專利名稱：多錐度深孔加工檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用于檢測深孔精加工前的內(nèi)孔表面質(zhì)量和尺寸精度的裝置，具體地說，涉及一種多錐度深孔加工檢測裝置。屬于機械設計與制造及設備檢測技術領域。
背景技術：
目前，涉及多錐度深孔粗加工后進行精加工的檢測大都采用常規(guī)方法進行，其檢測精度偏低。在工程上廣泛應用的多錐度深孔檢測的方法主要是內(nèi)規(guī)測量法。內(nèi)規(guī)測量法采取目視直讀，因人而異，不僅精度難以保證，而且方法落后，效率低，在對長身管內(nèi)徑測量上往往又顯得無能為力。傳統(tǒng)檢測裝置一般為懸臂梁結構。由于檢測對象為多錐度深孔，多數(shù)檢測裝置為懸臂梁結構，其力學性能差，不能滿足檢測裝置的同軸度問題。
現(xiàn)有公開的文獻中，“炮管藥室參數(shù)測量技術的研究”(《彈道學報學》1998. 12第10卷(4) :88 91)、“火炮內(nèi)膛表面粗糙度檢測技術”(《長春光學精密機械學院學報》2000. 12第23卷(4): 12 14)、以及“基于C⑶的小口徑炮膛質(zhì)量檢測系統(tǒng)”(《自動測量與控制》2008第27卷(9) :79 83)中介紹的有關多錐度深孔加工檢測內(nèi)容均是關于檢測纏度的，其方法是利用CCD攝像頭或者激光檢測；在專利85200580中公開了一種火炮身管光學綜合檢查儀，這種檢查儀主要是利用光學原理檢測炮管深孔的膛線、炮口角和彎曲度。隨著現(xiàn)代測量技術、測量手段、測量方法向多元化和高精度發(fā)展，光電技術在測試領域得到了廣泛的應用，也有相關產(chǎn)品應用在多錐度深孔的檢測上。但是對于多錐度深孔內(nèi)各參數(shù)的檢測，由于多錐度深孔本身的特點深孔屬變錐度深孔，變錐度深孔尺寸長、光線暗、不易觀察；深孔存在孔徑變化范圍大，最小孔徑尺寸小，孔內(nèi)不易設置探頭，調(diào)整測量儀不方便；利用光電技術如CCD攝像頭，激光檢測很難實現(xiàn)對多錐度深孔的檢測。CCD攝像頭無法很好的拍攝到內(nèi)孔情況；利用聲波和光柵來檢測時，由于檢測過程中干擾因素很大，信號采集存在問題，不能很好的滿足檢測要求。

實用新型內(nèi)容為了避免現(xiàn)有技術存在的不足，克服其結構復雜，力學性能差；常規(guī)方法檢測精度低，效率較低的問題。本實用新型提出一種多錐度深孔加工檢測裝置，目的用于檢測多錐度深孔的表面質(zhì)量和尺寸精度；檢測裝置可進行自導向，同時檢測多錐度深孔的多項參數(shù)；檢測裝置采用簡支梁結構，操作方便；檢測過程穩(wěn)定，檢測精度高。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是包括導向柱、絲杠、固定機構、爬行器、動力機構、輸出管、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述固定機構包括導向套、套筒、大軸承、固定環(huán)、導向柱銷釘、固定銷釘、底座，導向套固定安裝在底座上，固定環(huán)與大軸承過渡配合固定在導向套內(nèi)，固定在導向套內(nèi)的套筒端面與大軸承的端面相對，導向套通過固定銷釘與套筒定位，大軸承卡在導向套與套筒之間，導向套和套筒通過螺釘連接；爬行器固連在絲杠上位于套筒內(nèi)；絲杠依次穿過導向套、套筒、大軸承、固定環(huán)和爬行器；導向柱通過導向柱銷釘固定安裝在絲杠的前端部，動力機構固連在絲杠的后端部；輸出管的一端固定安裝在爬行器上，另一端與動力機構連接；爬行器沿絲杠前后移動并采集數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)線傳輸給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述爬行器由爬行器主體、前端蓋、后端蓋、電感位移傳感器、傳感器固定架、傳感器夾持器、光柵傳感器、光柵位移傳感器固定架組成，所述傳感器夾持器為“H”形，中間橫向有螺紋通孔，電感位移傳感器和光柵傳感器分別固定在傳感器夾持器上、兩個傳感器夾持器分別固定在傳感器固定架和光柵位移傳感器固定架上，傳感器固定架和光柵位移傳感器固定架安裝在爬行器主體兩側，前端蓋、后端蓋通過端蓋固定螺釘與爬行器主體固連。