[发明专利]一种基于PSD的深孔直线度测量机器人有效

专利信息
申请号: 201710403851.4 申请日: 2017-06-01
公开(公告)号: CN106949856B 公开(公告)日: 2023-05-16
发明(设计)人: 赵海峰;郭燕;林泳锴;王国东;舒平生;段向军;崔吉;李金禹 申请(专利权)人: 南京信息职业技术学院
主分类号: G01B11/27 分类号: G01B11/27
代理公司: 南京天翼专利代理有限责任公司 32112 代理人: 于忠洲
地址: 210023 江苏省*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 psd 直线 测量 机器人
【说明书】:

发明提供了一种基于PSD的深孔直线度测量机器人,包括行进机构、深孔自定心机构、激光测量头、光电处理系统以及PSD位置调节机构;深孔自定心机构包括套筒、端盖、六根支撑测量杆、两个锥形圆台、压簧以及定心轴;行进机构用于推动深孔自定心机构沿深孔行进;激光测量头安装定心轴的另一端上;光电处理系统用于采集激光测量头的激光信号,PSD位置调节机构用于调节光电处理系统的受光位置。该深孔直线度测量机器人实现了一个双向对称的楔形弹性支撑机构,实现支撑测量杆端部的滑动支撑,并能够在支撑测量杆沿径向窜动时推动锥形圆台沿定心轴滑动,适应孔径的变化,且始终保持孔的中心线与定心轴的中心线共线,从而适应量深孔、盲孔的直线度测量。

技术领域

本发明涉及自动检测装置,尤其是一种基于PSD的深孔直线度测量机器人。

背景技术

车、飞机、轮船、石油设备和大型医疗器械中都存在着直径不一的深孔。这些孔类零件的加工、检测技术直接影响着零件深孔参数精度。而直线度测量是孔径几何计量中的基本项目,是孔径圆度、同轴度测量的基础,在生产中受到高度重视。

深孔直线度误差是指孔径实际轴线对理想轴线的偏离量。目前,传统的孔径直线度测量方法主要有直线度塞规、卡规,臂杆法,感应式应变片等方法,这类量方法属于接触式测量,其操作不便,精度难以保证,人为影响因素很大。而且,对于孔深与直径比大于5的深孔或超深孔零件,测试更加不便。而基于光电原理的扫描式测量法、利用超声波的反转测量法、基于电容原理的小孔测试法都属于现代的非接触式测量法,能够自动控制,但无法测量深孔、盲孔的直线度参数。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的非接触式测量法无法测量深孔、盲孔的直线度参数。

为了解决上述技术问题,本发明提供了一种基于PSD的深孔直线度测量机器人,包括行进机构、深孔自定心机构、激光测量头、光电处理系统以及PSD位置调节机构;深孔自定心机构包括套筒、端盖、六根支撑测量杆、两个锥形圆台、压簧以及定心轴;端盖封盖在套筒的端口处;定心轴沿套筒的轴向贯穿套筒和端盖;两个锥形圆台通过中心处的安装孔套设在定心轴上,并在安装孔内设有定心滚珠;两个锥形圆台的锥底相对,压簧套设在定心轴上且支撑于两个锥形圆台的锥底之间;在两个锥形圆台的锥面上均设有三条滑轨;六根支撑测量杆的一端分别滑动式安装在六条滑轨上,另一端沿套筒的径向伸出套筒外;在定心轴上且位于套筒内底部和端盖内侧面处均设有限位凸圈;行进机构与定心轴的一端对接,用于推动深孔自定心机构沿深孔行进;激光测量头安装定心轴的另一端上;光电处理系统安装在PSD位置调节机构上,光电处理系统用于采集激光测量头的激光信号,PSD位置调节机构用于调节光电处理系统的受光位置。

采用端盖和套筒的设置能够方便拆卸维护;采用两个锥形圆台、压簧以及定心轴的设计能够实现一个双向对称的楔形弹性支撑机构,实现支撑测量杆端部的滑动支撑,并能够在支撑测量杆沿径向窜动时推动锥形圆台沿定心轴滑动,适应孔径的变化,且始终保持孔的中心线与定心轴的中心线共线;采用压簧能够始终确保支撑测量杆端部支撑在孔内壁上,确保稳定性的同时,也能够防止偏心;采用步进电机的正反转能够控制深孔自定心机构的进退,从而适应量深孔、盲孔的直线度测量。

作为本发明的进一步限定方案,支撑测量杆由支撑端头、固定连杆、三角支撑块以及滑块组成;滑块扣于滑轨上,并可沿滑轨来回滑动;固定连杆固定设置在三角支撑块上,三角支撑块固定设置在滑块上;支撑端头的一端螺纹安装在固定连杆的端部上,另一端设有行进滚珠。采用支撑端头与固定连杆的可拆卸安装,能够满足不同孔径的测量更换需求,增强普适性能;采用三角支撑块实现锥形圆台坡面与固定连杆径向方向的转换。

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