深孔综合参数测试装置设计及测试方法研究

针对目前深孔测试技术的不足,设计了一种基于激光测距的深孔综合参数测量装置,给出了测试方法,并基于最小二乘原理建立了测试数学模型。与现有测量系统比较,该装置可以实现精密仪器中深孔、盲孔的任意截面直径和直线度等孔径参数的测量。     

深孔内径测量装置设计

针对深孔内径测量中操作不便、测量精度低的问题,设计了一套利用激光非接触测量技术对深孔内径实现精确测量的系统,采用激光光三角检测技术、现代传感技术、管道机器人技术,保证装置在深孔中的准确测量及灵活操作。主要介绍深孔内径测量装置的工作原理、测量过程、机械结构的组成及主要部件的设计计算。深孔内径测量装置采用非接触式结构,不但可以测量深孔的内径,还可以检测深孔的圆度和圆柱度。     

基于PSD的深孔轴线度测量机器人设计

针对目前深孔轴线度测试技术的不足,设计了一种基于PSD的自定心深孔轴线度测量机器人。通过螺旋管道机器人驱动,带动内径自定心装置沿管道轴线前进,置于定心轴端的激光头发出激光束并照射到外置的四象限PSD面板,通过电路转换和数据采集实时显示当前管道位置的轴线位置,并完成所测深孔轴线的测量。与现有测量系统相比,该机器人可以实现精密仪器中深孔、盲孔任意截面直线度参数的测量。     

圆锥孔用量表及参数计算方法介绍

圆锥配合应用广泛,但锥孔测量效率低.根据锥孔测量原理,结合内径量表结构,笔者设计了一种便捷的锥孔参数测量装置——圆锥孔用量表.并简介了量表结构、测量原理、参数计算方法.     

基于气动原理的深孔自定心机构设计

针对内径百分表在测量深孔类零件内径过程中的悬臂过长和不易操作问题,设计了一种基于气动原理的深孔自定心机构。该机构利用气缸的推力改变连杆机构的张角,进而使圆周方向均匀分布的三个全向轮抵住深孔内壁以实现定心,再借助内径百分表实现深孔内径的测量。     

小深孔内径电容式测量方法的研究

采用电容式深孔内径测量仪测量机械加工过程中小深孔的孔径。该测量仪采用直径较小的电容探针作为传感器,电容探针通过采用驱动电缆技术消除了杂散电容的影响,将孔径的变化转换为电压的线性变化,并通过USB接口将此电压信号输入到计算机系统中进行处理。论述了小深孔内径电容式测量方法的基本原理,设计了电容式深孔内径测量仪测量小深孔孔径系统的总体方案。该方法特别适用于φ1mm~φ7mm深孔的内径自动检测,对φ3mm孔径进行了实际测量,并分析了测量所得到的数据,多次测量的标准差小于0.5μm,测量分辨率为0.05μm。     

浅孔内径测量的专用检具设计

1引言 现有的通用量具品种繁多,规格齐全,基本可以满足工件的检测需要。但是还有一些零件结构复杂,尺寸精度要求较高,使用通用量具很难检测或者检测误差较大,为此需要设计各种专用检具。例如,精度要求较高的大孔内径的测量一般使用内径千分表和内径千分尺等,但由于量具结构的原因,其只能测量深孔,对于浅孔其无法测量,下面将介绍一种专门检测大、浅孔直径的专用检具。     

深孔直线度检测装置的设计及应用

提出用臂杆法测量深孔直线度.设计出深孔直线度检测装置的结构,并进行了系统误差分析.经实测深孔油缸直线度,测量数据表明该深孔直线度测量系统能满足测量要求,对深孔零件直线度现场检测具有一定的实际意义.     

深孔直线度的测量装置设计及其算法

深孔直线度是深孔零部件质量的重要指标,由于深孔的自身特点目前尚无高精度高效率的测量手段。为此提出了一种利用超声波与反转法原理测算深孔直线度的理论及相关计算方法,设计了相应的测量装置。通过所设计的装置进行深孔直线度的测量及数据处理,实验证明该装置能满足测量要求,且效率高,具有一定的工程应用价值。     

基于光轴法的深孔直线度测量装置设计

针对深孔直线度检测装置存在的环境适应性差、操作复杂以及直线度评定方法计算时间长等问题,提出了一种基于光轴法测量深孔直线度的方法,设计了以光电自准直仪为测量基础的深孔直线度测量装置。装置由反射镜、光电自准直仪、激光测距传感器组成的测量单元,与测量单元配合的高精度的自定心单元以及精密的行走单元组成。采用最小区域法与最小二乘法相结合的一种直线度评定算法更好地完成了深孔直线度测量,提高了深孔直线度测量的环境适应性,实现了深孔直线度的自动检测。     

自定心内径测量装置设计

针对传统内径百分表测量存在的常见误差,设计了一种三点自动定心的内径测量装置。利用圆周内均布的三点测头可以实现被测孔径的圆心定位,同时推动45°锥体沿轴线相对滑动,借助弹簧张力达到平衡,实现孔径变化的测量。使用设计的卡盘定位机构和旋转机构,可以测得孔径任一位置、任一截面的最值变化量,实现孔径的圆度、直线度参数测量。     

Diameter measuring technique based on capacitive probe for deep hole or oblique hole monitoring

A deep hole or oblique hole diameter measuring system was introduced, a cylindrical capacitive probe with effective measurement electrode was adopted to measure the diameter by measuring the clearance between the probe electrode and the measured hole, and it has no measurement force by measuring in non-contact mode. And then, we obtain the precision diameter measurement system for straight holes. By using the measurement system in oblique hole, we can see that with the increase in the hole depth, the measurement results are basically approaching stable value.     

