一种大型深盲孔尺寸的在线检测方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102878968 A(43)申请公布日 2013.01.16CN102878968A*CN102878968A*(21)申请号 201210351955.2(22)申请日 2012.09.20G01B 21/10(2006.01)(71)申请人湖北三江航天险峰电子信息有限公司地址 432100 湖北省孝感市北京路52号(72)发明人王晓兵 孟凡桐 赵凯 杨建华(74)专利代理机构华中科技大学专利中心 42201代理人李佑宏(54) 发明名称一种大型深盲孔尺寸的在线检测方法(57) 摘要本发明公开了一种盲孔尺寸的在线检测方法，包括：（1）将检测测头伸入盲孔中，使测头轴

2、线与加工时的刀具刀轴方向一致，沿深度方向对盲孔在多个不同深度处的内壁点进行依次触碰检测，获得各个孔截面直径的第一测量值；（2）旋转检测测头，使其轴线与加工时的刀具刀轴方向呈180，再沿正向检测的逆方向依次对盲孔的各深度处的对应内壁点进行依次触碰检测，获得各个孔截面直径的第二测量值；（3）将正向检测和逆向检测中相同深度处的两测量值取平均值，即可得到得到零件盲孔尺寸。本发明可以有效地减小了因回转轴偏差造成的盲孔检测尺寸误差，可以更精确地测量得到零件盲孔尺寸。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书

3、3 页 附图 1 页1/1页21.一种盲孔尺寸的在线检测方法，包括如下步骤：（1）正向检测步骤将检测测头伸入盲孔中，使测头轴线与加工时的刀具刀轴方向一致，沿深度方向对盲孔在多个不同深度处的内壁点进行依次触碰检测，获得各个孔截面直径的第一测量值；（2）逆向检测步骤旋转检测测头，使其轴线与加工时的刀具刀轴方向呈180，再沿正向检测的逆方向依次对盲孔的相应各深度处的对应内壁点进行依次触碰检测，获得各个孔截面直径的第二测量值；（3）将正向检测和逆向检测中相同深度处的两测量值取平均值，即可得到得到盲孔相应各位置处的直径值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在同一深度处，所述正向检测的内壁点与逆向

4、检测中相应的内壁点的连线过盲孔中心点。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述正向检测的方向为沿盲孔深度方向从外向内或从内向外。权 利 要 求 书CN 102878968 A1/3页3一种大型深盲孔尺寸的在线检测方法技术领域0001 本发明涉及孔尺寸检测领域，具体是一种大型深盲孔截面尺寸的在线检测方法。背景技术0002 一般来说，孔深与孔直径之比不小于7的盲孔可称为深盲孔，即L/D7。大型深盲孔内孔加工时需对尺寸进行检测，一般需要使用专用测量装置来进行。例如，在车床刀杆上安装转换机构，用于各种车刀刀具和专用检测测头的安装转换，通过该换机构来对大型回转体零件内腔同时进行加工和尺寸定量测

5、量，并根据检测结果计算出补偿，然后在半精加工或精加工时加上补偿实施检测。0003 目前常规的检测方法是，首先利用机床X、Z轴功能进行直线进给运动，然后，碰撞零件实体暂停记录碰撞点的坐标值，最后运用数学公式进行计算得出直径值。但是，在传统的检测方法中，由于测头只检测回转体零件直径上的一点坐标，该方法检测出的结果和实际尺寸有误差，而且，由于大型加工机床为解决加工让刀问题，回转中心与机床Z轴设计成不平行，主轴会向加工刀具吃刀相反的方向偏转，另外，大型零件加工大多用中心架，中心架调整精度多在0.1mm以上，这样也会造成零件内孔检测误差。0004 经过试验和数据分析发现，误差是由零件回转轴的偏差造成的，

