一種自定心深孔參數測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于深孔測量裝置，具體涉及一種自定心深孔參數測量裝置。
【背景技術】
[0002]在飛機、輪船、大型精密儀器等現代化工業中，軸孔零件的加工、檢測始終是影響生產的一大難題，此類零件孔徑、深孔圓度、直線度的精度是保證產品質量的一個重要因素。
[0003]目前，傳統的內徑測量方法主要通過卡尺、卡規在零件加工后進行測量，這類測量方法屬于接觸式測量，其操作不便，精度難以保證，人為影響因素大。而且，對于孔深與孔徑比大于5的深孔或超深孔零件，測試更加不便。針對這種現狀，國內外學者對深孔內徑參數的測試技術開展了大量研究。目前，基于光電原理的非接觸掃描測試技術，可以自動定心的管道機器人內徑測量方法以其精度高，測試方便得到了一定的應用和發展。在這些現代化的測試儀器中，高精度的定心技術是孔徑參數測量的重要基礎，高精度的定心技術可以減少測試機構偏心引起的測量誤差。馬孜等人在機械工程學報，2009，45 ( 6 ):267-273，《大孔徑管道4自由度內部檢測機器人系統》一文中采用測量定位可調框架，使掃描中心逼近管道中心；蘇麗梅等人長春理工大學學報，2005，28(1):30-31,《管道內徑光電檢測技術研究》一文中采用雙橢圓環方式將測量機構定位在中型管道中。然而上述測量機構定位精度、效率和測量范圍往往不能同時滿足。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于提供一種自定心深孔參數測量裝置，解決現有技術中深孔測量裝置定位精度、效率低和測量范圍小的技術問題。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:
一種自定心深孔參數測量裝置，包括定心裝置、測量記錄裝置和行進裝置。所述定心裝置包括套筒、定心軸、兩個錐形體、六個測桿和彈簧，定心軸位于套筒的軸線上，且定心軸通過軸承與套筒連接，套筒的筒壁上開設有兩組通孔，每組通孔為三個，且三個通孔沿圓周均勻分布；兩個錐形體和彈簧位于套筒中，且活動式套設在定心軸上，兩個錐形體的錐部分別朝向定心軸的兩端，彈簧設置在兩個錐形體之間；所述每個錐形體的錐面均勻開設有三個滑槽，且三個滑槽分別沿錐形體沿母線方向開設，六個測桿分別穿過套筒筒壁上的通孔；每個測桿的一端卡設在一個滑槽中。當定心裝置位于工件的深孔內進行測量時，六個測桿分別穿過套筒筒壁上的通孔；每個測桿的一端卡設在一個滑槽中，另一端與工件深孔的內壁接觸，彈簧處于壓縮狀態。所述測量記錄裝置包括固定在定心軸兩端的兩個測距傳感器和控制終端，兩個測距傳感器均與控制終端電連接，套筒上固定設置有第一電機，第一電機的輸出軸通過齒輪機構與定心軸連接；所述行進裝置包括第二電機、卷筒和柔性繩索，所述柔性繩索的一端與定心軸的一端連接，柔性繩索的另一端纏繞在卷筒上，卷筒的轉軸與第二電機的輸出軸連接；所述第一電機、第二電機均與控制終端之間電連接。
[0006]進一步改進，所述測桿包括套桿和測頭，測頭可拆卸式安裝在套桿的一端，測頭與工件深孔的內壁接觸，根據待測孔徑的大小可以通過更換不同長度的測頭來滿足要求；測頭的端部設置有球體，增大測頭與工件深孔內壁的接觸面，同時利于測頭的滾動。
[0007]進一步改進，所述控制終端為計算機，通過控制終端控制第一電機、第二電機的旋轉方向和角度。并且兩個測距傳感器的測量結果在控制終端上顯示，方便操作者直觀的了解工件深孔的相關參數。
