[发明专利]一种孔内径在线测量方法

说明书

本发明提供了一种孔内径在线测量方法，其工作原理是：孔类零件上的孔在数控机床上加工完成后，停止加工，升起刀头，拆下刀柄，然后将测杆以及测头装夹到机床主轴上，待孔类零件冷却至室温后开始测量，启动专用测量工具包，数控机床按给定数控程序驱动测头至待测孔轴心附近，并降下测头于待测孔内任意高度位置的截面上，然后数控机床驱动测头沿径向直线运动，当测头与待测孔内壁接触时发出信号，测量工具包自动记录测头与待测孔内壁接触时的测头中心位置坐标，同时数控机床驱动测头反向沿原路径返回起始点，如此依次获得待测孔内任意高度位置的截面上相差120°方向上测头与待测孔内壁接触时测头中心位置的三点坐标，然后测量工具包根据这三点坐标，自动解算出待测孔在该截面上的内径和圆心坐标。

技术领域

本发明属于机械工程中的测量技术领域，确切的说，涉及一种孔类零件的孔内径在线测量方法，用于数控机床加工中的孔内径的在线测量。

背景技术

在机械工程中，孔类零件是很典型的机械零件，孔类零件通常与轴或轴承等零件配合，配合精度是保证机械装置性能的至关重要的因素。因而高精度的孔类零件的加工和尺寸误差的检测就显得尤为重要。

传统的孔内径测量主要有两种方法：第一种，手工测量法，该方法多采用螺旋测微移或千分尺等量具进行测量，效率低，劳动强度大，且受测量环境和操作人员的影响，测量结果存在较大的人为误差，而且对大型或巨型孔类零件的孔进行手工测量是很困难的，甚至是不可能的；第二种，基于坐标测量法，比较典型的是采用三坐标测量机进行测量，这种方法通用性强，但属于离线测量，测量时要将零件从加工机床上移动到三坐标测量机上，需要重复装夹，且如果零件尺寸超差，需要进一步的精加工的话，孔类零件还得重新上机床，再次装夹，会影响二次加工精度。为了弥补上述缺陷，本发明提出一种孔类零件的孔内径在线测量方法，通过这种方法，我们可以在零件孔加工完以后，直接在数控机床上对孔径进行在线测量，如果尺寸超差，可以方便地根据误差数据进行二次加工，不仅保证加工精度，而且大大节约二次装夹的时间。利用该方法，经过一定的数据处理，也可以方便地在线获得孔的圆柱度等形位误差，进行误差补偿。

发明内容

本发明针对工程中的实际问题，提供了一种孔内径在线测量方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

1、孔类零件（2）上的孔在数控机床（1）上加工完成后，停止加工，升起刀头，拆下刀柄，然后将测杆（4）及测头（3）装夹到机床主轴上，测头（3）上有传感器，当测头（3）与待测孔内壁接触时可发出信号，数控机床（1）接收此信号后立即驱动测头（3）反向沿原路径返回起始点。

2、待孔类零件（2）冷却至室温后再开始测量，首先启动专用测量工具包，人工规划机床运动路径，设定运动参数，然后专用测量工具包进行数控自动编程，数控机床（1）按给定数控程序驱动测头（3）至待测孔轴心附近O'处，并降下测头（3）于待测孔内任意高度位置的截面上，然后数控机床（1）驱动测头（3）沿径向直线运动，当测头（3）与待测孔内壁A点接触时发出信号，测量工具包自动记录测头（3）与待测孔内壁A点接触时测头中心位置坐标A(X₁,Y₁)，同时，数控机床（1）驱动测头（3）反向沿原路径返回起始点O'处。

3、数控机床（1）继续按给定数控程序驱动测头（3）沿与第一次径向运动方向成120^o角度做径向直线运动，当测头（3）与待测孔内壁B点接触时发出信号，测量工具包自动记录测头（3）与待测孔内壁B点接触时测头中心位置坐标B(X₂,Y₂)，同时，数控机床（1）驱动测头（3）再次反向沿原路径返回起始点O'处。