一種單激光單psd無線深孔直線度檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發明屬于深孔直線度檢測的【技術領域】，特別涉及一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測裝置，解決深孔零件直線度檢測的技術難題。其包括牽引部分，檢測部分及數據處理部分，利用激光準直，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據顯示器顯示出來，進而計算得到深孔零件的直線度誤差。本發明的有益效果：設計了保證檢測精度的自定心測頭、PSD調零座，并利用自定心調光端蓋實現對激光入射角度的調節，采用激光固定，PSD位置敏感傳感器移動的檢測方式，降低了檢測誤差，利用無線技術使裝置的集成化。
【專利說明】一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于深孔直線度檢測的【技術領域】，特別涉及一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測裝置。
【背景技術】
[0002]深孔加工復雜且特殊，難以觀察加工部位和刀具狀況，加工過程受諸如刀桿變形、系統顫振、工件材質、鉆頭參數、切削參數、油液壓力、排屑困難等多方面因素的影響，深孔零件常出現軸線偏斜的現象，一旦偏斜到某種程度，深孔零件軸線的直線度誤差將產生急劇變化，造成鉆頭損壞、工件報廢、產品精度低、質量不合格等不良后果。由于深孔加工服務于裝備制造行業，深孔工件的質量直接影響裝備制造業的發展，也限制了深孔向其他領域拓展的空間。
[0003]直線度檢測貫穿于整個深孔加工過程中，是深孔領域控制產品質量的重要手段，直線度好的零件也可以使自身在與其他零件配合使用時發揮出最大的性能，提高總裝精度。直線度是深孔加工必須考慮的一項基本指標，對于孔類零件，通常所說的直線度是指零件實際軸線相對于理論軸線的偏差。
[0004]國內外在深孔直線度檢測與糾偏技術方面的研究不斷加深，但是相對其他計量項目而言，直線度檢測技術顯得落后，尤其表現在對大長工件孔軸線直線度檢測方面，到目前為止，尚沒有用于檢測深孔軸線直線度偏差的成熟產品。實際中，工人師傅經常通過用卡尺在孔的兩端沿不同徑向方向測量壁厚的方法判定直線度好壞，這種方法不能測得深孔內部軸線偏差，也即不能實現對深孔零件直線度的全程連續動態檢測，很不精準，容易陷入以點概面的誤區。
[0005]而一些高精度直線度檢測儀器的價格又比較昂貴，難以接受。
【發明內容】
[0006]本發明的目的旨在克服上述缺點，提供一種利用激光技術和PSD位置敏感傳感器檢測深孔軸線直線度的無線檢測裝置。
[0007]為達到上述目的，本發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裝置包括牽引部分，檢測部分及數據處理部分。
[0008]所述的牽引部分主要包括牽引線、滑輪、電機及電機控制芯片，所述的檢測部分主要包括激光多維調節架、激光器、調光端蓋、PSD位置敏感傳感器、測頭、PSD調零座及端蓋內套，所述的測頭包括測頭電源、測頭錐形體、測頭錐形套、測頭彈簧、測頭彈簧座、測頭螺母、信號轉換器及信號發射器，所述的調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，所述的數據處理部分主要包括信號接收器及數據處理器。
[0009]所述的滑輪與電機固連，所述的電機與電機高度調節架通過螺栓固連，所述的電機與電機控制芯片相連，所述的測頭錐形套套于測頭錐形體的錐面上，所述的測頭彈簧座一端與測頭螺母接觸，另一端與測頭彈簧接觸，所述的測頭彈簧座套于測頭錐形體的圓柱部分，所述的測頭彈簧的兩端分別與測頭錐形套、測頭彈簧座接觸，所述的信號轉換器、信號發射器、測頭電源固連于測頭錐形體末端，所述的測頭電源與PSD位置敏感傳感器、信號轉換器、信號發射器相連，所述的PSD調零座固連于測頭末端，所述的PSD位置敏感傳感器位于PSD調零座內，所述的激光器與激光多維調節架固連，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，所述的信號轉換器分別與PSD位置敏感傳感器及信號發射器相連，所述的信號接收器與數據處理器相連。
[0010]所述的數據處理器設置有顯示屏，所述的信號接收器位于工件的孔內。
[0011 ] 所述的PSD調零座側壁上均布有4個調零螺釘，所述的PSD調零座上設置有通孔，所述的PSD位置敏感傳感器上設置有通孔，所述的PSD調零座上設置的通孔直徑與PSD位置敏感傳感器上設置的通孔直徑相同，所述的PSD調零座與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套分別設置有沿各自軸心方向的通孔，所述的端蓋錐形體上設置有內窺孔，內窺孔用于觀察內部情況。所述的端蓋內套外部設置有凹槽，所述的端蓋內套套于調光端蓋的通孔內。