所述動力機構包括殼體、伺服電機、軸承固定環(huán)、軸承、主動齒輪、從動齒輪、六角螺母、齒輪及搖桿組成，所述軸承固定環(huán)為二個，分別同軸固定安裝在殼體兩側板上，軸承固定在軸承固定環(huán)上，絲杠穿過軸承固定環(huán)，從動齒輪與六角螺母固連在絲杠上兩軸承之間；伺服電機安裝在殼體的內(nèi)側，伺服電機輸出軸與主動齒輪固連，且與絲杠平行；搖桿安裝在殼體上，殼體內(nèi)的搖桿端部安裝齒輪與主動齒輪嚙合；動力機構由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)控制。所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)發(fā)出信號，動力機構接收控制信號，伺服電機驅(qū)動動力機構移動，動力機構在移動時通過輸出管推動爬行器滑動前移，同時，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)發(fā)出采集信號，電感位移傳感器和光柵傳感器采集信號，并將信號傳輸回數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。本實用新型多錐度深孔加工檢測裝置采用導向柱、絲杠、固定機構三者構成的簡支梁結構；導向柱伸進入檢測產(chǎn)品內(nèi)部，其外徑與檢測產(chǎn)品內(nèi)徑一致，起到導向作用，同時，爬行器在絲杠上移動時能保證其自身與檢測產(chǎn)品的同軸度；帶有傳感器的爬行器沿絲杠移動進行檢測，通過光柵傳感器標定然后進行信號采集和處理，從而得到表面質(zhì)量參數(shù)；通過電感位移傳感器測量尺寸波動，從而得到尺寸精度參數(shù)；同時多錐度深孔檢測裝置在檢測每個參數(shù)時，能同時各采集四個數(shù)據(jù)，從而保證檢測的精確性；其檢測過程穩(wěn)定，檢測過程不受光線影響。有益效果本實用新型多錐度深孔加工檢測裝置結構簡單，通過簡支梁結構實現(xiàn)機構的平穩(wěn)運行，減少在信號采集過程中因震動產(chǎn)生的干擾，避免檢測過程中因受力不均勻?qū)α慵蝹默F(xiàn)象；檢測裝置檢測精度高，在檢測過程中，可同時檢測表面質(zhì)量和尺寸精度二個參數(shù)；檢測裝置可自導向，避免因為內(nèi)孔為多錐度深孔而在檢測過程中產(chǎn)生偏離圓心的現(xiàn)象；檢測裝置采用絲杠為導軌，避免了爬行器在檢測過程中對已加工的工件表面割傷，影響加工質(zhì)量。
以下結合附圖
和實施方式對本實用新型多錐度深孔加工檢測裝置作進一步詳細說明。圖I為本實用新型多錐度深孔加工檢測裝置結構示意圖。圖2為本實用新型多錐度深孔加工檢測裝置的爬行器結構示意圖。圖3為本實用新型多錐度深孔加工檢測裝置的動力機構示意圖。圖4為本實用新型多錐度深孔加工檢測裝置的力學結構示意圖。圖5為被檢測零件多錐度深孔管的剖視圖。圖中[0021]I.導向柱2.絲杠3.導向柱銷釘4.導向套5.套筒6.爬行器7.固定銷釘8.大軸承9.固定緊固螺釘10.固定環(huán)11.輸出管12.動力機構13.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)14.電感位移傳感器15.傳感器緊固螺釘16.爬行器主體17.前端蓋18.傳感器固定架19.傳感器夾持器20.電感位移傳感器固定架頂蓋21.光柵位移傳感器固定架頂蓋22.后端蓋23.光柵位移傳感器固定架24.光柵傳感器25.端蓋緊固螺釘26.殼體27.主動齒輪28.伺服電機29.軸承固定環(huán)30.軸承31.從動齒輪32.六角螺母33.齒輪
具體實施方式
本實施例是多錐度深孔加工檢測裝置，包括包括導向柱、絲杠、固定機構、爬行器、動力機構、輸出管、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。 本實用新型多錐度深孔加工檢測裝置整體結構如圖I所示。檢測裝置由導向柱I、絲杠2、導向柱銷釘3、導向套4、套筒5、爬行器6、固定銷釘7、大軸承8、固定緊固螺釘9、固定環(huán)10、輸出管11、動力機構12、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)13組成；導向套4通過銷釘與底座定位，通過螺釘固定安裝在底座上，固定環(huán)10與大軸承8過渡配合固定在導向套4內(nèi)，再放置套筒，固定在導向套4內(nèi)的套筒5端面與大軸承8端面相對，導向套4通過固定銷釘7與套筒5定位，通過固定緊固螺釘9進行連接，同時將軸承卡在導向套與套筒之間。