[0008]進一步改進，所述套筒的端部設置有套筒蓋，裝配時通過打開筒蓋方便放入兩個錐形體，且筒蓋與定心軸緊密配合，使得整個套筒對稱，測量時軸線更加對中，同時起到密封作用，
進一步改進，所述柔性繩索的一端與定心軸連接，另一端通過定滑輪纏繞在卷筒上，通過設置定滑輪改變柔性繩索的運動方向，進而改變卷筒和第二電機的安裝位置，節省空間。同時，保證定心軸與柔性繩索的C-D段(即定心軸的端部到定滑輪段)共線，防止定心軸所受拉力與其軸線存在夾角而影響測量精度。
[0009]進一步改進，所述測距傳感器為激光測距傳感器，激光測距傳感器測量范圍廣，響應速度快，測量精度高，體積小安裝調試方便。
[0010]進一步改進，所述錐形體錐面上的滑槽的端部設置有限位塊，防止套桿滑出錐形體錐面上的滑槽而影響測量結果。
[0011]進一步改進，所述至少一個錐形體上開設有卡槽，且卡槽與錐形體的軸線平行，所述至少兩個或其中任一個錐形體上沿其軸線方向開設有卡槽，套筒上設置有銷釘，銷釘的一端活動式卡設在錐形體的卡槽中。當錐形體受到彈簧的推力時，錐形體能夠通過卡槽相對于銷釘滑動，但當前角度的參數測量完成需要定心裝置旋轉一定角度再次測量時，通過設置銷釘更好地防止錐形體、測桿相對于套筒發生轉動而影響測量精度。
[0012]采用該測量裝置進行深孔參數測定的過程如下:
1)、根據待測深孔的內徑，選擇相應長度的測桿，將六個側桿分別穿過筒體上對應的通孔，安裝在錐形體錐面上的六個滑槽中，將定心裝置放入工件的深孔中，在彈簧的恢復力作用下兩個錐形體受到朝向定心軸端部的推力而分別向兩側移動，但是因為測桿穿過筒體上的通孔，則測桿相對筒體軸線方向的位置是固定的，那么兩個錐形體向兩側移動時，測桿在滑槽中滑動，導致測桿沿筒體徑向向外移動，直至測桿的測頭與工件深孔的內壁相抵觸，最終使得兩個錐形體處于受力平衡狀態，相對筒體靜止，此時，定心軸位于件深孔的軸線上，測量裝置與工件深孔同軸，保證測量精度。
[0013]2)、所述定心軸伸出套筒的兩端，兩個測距傳感器分別設置在定心軸的兩端，通過測距傳感器測出于件深孔當前截面當前角度的孔徑尺寸量，并通過控制終端對測量數據記錄進行記錄、顯示。
[0014]3)、通過控制終端啟動第一電機，通過齒輪機構驅動定心軸旋轉，每轉過一定角度記錄當前的孔徑尺寸，從而完成整個截面的數據測量。
[0015]4)、當前截面的所有數據記錄完成后，通過控制終端啟動第二電機，第二電機驅動卷筒旋轉纏繞柔性繩索，帶動定心裝置、測量記錄裝置沿工件深孔的軸線方向移動，進行下一個截面的參數測量。
[0016]本發明相對與現有技術的有益效果如下: 1、本發明采用兩個背向設置的錐形體，兩個錐形體之間設置彈簧，每個錐形體的錐面上沿母線方向均勻開設有三個滑槽，測桿的一端卡設在滑槽中，在彈簧的恢復力作用下兩個錐形體向兩側移動，測桿在滑槽中滑動，導致測桿沿筒體徑向向外移動，直至測桿的測頭與工件深孔的內壁向抵觸，使得兩個錐形體處于受力平衡狀態，此時定心軸位于件深孔的軸線上，達到深孔定軸的目的，保證工件深孔相關參數的精確測量。
[0017]2、本發明的測桿包括套桿和測頭，根據待測孔徑的大小可以通過更換不同長度的測頭來滿足要求，操作方便。
[0018]3、本發明采用激光測距傳感器進行測量，激光測距傳感器測量范圍廣，響應速度快，測量精度高，體積小安裝調試方便。
[0019]4、本發明通過控制終端控制第一電機、第二電機的旋轉方向和角度，并且兩個測距傳感器的測量結果在控制終端上顯示，方便操作者直觀的了解工件深孔的相關參數。
【附圖說明】
[0020]圖1使本發明