測(cè)工件5深孔外部，天線從深孔內(nèi)的psd傳感器6上引出到被測(cè)工件5深孔外部。

2.萬(wàn)向節(jié)8一端連接測(cè)頭7，另一端連接測(cè)桿9。

3.測(cè)桿9的截面不為圓形，在檢測(cè)架1上具有可與測(cè)桿9相配合的孔或槽。

4.測(cè)桿9為剛性零件。

5.檢測(cè)前，在被測(cè)工件5深孔兩端加兩個(gè)端蓋，該端蓋中心有一個(gè)小孔，激光同時(shí)穿過(guò)兩個(gè)端蓋上的小孔。

6.測(cè)桿9為多節(jié)短桿相連。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用剛性測(cè)桿牽拉測(cè)頭，有效解決了測(cè)頭在深孔內(nèi)繞深孔軸線旋轉(zhuǎn)的問(wèn)題。同時(shí)，在完成一次檢測(cè)后可以方便地利用測(cè)桿將測(cè)頭推回起點(diǎn)，而不需要將測(cè)頭取出再安裝，提高了多次檢測(cè)的效率。剛性的測(cè)桿在檢測(cè)過(guò)程中可以保證測(cè)頭最近似于勻速直線運(yùn)動(dòng)，使測(cè)頭可以準(zhǔn)確地軸向定位。剛性測(cè)桿強(qiáng)度較線繩更高，使系統(tǒng)具有更高的可靠性。

利用檢測(cè)架上的方孔或方形槽限制測(cè)桿繞深孔軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，利用萬(wàn)向節(jié)連接測(cè)頭與測(cè)桿。故測(cè)頭具有垂直于深孔軸線的兩個(gè)自由度，但不具有繞深孔軸線旋轉(zhuǎn)的自由度。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖

圖3是測(cè)桿結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖

圖4是測(cè)桿結(jié)構(gòu)示意圖側(cè)視圖

圖中：1-檢測(cè)架，2-v形塊，3-激光調(diào)節(jié)架，4-激光發(fā)射器，5-被測(cè)工件，6-psd傳感器，7-測(cè)頭，8-萬(wàn)向節(jié)，9-測(cè)桿，10-萬(wàn)向節(jié)頭，11-十字塊。

具體實(shí)施方式

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(lái)說(shuō)明本發(fā)明的，而不是 對(duì)本發(fā)明做任何限制。

具體實(shí)施方式1：

檢測(cè)架1上放置有兩個(gè)v形塊2，被測(cè)工件5置于v形塊2上，psd傳感器6固定在測(cè)頭7上，測(cè)頭7放置于深孔內(nèi)，剛性的測(cè)桿9與測(cè)頭7相連，激光發(fā)射器4固定于激光調(diào)節(jié)架3上放置于被測(cè)工件5深孔外部，天線從深孔內(nèi)的psd傳感器6上引出到被測(cè)工件5深孔外部。

萬(wàn)向節(jié)8一端連接測(cè)頭7，另一端連接測(cè)桿9，測(cè)桿9為多節(jié)相同長(zhǎng)度的短桿相連，測(cè)桿9的截面為d形，在檢測(cè)架1上具有長(zhǎng)方形的孔。

具體實(shí)施方式2：

檢測(cè)架1上放置有兩個(gè)v形塊2，被測(cè)工件5置于v形塊2上，psd傳感器6固定在測(cè)頭7上，測(cè)頭7放置于深孔內(nèi)，剛性的測(cè)桿9與測(cè)頭7相連，激光發(fā)射器4固定于激光調(diào)節(jié)架3上放置于被測(cè)工件5深孔外部，天線從深孔內(nèi)的psd傳感器6上引出到被測(cè)工件5深孔外部。

萬(wàn)向節(jié)8一端連接測(cè)頭7，另一端連接測(cè)桿9，測(cè)桿9為多節(jié)相同長(zhǎng)度的短桿相連，測(cè)桿9的截面為矩形，在檢測(cè)架1上具有矩形的槽。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種帶有防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的激光深孔直線度檢測(cè)裝置，采用激光準(zhǔn)直原理與PSD傳感器測(cè)量深孔工件孔軸線的直線度誤差。將被測(cè)工件放置在V形塊上，V形塊固定于檢測(cè)架上。PSD傳感器固定在測(cè)頭上，利用測(cè)桿牽拉測(cè)頭使PSD傳感器從深孔一端移動(dòng)到另一端。測(cè)桿為剛性零件，多段相接連接測(cè)頭。為防止測(cè)頭繞深孔軸線旋轉(zhuǎn)，測(cè)桿截面不為圓形，與檢測(cè)架上孔或槽配合。測(cè)桿通過(guò)一個(gè)萬(wàn)向節(jié)與測(cè)頭相連，具有三個(gè)平移自由度，不具有旋轉(zhuǎn)自由度。檢測(cè)信息通過(guò)天線傳送至深孔外部，由計(jì)算機(jī)接收。本發(fā)明占地空間小，排除了測(cè)頭旋轉(zhuǎn)造成的檢測(cè)誤差，天線從孔內(nèi)伸出，避免了信號(hào)屏蔽，檢測(cè)精度高。

技術(shù)研發(fā)人員：于大國(guó)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中北大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2016.03.26
技術(shù)公布日：2017.10.03