其中導向套4內(nèi)徑與檢測工件端口外徑尺寸一致，套筒5內(nèi)徑與檢測工件端口的內(nèi)徑尺寸相等。爬行器6固連在絲杠2的中部，位于導向套4內(nèi)大軸承8的另一端面；絲杠2穿過導向套4、套筒5、大軸承8、固定環(huán)10和爬行器6 ;導向柱I通過導向柱銷釘3固定連接在絲杠2的前端部，動力機構12固定連接在絲杠2的后端部；輸出管11的一端固定安裝在爬行器6上，另一端與動力機構12連接；爬行器6沿著絲杠2前后移動并采集數(shù)據(jù)，通過連接的數(shù)據(jù)線傳輸給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)13。如圖2、圖3所示，多錐度深孔加工檢測裝置的爬行器包括電感位移傳感器14、傳感器緊固螺釘15、爬行器主體16、前端蓋17、傳感器固定架18、傳感器夾持器19、電感位移傳感器固定架頂蓋20、光柵位移傳感器固定架頂蓋21、后端蓋22、光柵位移傳感器固定架23、光柵傳感器24、端蓋緊固螺釘25組成；安裝時先將電感位移傳感器14和光柵傳感器24分別固定在傳感器夾持器19上，兩個呈“H”形傳感器夾持器19分別安裝在傳感器固定架18和光柵位移傳感器固定架23上，再將電感位移傳感器固定架頂蓋20固定、光柵位移傳感器固定架頂蓋21固定，將固定好的電感位移傳感器和光柵傳感器固定安裝在爬行器主體16上；數(shù)據(jù)線通過爬行器主體16和傳感器固定架上預留孔導出與輸出管相連接；輸出管11與爬行器主體16固定連接。前端蓋17、后端蓋22上各有四個呈90°分布的螺孔，爬行器主體16前端、后端亦各有四個螺釘孔與其相對應，前端蓋17、后端蓋22通過端蓋緊固螺釘25與爬行器主體16安裝連接。爬行器通過動力機構的帶動在導向柱和固定機構之間來回移動并采集數(shù)據(jù)。動力機構包括殼體26、主動齒輪27、伺服電機28、二個軸承固定環(huán)29、二個軸承30、從動齒輪31、六角螺母32、齒輪33及搖桿組成；其中二個軸承固定環(huán)29分別同軸固定安裝在殼體26兩側板上，二個軸承30分別安裝在軸承固定環(huán)29上，軸承固定環(huán)29與軸承30過盈配合，絲杠2穿過軸承固定環(huán)29，從動齒輪31與六角螺母32固連在絲杠2上兩軸承30之間；伺服電機28安裝在殼體26的內(nèi)左下側，伺服電機28輸出軸與主動齒輪27固連，且與絲杠2平行；搖桿安裝在殼體26上，殼體26內(nèi)的搖桿端部安裝齒輪33與主動齒輪27嚙合。動力機構12由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)13控制，同時，可自動、或手動前進、后退。檢測時，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)13發(fā)出信號，動力機構12接收控制信號，伺服電機28接到控制信號，帶動主動齒輪27轉動，主動齒輪27轉動的同時將動力傳遞給從動齒輪31，從動齒輪31帶動六角螺母32轉動，六角螺母32沿著絲杠2移動，從而帶動整個動力機構12前、后移動，動力機構12在前、后移動的過程中通過輸出管11推動爬行器6滑行移動，在向前移動的同時，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)13發(fā)出采集信號，電感位移傳感器14和光柵傳感器24開始采集信號，并將信號通過數(shù)據(jù)線傳遞回數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)13。多錐度深孔加工檢測裝置主要用于檢測多錐度深孔的表面粗糙度和尺寸精度，或火炮炮管、或高速動車車軸。如在檢測加工的火炮炮管性能指標時，先將固定機構與火炮炮管的外端口相連接，并起到固定作用，檢測裝置的導向柱I伸進入炮管管體的內(nèi)部，檢測裝置的導向柱I外徑尺寸與炮管管體的內(nèi)徑尺寸相同；爬行器6在導向柱I與固定機構之間移動，并采集相應的檢測數(shù)據(jù)；動力機構12為整個檢測裝置提供動力，驅(qū)動爬行器6在絲杠2上前、后自由移動。 參閱圖4、圖5，多錐度深孔加工檢測裝置采用導向柱、絲杠、固定機構三者構成簡支梁的力學結構，克服了普通檢測裝置力學性能差的不足。導向柱伸進入檢測產(chǎn)品內(nèi)部起到導向作用，如圖5展示的檢測工件，同時，爬行器在絲杠上移動時能保證其自身與檢測產(chǎn)品的同軸度；采用帶有傳感器的爬行器沿絲杠移動進行檢測，提高了檢測裝置的平穩(wěn)運行，檢測過程不受光線影響。減少了信號采集過程中因震動產(chǎn)生的干擾，避免了檢測過程中因受力不均勻?qū)α慵蝹默F(xiàn)象。
