[发明专利]一种非接触内孔直线度测量装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及深长孔内径测量技术领域，特别是涉及一种非接触内孔直线度测量装置和方法。

背景技术

随着现代工业的发展，对圆柱体内孔的直线度提出越来越高的要求，内孔直线度直接影响工件的加工精度和装配精度。

现有的内孔直线度测量方法：

（1）直线度综合量规

先利用一个长度较短的限塞规测量合格后,再用直线度综合塞规测量,由塞规通过与否判断孔轴线直线度合格与否。其特点是：测量效率高，只能判断合格与否，不能得出数据大小。缺点是同一尺寸有时需要几个综合塞规，以满足一个公差段内几组尺寸的要求且不适用于大尺寸孔的测量。

（2）三点法测量

根据过不在一条直线的三点可确定一个圆及该圆心坐标的原理，将三个位移传感器安装在测量杆的同一截面上，当测量杆沿孔轴向移动时，每个截面通过三个测量点测得其相应坐标值，由这三个坐标值，可确定该截面的圆心坐标。通过计算圆心坐标的变化，可以近似计算其直线度的变化。该方法的缺点三个方向传感器误差会产生误差累积，从而影响测试准确性。

（3）双频激光干涉法

利用双频激光干涉仪，以激光束为基准直线，采用干涉原理进行读数。其特点是：分辨率和测量精度高；测量原理和光学系统不受激光束漂移的影响；各采样点误差值之间彼此不相关，测量误差不累加；但其操作复杂，适用范围受环境限制，且不适用与深长内孔。

已申请国家专利的内孔直线度测量系统包括：

（1）获中华人民共和国国家发明专利的内孔直线度检具（申请日：2010.11.23，公开（公告）日：2011.6.1），其技术方案的特点是：包括底座，底座上一端固定连接有支撑架，另一端设有支撑块，移动滑块位于支撑架和支撑块之间且通过丝杠与支撑架连接，移动滑块上设有表架，表架上设有千分表。虽然操作简单，陈本较低，但其误差较大，精度不高。

（2）获中华人民共和国国家发明专利的内孔直线度检验规（申请日：2004.6.30，公开（公告）日：2005.6.15），其技术方案的特点是：包括壳体、测量环、长堵头、挂钩和短堵头，所述壳体上安设测量环，两端分别依次安设长堵头、短堵头和挂钩。其检验规重量轻，易加工，使用操作方便，但同样，其精度不高，人为的误差大，无法满足高精度的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种非接触内孔直线度测量装置和方法，能够提高测量精度，满足高精度的要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种非接触内孔直线度测量装置，包括光源、光电传感器和气浮运动平台，其特征在于，所述光源发出的光线照射在所述光电传感器的光敏面上；所述光电传感器安装在所述气浮运动平台的中心；所述气浮运动平台通过中心支架安装在被测件的内孔中，并能在被测件的内孔中移动。

所述气浮运动平台包括中心支架和气浮垫，所述气浮垫通过螺栓支撑在中心支架上，所述中心支架的前端固定有所述光电传感器；所述气浮垫由电动机通过滚轴丝杆驱动。

所述气浮垫共有3个，均匀分布在所述中心支架的外圆周。

所述中心支架一端安装有配重，使中心支架的一端保持在竖直方向。

所述气浮垫包括气管接头、气浮块和内部球头，所述气浮块的侧面设有所述气管接头；所述气浮块的中央设有内部球头，所述内部球头与用于与中心支架连接的螺栓相连。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种非接触内孔直线度测量方法，使用上述的深长孔内径直线度高精度测量装置，包括以下步骤：

（1）将被测工件套在所述气浮运动平台外；

（2）所述光源发出光线照射在光电传感器的光敏面中心上，作为内孔直线度误差测量的基准；

（3）所述气浮运动平台沿被测工件的轴向移动；

（4）当光电传感器的光敏面中心位置与光束之间就会产生相对移动时，传感器就将位移量转变为电流信号,该电流信号经过数据采集处理电路转换成电压信号,最后经过计算机进行处理运算得到被测工件的内孔直线度的误差。

所述步骤（1）中还包括将被测工件的中轴线与所述气浮运动平台的中心支架的中轴线调整到相互重合的步骤。

有益效果