一種細長管類零件直線度的檢測方法
2023-09-17 12:42:05 2
專利名稱：一種細長管類零件直線度的檢測方法
技術領域：
本發明涉及機械零件的精度檢測方法，具體涉及一種細長管類零件直線度的檢測方法。
背景技術：
目前國內外在圓度、平行度及粗糙度的計量已達到了微米甚至納米級的測量精度，而直線度的測量精度卻不高，特別是細長管類零件的直線度測量，其精度水平遠遠落後於其他計量項目。目前大長度範圍的直線度測量方法包括雷射準直法、圓度法、槓桿法、雷射都卜勒法、雷射幹涉儀測量法等。公司原引進的瑞士產品雙35牽引身管內膛直線度^ O. 5mm ;Φ37身管內膛直線度< I. 2mm。加工和驗收的身管內孔直線度指標檢測所用的設備都沿用五十年代自前蘇聯引進的4KPCM光學準直儀。因使用年限較長，光學元件表面膜層腐蝕嚴重，清晰度由鑑別率4. 7"下降到9";儀器自身的估讀精度由原來的0.08mm/6m降為O. 30mm/6m,已經超出自行35身管的直線度精度O. Imm的精度要求,從而遠遠不能滿足35自行身管直線度的檢測。
發明內容
本發明的目的是提供一種細長管類零件直線度的檢測方法，該方法能對長度超過6m的管類零件內孔的直線度進行測量，測量精度高，誤差< O. Imm ；自動採集數據並自動處理，操作簡便、工作效率高。本發明所述的一種細長管類零件直線度的檢測方法，其步驟如下第一步，將數據線、電纜線聯接好，打開電源及光靶光源，並調整好細長管類件的高低，使顯示屏內光靶影像在顯示屏中心左右。第二步，將光靶移至管類件起始點，用校正程序對準直光管進行校正。第三步，對起始點的光靶進行數據採集後，移到第二個檢測點位置進行數據採集，依次對各個檢測點進行數據採集。第四步，將管類件旋轉180°後，再對各檢測點依次採集數據。第五步，將第三步測得各點數據減去第四步測得各點數據(人工消除繞度)進行處理後，得到管類件軸線直線度。本檢測方法是借鑑雷射準直法，採用光學準直儀、CCD光電探測技術、精密機械和計算機技術研製出一種細長管直線度的測量系統，實現小口徑細長管類直線度的測量。測量口徑在Φ23 Φ150，長度< IOm的管類零件的直線度，主要技術指標為儀器誤差5 μ m/3m ；17 μ m/10m ;重複性2 μ m ;系統穩定性5 μ m/4h。CXD與光學靶標及推進裝置作為數據採集單元，測微望遠鏡構成圖像採集、光電轉換單元，計算機軟體系統構成數據處理單元。上述三個單元結合實現深孔直線度的檢測。首先，確保測微望遠鏡軸線與炮管內孔軸線平行。使測微望遠鏡對準在深孔中固定間隔移動的光學靶標，並感知光學靶標在被測截面實際中心位置的變化。測微望遠鏡上裝有CCD，可實時得到相應的圖像。CCD光靶圖像通過數位相機成像在電腦視窗內，推進裝置將身管任意斷面的中心點通過計算機進行採集。圖像經計算機處理後，可獲得各被測斷面實際圓心位置的X-Y偏移量(左右偏移定義為X偏移，上下偏移定義為Y偏移)。再經直線度評定，即可獲得深孔軸線的直線度。評定方法包括最小二乘法、首尾相連法、兩點法等。數據採集、光電轉換單元及數據處理單元帶CXD裝置的測微望遠鏡系統，是將一個帶有USB2. O接口的數字相機安裝在測微望遠鏡上，靶標通過望遠鏡成像在相機上。數字相機通過USB 口連接在計算機上。PC軟體可以允許操作者設置(SETUP)系統的基本設置，如選擇公制(metric)或英 制(imperial)，輸入測量的基準線和控制自動數據登陸(Data logging)。一旦系統完成設置，軟體提供兩個操作模式「LIVE (實況)」和「MEASURE (測量)」。實況模式下，望遠鏡的圖像實時顯示在計算機屏幕上，即望遠鏡的圖像以儘可能快的速度進行刷新，以使操作者可以快速和容易地調焦；測量模式下，軟體使用由相機攝取的數字數據進行處理並顯示靶中心的X、Y偏移量。數據分析方法包括最小二乘法、首尾相連法、兩點法。I、靶標。測微望遠鏡軸線與炮管內孔軸線平行。測微望遠鏡對準在深孔中定間隔移動的光學靶標。光學靶標提供測微望遠鏡感知管軸線和雙母線的偏移變化量。靶標主要組成零件包括本體、球面彈性套管I、球面套管3、濾色聚光境4、彈簧套6、發光燈源5、電源接頭等。為了確保小靶標在孔內有擺動時，靶標十字線中心點不會移動而減少測量誤差，要求分劃板的刻線面與彈性套管和本體的相關尺寸必須留有調整間隙，必要時可修銼本體裝入分劃板框的端面和加入合適的墊片來保證中心適合的要求。靶標與炮管內壁的接觸無間隙，其定位是利用彈簧力的作用使彈性套管始終趨於緊貼孔壁的狀態，但彈性套管的漲、縮行程不能過大，一般根據使用確定在2mm為宜。其中，014mm CXD專用光靶標、CXD光靶定心裝置、管內推進裝置、球面彈性套，確保了測量時CCD光靶能保持在管內的每個斷面，採集數據能均勻覆蓋整個孔深。