6、该误差在孔的深度不深时，影响不大，但孔的深度尺寸较大时，例如对于浅盲孔如深度超过100mm，该偏差造成的检测精度误差就可达0.02mm以上。可以将该误差分解成垂直误差和左右误差分别进行分析，如图1和2所示，1是垂直误差，如果2是回转中心与Z轴水平上的误差，水平误差对待测盲孔的直径误差影响最大即是2。对于内孔直径大于100的零件，垂直误差影响很小，而水平误差则是影响检测精度的主要因素。发明内容0005 本发明的目的在于提出一种盲孔尺寸的在线检测方法，其通过检测盲孔直径上两点，减小水平误差，从而减少因回转轴偏差造成大型回转体零件内孔检测尺寸误差，进而提高零件的检测精度。0006 实现本发明目的所采

7、用的具体技术方案如下。0007 一种盲孔尺寸的在线检测方法，包括如下步骤：0008 （1）正向检测步骤0009 将检测测头伸入盲孔中，使测头轴线与加工时的刀具刀轴方向一致，沿深度方向对盲孔在多个不同深度处的内壁点进行依次触碰检测，获得各个孔截面直径的第一测量值；0010 （2）逆向检测步骤0011 旋转检测测头，使其轴线与加工时的刀具刀轴方向呈180，再沿正向检测的逆方向依次对盲孔的各深度处的对应内壁点进行依次触碰检测，获得各个孔截面直径的第二测量值；说 明 书CN 102878968 A2/3页40012 （3）将正向检测和逆向检测中相同深度处的两测量值取平均值，即可得到零件盲孔各处的直径值

8、。0013 作为本发明的改进，在同一深度处，所述正向检测的内壁点与逆向检测中相应的内壁点的连线过盲孔中心点。0014 作为本发明的改进，所述正向检测的方向为沿深度方向从外向内或从内向外。0015 本发明的方法通过检测盲孔直径上两点，并且将两点检测值取平均值，消除水平误差的影响，从而有效地减小了因回转轴偏差造成的盲孔检测尺寸误差，可以更精确地测量得到零件盲孔尺寸。附图说明0016 图1为垂直方向误差分析示意图；0017 图2为水平方向误差分析示意图；0018 图3为检测横截面示意图。具体实施方式0019 下面结合附图和具体实施例，对本发明的方法进行详细介绍。需要说明的是，下述实施例仅是示例性的，

9、并不构成是对本发明的限定。0020 本发明的盲孔尺寸的在线检测方法具体包括如下步骤：0021 （1）正向检测步骤0022 加工完成后，应用转换机构将加工刀柄转换成检测测头刀柄，检测测头与加工刀具方向一致。检测前先进行进行正方向检测的标定。0023 将检测测头伸入盲孔中，使测头轴线与加工时的刀具刀轴方向一致，沿深度方向从外到内对盲孔在多个不同深度处的内壁点进行依次触碰检测，获得各个孔截面直径的第一测量值。0024 （2）逆向检测步骤0025 取下检测刀柄，旋转180，安装检测测头刀柄，检测测头与加工刀具方向成180。0026 再沿正向检测的逆方向依次对盲孔的各深度处的对应内壁点进行依次触碰检测，

10、获得各个孔截面直径的第二测量值。0027 （3）将正向检测和逆向检测中各个相同深度处的两测量值取平均值，即可得到得到零件盲孔尺寸。0028 本实施例中，正向检测时，刀柄沿盲孔中轴线由外向内逐渐深入，使安装在刀柄上的测头依次触碰内壁上的检测点，得到一组检测值。逆向检测前，先保持刀杆不动，旋转测头180，以用于触碰各深度处的内壁上与正向检测点对应的逆向检测点，正向检测点与相应的逆向检测点位于同一平面，两者与孔心连线呈180，即两者连线经过孔心。将正向和与其相对应位置的反方向点的直径尺寸一一进行平均值运算，所得值即为各对应位置的检测直径。0029 本发明在对大型深盲孔零件内孔进行在线检测时，为消除回转轴偏差造成的大型回转体零件内孔检测尺寸误差，通过在每一检测直径上水平180检测两点，并且将两点检说 明 书CN 102878968 A3/3页5测值取平均值，以消除水平误差的影响，从而大大提高检测精度。本发明的方法适用于大型回转体零件内孔精密在线检测。说 明 书CN 102878968 A1/1页6图1图2图3说 明 书 附 图CN 102878968 A