[发明专利]深孔形位公差测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种深孔形位公差测量装置，属于测量工具技术领域。

背景技术

目前，电站用的大型锻件如汽轮机轴，发电机轴，其中心孔在重型机械行业为精加工交货，形位公差要求严格，有直线度、圆柱度、直径、同轴度、跳动等要求。但由于中心孔是深孔，一般直径在φ100-400㎜，长度在1-18米左右，普通量具无法进行测量，传统测量直线度、直径、同轴、跳动是通过间接方法测量及机床精度保证来估算，对于通长深孔的圆柱度始终无法测量得到。激光跟踪仪测量精度好，可以使用其测量，但靶球采集测量点定位难度大，无法保证激光跟踪是深孔测量的难点。

发明内容

为了克服上述测量技术上的不足，本发明提供了一种深孔形位公差测量装置，该深孔形位公差测量装置不仅能测量孔的直线度、直径，还能评价出圆柱度和计算出孔的同轴度、跳动误差。

本发明解决其技术难题所采用的技术方案是：深孔形位公差测量装置由激光跟踪仪、球靶小车组成，激光跟踪仪为现有设备，球靶小车由球靶、可调弹性摆臂、摆臂电机、可调支架、行走轮、车体、平衡导块组成，球靶小车的具体结构为：车体为矩形其两侧设有数个由电机控制的可转动的行走轮，行走轮的外侧设有平衡导块，车体前后分别设有两个支架，前端支架上铰接可调支架，后端支架上铰接长支架，长支架铰接可调支架，长支架的前端铰接电机支架，电机支架上设有摆臂电机，摆臂电机通过联轴铰接可调弹性摆臂，可调弹性摆臂上端连接球靶。

本发明的有益效果是：可适用于各种孔径，不同长度的深孔的测量，可满足生产中的测量需要，测量精度高，操作简单、方便。

附图说明

图1是本发明深孔形位公差测量装置球靶小车立体结构示意图。

图2是本发明深孔形位公差测量装置球靶小车正视图。

图3是本发明深孔形位公差测量装置球靶小车侧视图。

图4是本发明深孔形位公差测量装置定位点示意图。

图中 1、球靶，2、可调弹性摆臂，3、摆臂电机，4、可调支架，5、行走轮，6、车体，7、平衡导块，8、长支架，9、电机支架，10、联轴。

具体实施方式

本发明深孔形位公差测量装置由激光跟踪仪、球靶小车组成，激光跟踪仪为现有设备，球靶小车由球靶、可调弹性摆臂、摆臂电机、可调支架、行走轮、车体、平衡导块组成，球靶小车的具体结构为：如图1-3所示，车体6为矩形其两侧设有数个由电机控制的可转动的行走轮5，行走轮5的外侧设有平衡导块7，车体6前后分别设有两个支架，前端支架上铰接可调支架4，后端支架上铰接长支架8，长支架8铰接可调支架4，长支架8的前端铰接电机支架9，电机支架9上设有摆臂电机3，摆臂电机3通过联轴10铰接可调弹性摆臂2，可调弹性摆臂2上端连接球靶1。

电源电缆和控制电缆分别接入车体6上的行走电机和摆臂电机3上，控制台分别连接电源电缆和控制电缆，行走电机驱动车体6行进到预定位置后，启动摆臂电机3带动可调弹性摆臂2和球靶1摆动，分别停在同截面预设定的P1-P6点，由激光跟踪仪采集坐标点。

    将车体及靶球1置入所需测量孔中，调整支架使摆臂旋转中心与测孔中心大致重合，调整可调弹性摆臂2长度、弹力压紧靶球1与测孔壁紧密并光滑接触，可调弹性摆臂2圆周摆动平稳，启动激光跟踪仪，进入工作状态，与靶球1对好光，使跟踪仪能够跟踪靶球1运动。控制摆臂带动靶球1，沿孔壁圆周，均匀定位，其测量定位点如图4所示，跟踪仪采集各坐标点，记录靶球1坐标位置。控制小车行走电机驱动小车，带动靶球1沿孔深行进，再按圆周采集坐标点，根据孔深长度，均匀设置圆周采集动作。待所需坐标采集完，利用跟踪仪配套的测量分析软件 Spatial Analyzer  计算分析各坐标点，按测量原则计算出按标准圆柱评价出圆柱度误差，并可利用已采集的点坐标，计算出孔不同位置的圆度误差，中心孔的直线度误差。利用已定义出的理想圆柱体的基准点坐标结合外表面采集的点坐标，还可以计算出同轴度、跳动等误差。

可根据深孔直径尺寸设计本装置尺寸，采用钢质较重长型车体，用于支持靶球支架及行走部分，并配以平衡导块，保证在深孔内运动平稳；微型减速电机驱动，可控制前后方向运动；可调云台式支架，适用于不同孔径测量需要；可调弹性摆臂，电机驱动，沿圆周方向摆动，带动靶球1处于不同角度，可适用于不同孔径测量需要，保证靶球1接触孔壁不同位置；标准靶球1，为激光跟踪仪的核心标准测量部件，可接收反射跟踪测量激光，跟踪仪可精确记录靶球1球心坐标。