[0013]所述的測頭錐形套由形狀相同的三個等分體組成，測頭錐形套內表面與測頭錐形體錐面貼合；所述的端蓋錐形套由形狀相同的三個等分體組成，端蓋錐形套內表面與端蓋錐形體錐面貼合。
[0014]所述的測頭錐形套外部沿圓周設置有凹槽，凹槽內套有彈性體；所述的端蓋錐形套外部沿圓周設置有凹槽，上述兩凹槽內均套有彈性體。所述的彈性體的作用為將分散獨立的測頭錐形套三個等分體及端蓋錐形套三個等分體保持為一個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位于深孔零件外部并與其相對靜止，所述的測頭及PSD位置敏感傳感器工作時位于深孔零件孔內并與其產生相對移動。
[0016]所述的測頭彈簧在工作時處于壓縮狀態，所述的端蓋彈簧在工作時處于壓縮狀態。
[0017]一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測裝置的調光目的: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裝置的調光原理:
[0019]第一步，入射激光的粗調，分別在工件深孔內部的兩端各放置一個調光端蓋，調整激光多維調節架至激光通過兩個調光端蓋的通孔，在兩個調光端蓋的通孔內各放置一個端蓋內套，調整激光多維調節架至激光通過兩個端蓋內套的通孔；
[0020]第二步，入射激光的精調，移去工件深孔內部的兩端放置的調光端蓋及端蓋內套，將帶有PSD位置敏感傳感器及PSD調零座的測頭置于工件深孔內部的一端，調整激光多維調節架至數據處理器讀數為零，將帶有PSD位置敏感傳感器及PSD調零座的測頭置于工件深孔內部的另一端，調整激光多維調節架至數據處理器讀數為零。
[0021]一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測裝置的檢測步驟為:
[0022]第一步，在深孔零件的兩端各放一個調光端蓋，調整激光多維調節架至激光同時穿過端蓋錐形體上的通孔，將兩個端蓋內套套于兩端的調光端蓋的通孔內，再次調整激光多維調節架至激光同時穿過端蓋內套上的通孔，移去調光端蓋和端蓋內套，將測頭置于待測孔內，調整PSD調零座上的四個螺釘至數據處理器的讀數為零；
[0023]第二步，當測頭位于深孔始端時，啟動電機及數據處理部分，激光器的光斑落在PSD位置敏感傳感器上，信號轉換器、信號發射器通電，PSD位置敏感傳感器反饋光斑位置變化，反饋相關數據，數據處理器即時顯示樣點坐標信息，當測頭位于深孔末端時，關閉電機。
[0024]本發明利用采集的坐標點信息，擬合出深孔直線度的空間曲線，根據該曲線的直線度信息評定深孔直線度。
[0025]本發明與現有技術相比，具有以下有益效果:
[0026]本發明通過PSD位置敏感傳感器上光斑的變化和裝置沿被檢測零件軸向位移變化，得到離散樣點的空間坐標，經由計算機系統處理，擬合出一條空間曲線，進而求出孔軸線直線度誤差值；利用無線技術，減少了連接線，使整個產品集成化；調光端蓋與端蓋內套的設置提高了裝置的可操作性，裝置采用激光固定，PSD移動的檢測方式，降低了方法誤差，有效提聞了裝置的檢測精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1是本裝置結構示意圖
[0028]圖2是本裝置測頭結構示意圖
[0029]圖3是本裝置調光端蓋結構示意圖
[0030]圖4是本裝置PSD調零座結構示意圖
[0031]圖5是本裝置端蓋內套結構示意圖
[0032]圖6是本裝置測頭錐形體與測頭錐形套結構示意圖
[0033]圖7是本裝置端蓋錐形體與端蓋錐形套結構示意圖
[0034]圖中:1-信號接收器，2-數據處理器，3-激光多維調節架，4-激光器，5-調光端蓋，6-工件，7-PSD位置敏感傳感器，8-測頭，9-牽引線，10-滑輪，11-電機，12-測頭電源，13-測頭錐形體，14-測頭錐形套，15-測頭彈簧，16-測頭彈簧座，17-測頭螺母，18-信號轉換器，19-彳目號發射器，20-內窺孔，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調零座，27-端蓋內套。
【具體實施方式】
[0035]結合附圖對本發明的實施方式作進一步描述，本實施方式是用來說明本發明的，而不是對本發明做任何限制。