Design of precision measurement system for metallic hole

For most of the high-speed hole diameter measuring process, a contact measuring method is undesirable due to its slow and destructive touching process. Thus, an optical method is usually chosen for non-contact measurement. Unfortunately, for most holes in precise manufacturing, especially those with a high aspect ratio, the optical method cannot be used. In our study, we developed a simple and low-cost precision capacitive hole measuring system. By using a simple alignment mechanism, we prove that a high-resolution hole diameter can be achieved. Comparing a traditional measuring method like coordinate measuring machine with our system, over 99% correlation is easily obtained. The paper also presents a multilayer hole measuring probe and sensor probe for non-through-hole measurement.     

CFRP/钛合金叠层构件制孔孔径分布规律研究

为了研究CFRP/钛合金叠层构件一体化制孔加工后的孔径几何精度变化规律及主要影响因素,在CFRP/钛合金制孔基础上,利用三坐标测量机对孔径几何精度进行检测,并分别对单个孔及系列孔的孔径几何精度进行分析,得到孔径几何精度的变化规律及主要影响因素。结果表明:叠层材料制孔加工过程中材料加工性能的巨大差异,使加工至材料界面时产生的切削振动较大,是影响CFRP与钛合金孔径几何精度的主要因素,且对CFRP孔径影响较大,对钛合金孔径影响较小。     

多次函数拟合法计算光纤模场直径

光纤的模场直径是评价光纤性能的一个重要参数。测量单模光纤模场直径的常用方法是远场可变孔径法。通过测量给定单模光纤透过不同尺寸孔径光阑的多组远场辐射光功率数据并对实测数据进行处理,可得到被测光纤的模场直径。在实际测量过程中,为了消除被测光纤模场中心与孔径光阑中心偏离引起的测量误差,应用多次函数拟合法对远场可变孔径法测得的数据进行处理,以此自动识别并排除测量数据中的个别不合理的误差数据,从而有效提高模场直径的测量精度。     

大直径在线高精度测量不确定度分析

讨论了基于"弓高弦长法"测量原理,由3只精密激光位移传感器组成的大直径非接触在线测量装置的测量不确定度。针对被测大轴的尺寸,选择固定的弦长;基于两标准尺寸的外圆盘进行弦长参数的标定;通过3只传感器的对称布置、相对测量、多次测量求平均值等措施,简化了测量装置的结构、方便了标定和测量过程、提高了直径测量精度。对于直径500 mm~510 mm的大轴,当其圆度误差不超过30μm、3只传感器光线的不平行度误差小于0.5°、上下传感器的不对称小于1 mm、标定和测量时中间传感器光线不对中误差小于1 mm时,直径测量结果的不确定度小于3μm。     

采用高精度自动定心机构的大尺寸内径测量

圆心定位精度是非接触式大尺寸内径自动测量系统的重要参数,高精度圆心定位是提高系统测量精度的关键。研制了具有高精度自动定心机构的大尺寸内径测量系统,利用双椎体主轴同步定心方法实现测量系统在被测轴孔内高精度自动定心,并通过调节定心支撑臂长度提高圆心定位精度。利用最小平方中值法剔除粗大误差,再利用最小二乘法拟合测量结果,提高了内径拟合精度。使用设计的大尺寸内径测量系统样机对内径直径582 mm的标准环规进行测量,并在大型工件加工现场进行了验证。实验结果表明,本系统的圆心定位精度可达0.012 8 mm,内径和圆度的测量精度可达0.001 mm,标准环规测量重复性稳定在0.006 mm以内,现场测量重复性稳定在0.007 mm以内,能够正确反映大尺寸轴孔的内径和圆度参数,满足测量要求。     

一种深孔尺寸、圆度、同轴度及直线度测量方法

提出一种深孔多参数高效测量新方法,利用超声波测量零件壁厚,然后通过计算对深孔的直径、圆度、同轴度和直线度进行综合评定。介绍了该方法的测量原理和步骤,并给出了计算实例。     

Shack-Hartmann波前传感器检测大口径圆对称非球面反射镜

针对大口径非球面反射镜在研磨阶段后期其面形与理想面形存在较大偏差,且表面粗糙度较大、反射率较低,采用轮廓仪和普通干涉仪检测无法满足测试要求等问题,提出采用动态范围大且精度高的Shack-Hartmann波前传感器来检测大口径非球面反射镜.研究分析了Shack-Hartmann波前传感器检测系统的原理及系统误差并编写了相应的数据处理软件.为了验证该方法的可行性,对已经加工完成的350 mm口径旋转对称双曲面面形进行了检测,测量得到的面形误差PV值、RMS值分别为0.388λ、0.043λ(λ=632.8 nm);与干涉测量的标准结果进行了对比,得到的面形偏差PV值、RMS值分别为0.014λ和0.001λ.对比结果表明,Shack-Hartmann波前传感器的测量结果正确可靠,从而验证了Shack-Hartmann波前传感器检测大口径非球面反射镜的可行性.