自定心深孔参数测量装置及测量方法

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1、２０１７年第５１卷Ｎｏ．５１２７自定心深孔参数测量装置及测量方法１１，２１郭燕，赵海峰，王国东１２南京信息职业技术学院；中北大学摘要：深孔内径尺寸测量是大型精密仪器零件加工、制造、装配以及测量过程中的一项重要技术。在研究现有深孔测量方法的基础上，设计了一种具有自定心功能的深孔参数测量装置，背向设置的双锥体自平衡结构来实现测量主轴在被测深孔内的径向定心，对称布置的激光测距传感器进行孔径参数的实时测量，数据记录装置完成测量数据的记录与处理。与现有测量系统比较，该设计优于光杠式行走测量装置，可用于中大型精密仪器轴孔内径的高精度自动化在线测量。关键词：

2、深孔；内径参数；在线测量中图分类号：ＴＧ８０６；ＴＨ７４１文献标志码：ＡＤｅｖｉｃｅａｎｄＭｅａｓｕｒｉｎｇＭｅｔｈｏｄｏｆＳｅｌｆｃｅｎｔｅｒｉｎｇＤｅｅｐＨｏｌｅＰａｒａｍｅｔｅｒＧｕｏＹａｎ，ＺｈａｏＨａｉｆｅｎｇ，ＷａｎｇＧｕｏｄｏｎｇＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｅｐｈｏｌｅｄｉａｍｅｔｅｒｍｅａｓｕｒｉｎｇｍｏｔｈｅｄｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ａｓｓｅｍｂｌｙｐｒｏｃｅｓｓｏｆｌａｒｇｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｘｉｓｔ

3、ｉｎｇｄｅｅｐｈｏｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ，ａｓｅｌｆｃｅｎｔｅｒｉｎｇｍｅａｓｕｒｉｎｇｄｅｖｉｃｅｆｏｒｄｅｅｐｈｏｌｅｐａｒａｍｅｔｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｓｅｌｆｂａｌａｎｃｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｄｏｕｂｌｅｃｏｎｅｉｓｓｅｔｕｐｔｏｍａｒｋｔｈｅｃｅｎｔｒａｌａｘｉｓｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄａｐｅｒｔｕｒｅ．Ｔｈｅａｐｅｒｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｒｅａｌｔｉｍｅｌｙｔｈｏｕｇｈｌａｓｅｒｒａｎｇｉｎｇｓｅｎｓｏｒ．Ｍｅａｓｕｒｅｄｄａｔａａｒｅｒｅｃｏｒｄｅｄａｎｄｐｒ

4、ｏｃｅｓｓｅｄｂｙｄｅｖｉｃｅｒｅｃｏｒｄｓ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｒｅｓｕｌｔｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｌｉｇｈｔｂａｒｔｙｐｅｗａｌｋｉｎｇｍｅａｓｕｒｉｎｇｄｅｖｉｃｅ．Ｔｈｉｓｄｅｖｉｃｅａｎｄｍｅａｓｕｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｕｔｏｍａｔｉｃｏｎｌｉｎｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｈｏｌｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｔｈｅｍｅｄｉｕｍａｎｄｌａｒｇｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｅｅｐｈｏｌｅ；ｉｎｎｅｒｄｉａｍｅｔｅｒｐａｒａｍｅｔｅｒ；ｏｎｌｉｎｅ

5、ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ研究便捷的用于深孔内径参数的自动测量装置有着!引言重要的现实意义。本文设计了一种简单的背向双锥传统的内径测量方法主要通过卡尺、卡规在零体自平衡定心深孔参数测量装置来实现深孔内径参件加工后进行测量，这类测量方法属于直接接触式数（直径、圆度、轴孔直线度）的实时测量，有助于实测量，其操作不便，精度难以保证，人为影响因素大。现管类零件的快速测量。而且，对于孔深与孔径比大于５的深孔或超深孔零"测量系统件，测试更加不便。对此，国内外学者对深孔内径参数的测试技术开展了大量研究。目前，基于光电原如图１和图２所示，系统设计的自定心深孔参［１

6、］理的非接触扫描测试技术，可以自动定心的管道数测量装置由定心装置、测量装置、行进装置和数据机器人内径测量方法，因其测试便捷性得到了一定采集系统四部分构成。程度的应用和发展。其中，高精度的定心技术是孔径参数测量的重要基础，高精度的定心技术可以减［２］少测试机构偏心引起的测量误差。马孜等采用测量定位可调框架，使扫描中心逼近管道中心；苏丽［３］梅等采用双椭圆环方式将测量机构定位在中型管道中。以上中心定位技术可以将测量仪器轴线精确定位于被测轴孔内部，但测量装置中心定位机构１．工件２．套筒３．轴承４．防转销５．锥形体６．定心轴较为复杂，测量时效率和精度不

7、能同时兼顾。因此，７．左测距传感器８．齿轮机构９．第一电机１０．固定测杆１１．可换测头１２．弹簧１３．端盖１４．右测距传感器基金项目：南京信息职业技术学院科研项目（ＹＫ２０１４０２０１，１５．传输线１６．滑轮１７．控制终端１８．电缆ＹＫ２０１５０３０１）；江苏省优秀中青年骨干教师；南京信息职业技术学院１９．卷筒２０．第二电机２１．柔性绳索中青年学术带头人；南京信息职业技术学院智能制造创新团队收稿日期：２０１６年９月图１自定心深孔参数测量装置结构１２８工具技术件的深孔中，在弹簧的恢复力作用下两个锥形体受到朝向定心轴端部的推力而分别向两侧移动，但是

8、因为测杆穿过筒体上的通孔，则测杆相对筒体轴线方向的位置是固定的，那么两个锥形体向两侧移动时，测杆在滑槽中滑动，导致测杆沿筒体径向向外移动，直至测杆的测