专利名称：一种孔系零件同轴度测量的自定心综合测头装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种零件的同轴度检测装置，特别涉及一种孔系零件同轴度测量的自定心综合测头装置。
背景技术：
孔轴类配合的零件在机械行业、航空领域、海洋船舶等各种领域广泛使用，据报道孔轴类零件占据着60%的比重。英国皇家研究机构的一份调查报告指出，50%以上的机器故障都是由于传动设备联轴器不对中引起的。在电力、石化、机械加工等行业，气轮机、风机、电机、压缩机、泵和机床等旋转机械的轴系在安装和维修时都要进行对中测量，是否对中直接影响机组的正常运行，而有效测量孔轴类零件的同轴度是确保该类零件有效工作的前提和基础。 目前对孔类零件的测量方法也是各种各样，层出不穷，包括塞尺法、直尺法和百分表测量法，还有各种激光对中仪等。但对于超长阵列孔系的零件同轴度测量始终未能找到一种合适的测量方法。而这类零件比重在航空领域尤其突出，比如飞机襟副翼的连接部件基本都是超长阵列孔。行业中一般采用手工塞规测量法，这种方法可靠性和工作效率都不是很理想。
发明内容本实用新型的目的是提供一种孔系零件同轴度测量的自定心综合测头装置，以实现采集被测孔系内表面的一些参数信息，这些信息主要包括孔系的内径和孔在系统绝对坐标里的位置，进而能够更快更准确的判断孔系零件同轴度的合格性。本实用新型的技术方案一种孔系零件同轴度测量的自定心综合测头装置，包括由三爪自定心卡盘、棘轮、直流电机构成的自定心综合测头和安装于自定心综合测头前端的PSD传感器，在自定心综合测头上设有光电编码器。在自定心综合测头上还设有定位槽,定向杆通过其下方的定位台阶与定位槽插入或拔出。所述的定向杆上安装有指示电路。本实用新型的有益效果①光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，可以高精度测量被测物的转角或直线位移量，由于采用了光电编码器，数据能够自动采集，自动检测，数据处理更准确可靠，因此避免了人工冗杂的测量和处理数据的过程，通过光电编码器即可把径向尺寸转变为相应的电信号，电子运算提高了工作效率；②定向杆通过其下方的定位台阶与定位槽插入或拔出能够保证测量过程都是在一个固定的基准坐标系中，保证了测量精度定向杆上安装有指示电路，当一束与基准激光相平行的定向激光照射到定向杆上的指示电路上，实现对综合测头位置的对准指示作用。

[0009]图I为本实用新型自定心综合测头在测量过程中的示意图。图2为自定心综合测头的结构示意图。图3为本定向杆的安装结构示意图。
具体实施方式
如图I和图2所示，一种孔系零件同轴度测量的自定心综合测头装置，包括由三爪自定心卡盘202、棘轮204、直流电机205构成的自定心综合测头102和安装于自定心综合测头102前端的PSD传感器201，在自定心综合测头102上设有光电编码器203。如图3所示，在自定心综合测头102上还设有定位槽303，定向杆301通过其下方的定位台阶302与定位槽303插入或拔出。所述的定向杆301上安装有指示电路。·工作原理及工作过程PSD传感器201用于接收基准激光束的位置信息；三爪自定心卡盘202，利用三爪自定心原理，间接找到被测孔径的中心；光电编码器203用于记录三爪自定心卡盘202的三爪伸缩量，以用于计算孔径内径；棘轮204属于系统测力机构，当三爪测头与被测孔径接触力达到预定值时，使传动链脱开，保证电机旋转量不会损坏到被测表面的三爪测头，同时使多余的电机旋转量不影响编码器的计数；直流电机205用于给装置提供动力。测量时，将自定心综合测头102伸进被测孔内，给直流电机205启动信号，直流电机205开始旋转，通过一系列的机械传动部件将直流电机205的旋转量转变为三爪自定心卡盘202的三个测爪的径向位移。三个测爪是对称分布的并且具有相同的运动状态，所以当三个测爪的外侧与被测孔径紧密接触时，即可认为三个测爪的对称中心就是被测孔的中心。三个测爪的中心坐标位置通过安装在自定心综合测头102最前端的PSD传感器201进行获取，因为PSD传感器201和自定心综合测头102是刚性连接，因此其相互的位置关系是固定不变的，这样对于孔系的各孔中心的测量就可以利用PSD传感器201的几何中心找到被测孔径的中心。把各被测孔中心输入到计算机系统中，利用软件程序计算出该孔系的同轴度值。光电编码器203的作用是测量三爪自定心卡盘202从收缩状态到完全与内孔接触状态的景象运动旋转量，通过换算后，得到孔的内径值。根据得到的同轴度值和内径值，结合同轴度公差、内径公差要求来判断被测零件是否满足同轴度、内径的公差要求，从而判定出零件的合格性。测量某一孔时，还需要一个基准激光投射到PSD传感器201上作为整个孔系的测量基准，通过计算得到基准激光的光斑在PSD传感器201上的位置坐标，这个激光坐标点与PSD传感器201本身的坐标中心之间有个偏移，这个偏移量就反映了被测孔中心与测量基准之间的偏移量。当测量一系列孔径之后，根据一系列孔中心相对于基准激光的位置坐标(偏移量)，利用拟合算法，在三维坐标系中可以拟合出所有孔的实际轴线，进一步可以计算出所有孔径的同轴度。在测量过程中，让定向杆301始终保持可以接收到定向激光，因为定向激光束是固定不动的，因此，在一定范围内可以保证测头，没有围绕自身的轴线旋转。
权利要求1.一种孔系零件同轴度测量的自定心综合测头装置，包括由三爪自定心卡盘(202)、棘轮(204)、直流电机(205)构成的自定心综合测头(102)和安装于自定心综合测头(102)前端的PSD传感器(201)，其特征在于在自定心综合测头(102)上设有光电编码器(203)。
2.如权利要求I所述的一种孔系零件同轴度测量的自定心综合测头装置，其特征在于在自定心综合测头(102)上还设有定位槽(303)，定向杆(301)通过其下方的定位台阶(302)与定位槽(303)插入或拔出。
3.如权利要求2所述的一种孔系零件同轴度测量的自定心综合测头装置，其特征在于所述的定向杆(301)上安装有指示电路。
专利摘要本实用新型提供一种孔系零件同轴度测量的自定心综合测头装置，包括由三爪自定心卡盘、棘轮、直流电机构成的自定心综合测头和安装于自定心综合测头前端的PSD传感器，在自定心综合测头上设有光电编码器。在自定心综合测头上还设有定位槽，定向杆通过其下方的定位台阶与定位槽插入或拔出。定向杆上安装有指示电路。该装置可实现采集被测孔系内表面的一些参数信息，这些信息主要包括孔系的内径和孔在系统绝对坐标里的位置，进而能够更快更准确的判断孔系零件同轴度的合格性。
文档编号G01B11/12GK202719963SQ20122026234
公开日2013年2月6日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者李文杰, 赵转萍, 陈富林, 吴丽丽 申请人:沈阳飞机工业(集团)有限公司