一種自定心深孔參數(shù)測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于深孔測量裝置，具體涉及一種自定心深孔參數(shù)測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在飛機(jī)、輪船、大型精密儀器等現(xiàn)代化工業(yè)中，軸孔零件的加工、檢測始終是影響生產(chǎn)的一大難題，此類零件孔徑、深孔圓度、直線度的精度是保證產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要因素。
[0003]目前，傳統(tǒng)的內(nèi)徑測量方法主要通過卡尺、卡規(guī)在零件加工后進(jìn)行測量，這類測量方法屬于接觸式測量，其操作不便，精度難以保證，人為影響因素大。而且，對于孔深與孔徑比大于5的深孔或超深孔零件，測試更加不便。針對這種現(xiàn)狀，國內(nèi)外學(xué)者對深孔內(nèi)徑參數(shù)的測試技術(shù)開展了大量研究。目前，基于光電原理的非接觸掃描測試技術(shù)，可以自動(dòng)定心的管道機(jī)器人內(nèi)徑測量方法以其精度高，測試方便得到了一定的應(yīng)用和發(fā)展。在這些現(xiàn)代化的測試儀器中，高精度的定心技術(shù)是孔徑參數(shù)測量的重要基礎(chǔ)，高精度的定心技術(shù)可以減少測試機(jī)構(gòu)偏心引起的測量誤差。馬孜等人在機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2009，45 ( 6 ):267-273，《大孔徑管道4自由度內(nèi)部檢測機(jī)器人系統(tǒng)》一文中采用測量定位可調(diào)框架，使掃描中心逼近管道中心；蘇麗梅等人長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，28(1):30-31,《管道內(nèi)徑光電檢測技術(shù)研究》一文中采用雙橢圓環(huán)方式將測量機(jī)構(gòu)定位在中型管道中。然而上述測量機(jī)構(gòu)定位精度、效率和測量范圍往往不能同時(shí)滿足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種自定心深孔參數(shù)測量裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中深孔測量裝置定位精度、效率低和測量范圍小的技術(shù)問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種自定心深孔參數(shù)測量裝置，包括定心裝置、測量記錄裝置和行進(jìn)裝置。所述定心裝置包括套筒、定心軸、兩個(gè)錐形體、六個(gè)測桿和彈簧，定心軸位于套筒的軸線上，且定心軸通過軸承與套筒連接，套筒的筒壁上開設(shè)有兩組通孔，每組通孔為三個(gè)，且三個(gè)通孔沿圓周均勻分布；兩個(gè)錐形體和彈簧位于套筒中，且活動(dòng)式套設(shè)在定心軸上，兩個(gè)錐形體的錐部分別朝向定心軸的兩端，彈簧設(shè)置在兩個(gè)錐形體之間；所述每個(gè)錐形體的錐面均勻開設(shè)有三個(gè)滑槽，且三個(gè)滑槽分別沿錐形體沿母線方向開設(shè)，六個(gè)測桿分別穿過套筒筒壁上的通孔；每個(gè)測桿的一端卡設(shè)在一個(gè)滑槽中。當(dāng)定心裝置位于工件的深孔內(nèi)進(jìn)行測量時(shí)，六個(gè)測桿分別穿過套筒筒壁上的通孔；每個(gè)測桿的一端卡設(shè)在一個(gè)滑槽中，另一端與工件深孔的內(nèi)壁接觸，彈簧處于壓縮狀態(tài)。所述測量記錄裝置包括固定在定心軸兩端的兩個(gè)測距傳感器和控制終端，兩個(gè)測距傳感器均與控制終端電連接，套筒上固定設(shè)置有第一電機(jī)，第一電機(jī)的輸出軸通過齒輪機(jī)構(gòu)與定心軸連接；所述行進(jìn)裝置包括第二電機(jī)、卷筒和柔性繩索，所述柔性繩索的一端與定心軸的一端連接，柔性繩索的另一端纏繞在卷筒上，卷筒的轉(zhuǎn)軸與第二電機(jī)的輸出軸連接；所述第一電機(jī)、第二電機(jī)均與控制終端之間電連接。
[0006]進(jìn)一步改進(jìn)，所述測桿包括套桿和測頭，測頭可拆卸式安裝在套桿的一端，測頭與工件深孔的內(nèi)壁接觸，根據(jù)待測孔徑的大小可以通過更換不同長度的測頭來滿足要求；測頭的端部設(shè)置有球體，增大測頭與工件深孔內(nèi)壁的接觸面，同時(shí)利于測頭的滾動(dòng)。
[0007]進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制終端為計(jì)算機(jī)，通過控制終端控制第一電機(jī)、第二電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和角度。并且兩個(gè)測距傳感器的測量結(jié)果在控制終端上顯示，方便操作者直觀的了解工件深孔的相關(guān)參數(shù)。
[0008]進(jìn)一步改進(jìn)，所述套筒的端部設(shè)置有套筒蓋，裝配時(shí)通過打開筒蓋方便放入兩個(gè)錐形體，且筒蓋與定心軸緊密配合，使得整個(gè)套筒對稱，測量時(shí)軸線更加對中，同時(shí)起到密封作用，