採集身管深孔直線度數據，進行數據處理。能客觀反映身管直線度情況。實際採集數據是通過望遠系統觀察靶標中心偏離理論直線的值，所以必須確定靶標中心能與炮管橫截面的中心重合。2、推進裝置推進裝置是用來推動靶標在深孔內沿軸線方向移動的裝置。通過望遠鏡瞄準觀察靶標在深孔任意斷面上的實際位置偏移變化量，確定深孔直線度誤差。為方便使用和運輸的需要，該推進裝置由N根各I米長的圓形鋼管制成。設計上採用斷隔式螺紋連接，以便於快速聯接。接管間沿軸線作90度的旋轉運動，即可連接上或退開。同時利用彈性鍵卡入鍵槽，使接管連接後在推進中不能自動脫落，接管內採用導點性較強的彈性觸頭，保證照明電源輸入靶標照明器接通照明燈泡。照明電源為6. 3V的工作電壓以保證使用中的安全性。接杆的外圓表面有環行刻線及距靶標分劃板十字線間的距離數字，其刻度值用來確定靶標分劃板距離火炮身管或深孔中距推進一方端面的實際位置。本發明的有益效果本項目的成功研製解決了炮管現行生產中身管直線度的定量檢測和校準的問題，對炮管的研發、生產將起到積極的推進作用。同時提高了本地區軍工產品檢測/準對水平，具有重要的現實意義。另外，還可進一步推廣應用到民用產品生產的參數檢測中。
圖I是本發明系統框圖；圖2是數據處理單元、數據採集、光電轉換單元、提供數據單元經設計後的示意圖；
圖3是靶標結構示意圖；圖4是靶標工作狀態圖；圖5是靶標管內受力分析圖。圖中I.球面彈性套管2.光靶標3.球面套管4.濾色聚光境5.發光燈源6.彈簧7.靶標主體8.推進杆接頭。
具體實施例方式本項目研製了炮管直線度檢測的裝置，主要由數據採集單元、圖像採集及光電轉換單元、數據處理單元三部分構成，實現了炮管直線度的實時和高精度檢測。其設計的主要原理是CCD光靶圖像通過數位相機成像在電腦視窗內，推進裝置將身管任意斷面的中心點通過計算機進行採集、評定。一、系統部分(如圖I、圖2所示)CXD與光學靶標及推進裝置作為數據採集單元，測微望遠鏡構成圖像採集、光電轉換單元，計算機軟體系統構成數據處理單元。圖像經計算機處理後，可獲得各被測斷面實際圓心位置的X-Y偏移量(左右偏移定義為X偏移，上下偏移定義為Y偏移)。再經直線度評定，即可獲得深孔的軸線直線度。二、靶標結構及工作狀態部分(圖3、圖4、圖5所示)靶標主要組成零件包括本體、彈性套管、球面套管、濾色聚光境、彈簧套、發光燈源、電源接頭等為了確保小靶標在孔內有擺動時，靶標十字線中心點不會移動而減少測量誤差，要求分劃板的刻線面與彈性套管和本體的相關尺寸必須留有調整間隙，必要時可修銼本體裝入分劃板框的端面和加入合適的墊片來保證中心適合的要求。靶標與火炮身管內壁的接觸無間隙，其定位是利用彈簧力的作用使彈性套管始終趨於緊貼孔壁的狀態，但彈性套管的漲、縮行程不能過大，一般根據使用確定在2mm為宜。靶標的受力相同，決定了張開的最大輪廓能構成一個理想的圓，因此靶標中心能與炮管橫截面的中心重合。採集測微望遠鏡十字線中心與靶標中心的偏移量，通過計算機軟體數據處理，即測得炮管深孔直線度。
權利要求
1.一種細長管類零件直線度的檢測方法，其步驟如下 第一步，將數據線、電纜線聯接好，打開電源及光靶光源，並調整好細長管類件的高低，使顯示屏內光靶影像在顯示屏中心左右； 第二步，將光靶移至管類件起始點，用校正程序對準直光管進行校正； 第三步，對起始點的光靶進行數據採集後，移到第二個檢測點位置進行數據採集，依次對各個檢測點進行數據採集； 第四步，將管類件旋轉180°後，再對各檢測點依次採集數據； 第五步，將第三步測得各點數據減去第四步測得各點數據(人工消除繞度)進行處理後，得到管類件軸線直線度。
全文摘要
本發明公開一種細長管類零件直線度的檢測方法，其步驟如下第一步，將數據線、電纜線聯接好，打開電源及光靶光源，並調整好細長管類件的高低，使顯示屏內光靶影像在顯示屏中心左右；第二步，將光靶移至管類件起始點，用校正程序對準直光管進行校正第三步，對起始點的光靶進行數據採集後，移到第二個檢測點位置進行數據採集，依次對各個檢測點進行數據採集；第四步，將管類件旋轉180°後，再對各檢測點依次採集數據；第五步，將第三步測得各點數據減去第四步測得各點數據進行處理後，得到管類件軸線直線度。本發明能對長度超過6m的管類零件內孔的直線度進行測量，測量精度高，誤差≤0.1mm；自動採集數據並自動處理，操作簡便、工作效率高。
文檔編號G01B11/27GK102645185SQ20111004229
公開日2012年8月22日 申請日期2011年2月22日 優先權日2011年2月22日
發明者唐忠, 左賓, 鄧瓊, 韓衛平 申請人:重慶望江工業有限公司