[0036]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7所示，本發明包括:信號接收器1，數據處理器2，激光多維調節架3，激光器4，調光端蓋5，工件6，PSD位置敏感傳感器7，測頭8，牽引線9，滑輪10，電機11，測頭電源12，測頭錐形體13，測頭錐形套14，測頭彈簧15，測頭彈簧座16，測頭螺母17，信號轉換器18，信號發射器19，內窺孔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調零座26，端蓋內套27。
[0037]所述的滑輪10的材料為塑料。
[0038]所述的激光多維調節架3可以調整豎直與水平位置。
[0039]所述的數據處理器2的顯示屏可以用計算機顯示器代替。
【權利要求】
1.一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測裝置，其特征在于包括牽引部分，檢測部分及數據處理部分； 所述的牽引部分主要包括牽引線(9)、滑輪(10)、電機(11)及電機控制芯片，所述的檢測部分主要包括激光多維調節架(3)、激光器(4)、調光端蓋(5)、PSD位置敏感傳感器(7)、測頭(8)、PSD調零座(26)及端蓋內套(27)，所述的測頭(8)包括測頭電源(12)、測頭錐形體(13)、測頭錐形套(14)、測頭彈簧(15)、測頭彈簧座(16)、測頭螺母(17)、信號轉換器(18)及信號發射器(19)，所述的調光端蓋(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)，所述的數據處理部分主要包括信號接收器(I)及數據處理器(2); 所述的滑輪(10)與電機(11)固連，所述的電機(11)與電機高度調節架通過螺栓固連，所述的電機(11)與電機控制芯片相連，所述的測頭錐形套(14)套于測頭錐形體(13)的錐面上，所述的測頭彈簧座(16) —端與測頭螺母(17)接觸，另一端與測頭彈簧(15)接觸，所述的測頭彈簧座(16)套于測頭錐形體(13)的圓柱部分，所述的測頭彈簧(15)的兩端分別與測頭錐形套(14)、測頭彈簧座(16)接觸，所述的信號轉換器(18)、信號發射器(19)、測頭電源(12)固連于測頭錐形體(13)末端，所述的測頭電源(12)與PSD位置敏感傳感器(7)、信號轉換器(18)、信號發射器(19)相連，所述的PSD調零座(26)固連于測頭(8)末端，所述的PSD位置敏感傳感器(7)位于PSD調零座(26)內，所述的激光器(4)與激光多維調節架(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，所述的信號轉換器(18)分別與PSD位置敏感傳感器(7)及信號發射器(19)相連，所述的信號接收器(I)與數據處理器(2)相連。
2.根據權利要求1所述的一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測裝置，其特征在于所述的數據處理器(2)設置有顯示屏，所述的信號接收器(I)位于工件￠)的孔內。
3.根據權利要求1所述的一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測裝置，其特征在于所述的PSD調零座(26)側壁上均布有4個調零螺釘，所述的PSD調零座(26)上設置有通孔，所述的PSD位置敏感傳感器(7)上設置有通孔，所述的PSD調零座(26)上設置的通孔直徑與PSD位置敏感傳感器(7)上設置的通孔直徑相同，所述的PSD調零座(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.根據權利要求1所述的一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測裝置，其特征在于所述的端蓋錐形體(21)及端蓋內套(27)分別設置有沿各自軸心方向的通孔，所述的端蓋錐形體(21)上設置有內窺孔(20)，所述的端蓋內套(27)外部設置有凹槽，所述的端蓋內套(27)套于調光端蓋(5)的通孔內。
5.根據權利要求1所述的一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測裝置，其特征在于所述的測頭錐形套(14)由形狀相同的三個等分體組成，測頭錐形套(14)內表面與測頭錐形體(13)錐面貼合；所述的端蓋錐形套(22)由形狀相同的三個等分體組成，端蓋錐形套(22)內表面與端蓋錐形體(21)錐面貼合。
6.根據權利要求1所述的一種單激光單PSD無線深孔直線度檢測裝置，其特征在于所述的測頭錐形套(14)外部沿圓周設置有凹槽，凹槽內套有彈性體；所述的端蓋錐形套(22) 外部沿圓周設置有凹槽，上述兩凹槽內均套有彈性體。
【文檔編號】G01B11/27GK104165603SQ201410367901
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月24日 優先權日:2014年7月24日
【發明者】于大國 申請人:中北大學