進(jìn)一步改進(jìn)，所述柔性繩索的一端與定心軸連接，另一端通過定滑輪纏繞在卷筒上，通過設(shè)置定滑輪改變?nèi)嵝岳K索的運(yùn)動(dòng)方向，進(jìn)而改變卷筒和第二電機(jī)的安裝位置，節(jié)省空間。同時(shí)，保證定心軸與柔性繩索的C-D段(即定心軸的端部到定滑輪段)共線，防止定心軸所受拉力與其軸線存在夾角而影響測量精度。
[0009]進(jìn)一步改進(jìn)，所述測距傳感器為激光測距傳感器，激光測距傳感器測量范圍廣，響應(yīng)速度快，測量精度高，體積小安裝調(diào)試方便。
[0010]進(jìn)一步改進(jìn)，所述錐形體錐面上的滑槽的端部設(shè)置有限位塊，防止套桿滑出錐形體錐面上的滑槽而影響測量結(jié)果。
[0011]進(jìn)一步改進(jìn)，所述至少一個(gè)錐形體上開設(shè)有卡槽，且卡槽與錐形體的軸線平行，所述至少兩個(gè)或其中任一個(gè)錐形體上沿其軸線方向開設(shè)有卡槽，套筒上設(shè)置有銷釘，銷釘?shù)囊欢嘶顒?dòng)式卡設(shè)在錐形體的卡槽中。當(dāng)錐形體受到彈簧的推力時(shí)，錐形體能夠通過卡槽相對于銷釘滑動(dòng)，但當(dāng)前角度的參數(shù)測量完成需要定心裝置旋轉(zhuǎn)一定角度再次測量時(shí)，通過設(shè)置銷釘更好地防止錐形體、測桿相對于套筒發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)而影響測量精度。
[0012]采用該測量裝置進(jìn)行深孔參數(shù)測定的過程如下:
1)、根據(jù)待測深孔的內(nèi)徑，選擇相應(yīng)長度的測桿，將六個(gè)側(cè)桿分別穿過筒體上對應(yīng)的通孔，安裝在錐形體錐面上的六個(gè)滑槽中，將定心裝置放入工件的深孔中，在彈簧的恢復(fù)力作用下兩個(gè)錐形體受到朝向定心軸端部的推力而分別向兩側(cè)移動(dòng)，但是因?yàn)闇y桿穿過筒體上的通孔，則測桿相對筒體軸線方向的位置是固定的，那么兩個(gè)錐形體向兩側(cè)移動(dòng)時(shí)，測桿在滑槽中滑動(dòng)，導(dǎo)致測桿沿筒體徑向向外移動(dòng)，直至測桿的測頭與工件深孔的內(nèi)壁相抵觸，最終使得兩個(gè)錐形體處于受力平衡狀態(tài)，相對筒體靜止，此時(shí)，定心軸位于件深孔的軸線上，測量裝置與工件深孔同軸，保證測量精度。
[0013]2)、所述定心軸伸出套筒的兩端，兩個(gè)測距傳感器分別設(shè)置在定心軸的兩端，通過測距傳感器測出于件深孔當(dāng)前截面當(dāng)前角度的孔徑尺寸量，并通過控制終端對測量數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行記錄、顯示。
[0014]3)、通過控制終端啟動(dòng)第一電機(jī)，通過齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)定心軸旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)過一定角度記錄當(dāng)前的孔徑尺寸，從而完成整個(gè)截面的數(shù)據(jù)測量。
[0015]4)、當(dāng)前截面的所有數(shù)據(jù)記錄完成后，通過控制終端啟動(dòng)第二電機(jī)，第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)纏繞柔性繩索，帶動(dòng)定心裝置、測量記錄裝置沿工件深孔的軸線方向移動(dòng)，進(jìn)行下一個(gè)截面的參數(shù)測量。
[0016]本發(fā)明相對與現(xiàn)有技術(shù)的有益效果如下: 1、本發(fā)明采用兩個(gè)背向設(shè)置的錐形體，兩個(gè)錐形體之間設(shè)置彈簧，每個(gè)錐形體的錐面上沿母線方向均勻開設(shè)有三個(gè)滑槽，測桿的一端卡設(shè)在滑槽中，在彈簧的恢復(fù)力作用下兩個(gè)錐形體向兩側(cè)移動(dòng)，測桿在滑槽中滑動(dòng)，導(dǎo)致測桿沿筒體徑向向外移動(dòng)，直至測桿的測頭與工件深孔的內(nèi)壁向抵觸，使得兩個(gè)錐形體處于受力平衡狀態(tài)，此時(shí)定心軸位于件深孔的軸線上，達(dá)到深孔定軸的目的，保證工件深孔相關(guān)參數(shù)的精確測量。
[0017]2、本發(fā)明的測桿包括套桿和測頭，根據(jù)待測孔徑的大小可以通過更換不同長度的測頭來滿足要求，操作方便。
[0018]3、本發(fā)明采用激光測距傳感器進(jìn)行測量，激光測距傳感器測量范圍廣，響應(yīng)速度快，測量精度高，體積小安裝調(diào)試方便。
[0019]4、本發(fā)明通過控制終端控制第一電機(jī)、第二電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和角度，并且兩個(gè)測距傳感器的測量結(jié)果在控制終端上顯示，方便操作者直觀的了解工件深孔的相關(guān)參數(shù)。
【附圖說明】
[0020]圖1使本發(fā)明