權利要求1.一種多錐度深孔加工檢測裝置，其特征在于包括導向柱、絲杠、固定機構、爬行器、動力機構、輸出管、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)， 所述固定機構包括導向套、套筒、大軸承、固定環(huán)、導向柱銷釘、固定銷釘、底座，導向套固定安裝在底座上，固定環(huán)與大軸承過渡配合固定在導向套內(nèi)，固定在導向套內(nèi)的套筒端面與大軸承的端面相對，導向套通過固定銷釘與套筒定位，大軸承卡在導向套與套筒之間，導向套和套筒通過螺釘連接；爬行器固連在絲杠上位于套筒內(nèi)；絲杠依次穿過導向套、套筒、大軸承、固定環(huán)和爬行器；導向柱通過導向柱銷釘固定安裝在絲杠的前端部，動力機構固連在絲杠的后端部；輸出管的一端固定安裝在爬行器上，另一端與動力機構連接；爬行器沿絲杠前后移動并采集數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)線傳輸給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)； 所述爬行器由爬行器主體、前端蓋、后端蓋、電感位移傳感器、傳感器固定架、傳感器夾持器、光柵傳感器、光柵位移傳感器固定架組成，所述傳感器夾持器為“H”形，中間橫向有螺紋通孔，電感位移傳感器和光柵傳感器分別固定在傳感器夾持器上、兩個傳感器夾持器分別固定在傳感器固定架和光柵位移傳感器固定架上，傳感器固定架和光柵位移傳感器固定架安裝在爬行器主體兩側，前端蓋、后端蓋通過端蓋固定螺釘與爬行器主體固連； 所述動力機構包括殼體、伺服電機、軸承固定環(huán)、軸承、主動齒輪、從動齒輪、六角螺母、齒輪及搖桿組成，所述軸承固定環(huán)為二個，分別同軸固定安裝在殼體兩側板上，軸承固定在軸承固定環(huán)上，絲杠穿過軸承固定環(huán)，從動齒輪與六角螺母固連在絲杠上兩軸承之間；伺服電機安裝在殼體的內(nèi)側，伺服電機輸出軸與主動齒輪固連，且與絲杠平行；搖桿安裝在殼體上，殼體內(nèi)的搖桿端部安裝齒輪與主動齒輪嚙合；動力機構由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)控制。
2.根據(jù)權利要求I所述的多錐度深孔加工檢測裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)發(fā)出信號，動力機構接收控制信號，伺服電機驅(qū)動動力機構移動，動力機構在移動時通過輸出管推動爬行器滑動前移，同時，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)發(fā)出采集信號，電感位移傳感器和光柵傳感器采集信號，并將信號傳輸回數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型公開了一種多錐度深孔加工檢測裝置，由導向柱、絲杠、固定機構、爬行器、動力機構、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成；絲杠安裝在固定機構上，爬行器固連在絲杠的中間部位，導向柱安裝在絲杠的前部，動力機構固連在絲杠的后部；帶有傳感器的爬行器沿絲杠移動并采集數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)線傳輸給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；導向柱、絲杠、固定機構三者構成簡支梁結構。該檢測裝置主要用于精加工時檢測多錐度深孔的表面質(zhì)量和尺寸精度。對于多錐度深孔，檢測裝置不僅可以自導向，還可以同時檢測多錐度深孔的多項參數(shù)，具有一次性檢測多個數(shù)據(jù)的功能。檢測裝置結構簡單、實用，通過機械傳動實現(xiàn)檢測裝置的前進與后退；通過傳感器實現(xiàn)檢測功能；檢測過程穩(wěn)定。
文檔編號G01B21/00GK202614203SQ20122020098
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月7日 優(yōu)先權日2012年5月7日
發(fā)明者史景文, 王俊彪, 蔣建軍, 張春元 申請人:西北工業(yè)大學