[发明专利]一种小口径身管直线度的检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种小口径身管直线度的检测装置及方法。该装置包括激光器模块、PSD模块和信号处理模块，其中激光器模块包括激光器和调节机构，PSD模块包括PSD、定位机构、推杆和导线，信号处理模块包括信号采集调理电路、信号传输装置和上位机。方法为：激光器模块发出激光束，通过调节机构进行调节，使激光束轴线与身管轴线重合；PSD模块通过PSD测量光斑位置，通过导线传送至信号处理模块；信号处理模块接收光束打在PSD上产生的电信号，通过信号传输装置传输至上位机，上位机进行数据储存和直线度测量，并且辅助光线角度调节，使光束轴线与身管轴线重合。本发明装置简单，体积小巧，适用性强，可适用于不同规格身管的测量。

技术领域

本发明属于深孔直线度检测技术领域，特别是一种小口径身管直线度的检测装置及方法。

背景技术

深孔孔径测量主要是对深孔直线度、几何量、缺陷位置的确定。目前深孔轴线直线度误差的评定仍然存在一定的困难，工程实践中常通过检测深孔两端壁厚等方法间接估计直线度误差，难以准确把握产品质量，这样的评估手段对于产品加工精度的提高和工艺方案的调整是不利的。

光电检测技术是最近几年日渐兴起的检测技术，可用于对各种孔、管类零件的直线度、几何量参数及加工质量的测量，已经被广泛深入地应用在检测领域的各个方面。目前常用的深孔直线度检测方法包括接触式测量和非接触式的测量两种，其中接触式测量方法有注水法、光栅法、空气赛规法、超声测厚法等；非接触式的测量方法有非接触的电涡流测量法、电感测量法等。但是他们都分别存在很大的弊端：接触式测量精度不高，而且由于测量工具会与深孔工件接触，会严重影响测量精度及效率；非接触式测量则存在干扰大、精度低的问题，并且会与工件本身产生电磁感应及静电屏蔽等物理作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量精度高、体积小巧、操作方便、能够适应不同深孔测量要求的小口径身管直线度的检测装置及方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种小口径身管直线度的检测装置，包括激光器模块、PSD模块和信号处理模块；

所述激光器模块包括激光器和调节机构，用于发出与身管轴线平行的激光束；

所述PSD模块包括PSD、定位机构、推杆和导线，用于测量光斑位置；

所述信号处理模块包括信号采集调理电路、信号传输装置和上位机，用于数据储存和直线度测量，并且辅助光线角度调节，使激光束轴线与身管轴线重合。

进一步地，所述的激光器模块，设置有调节机构，所述调节机构包括气泡水平仪和微米调节旋钮，用于对激光器安装过程中由于人工操作误差或机械加工误差而导致的激光束轴线偏斜进行微调。

进一步地，所述的PSD模块，设置有弹性自适应定心夹具和微力弹片；

所述弹性自适应定心夹具夹住PSD，再将弹性自适应定心夹具与推杆连接，导线置于推杆中，所述推杆用于防止PSD旋转；

所述弹性自适应定心夹具的定心轴套底部设有弹簧连接器，使弹性自适应定心夹具整体能够摆动，避免PSD放入身管时造成PSD或身管内壁破坏；

所述弹性自适应定心夹具通过钢球与身管内壁点接触，并且通过研磨的方式作用于微力弹片，实现定心的微调，通过调节接触钢球部分的微力弹片适应不同规格身管的测量。

进一步地，所述的信号处理模块包括信号采集调理电路、信号传输装置和上位机；

所述信号采集调理电路将PSD四个电极上传来的电信号进行电压电流变化、数学运算和数模变化后，交由信号采集调理电路采集数据，通过信号传输装置将光斑信号上传至上位机中，上位机接收传来的光斑信号，进行存储和运算，直接显示当前身管的直线度，并且辅助光线角度调节，使光束轴线与身管轴线重合。

一种小口径身管直线度的检测方法，包括以下步骤：