一种定位孔光学检测方法技术领域
本发明是一种定位孔光学检测方法，属于检测技术领域。
背景技术
参照图1所示，工装中的角型钻模上有一个定位孔(10)，定位孔(10)
的直径尺寸为非整数尺寸，现需要对工装中的角型钻模上的定位孔(10)
的安装位置和安装垂直度进行检测。现有的光学检测方法为固定整数直
径尺寸孔径的光学检测方法，采用在固定直径尺寸的检测孔中插入光标
座尾轴，通过对光标座上的光标球的球心位置进行坐标数值检测，确定
零件的定位孔位置。现有的光学检测方法对于零件中的定位孔的直径尺
寸不固定和非整数的定位孔的位置检测不太准确，由于零件中的定位孔
的位置准确度光学检测要求很高，在实际飞机工装制造中，现有对零件
中的定位孔实施一点数值的光学检测，不能检测出零件中的定位孔与零
件工作表面的垂直度，经常出现零件中的定位孔与零件工作表面不垂直，
定位孔位置超差，造成零件安装位置误差，增大飞机产品的装配误差，
甚至造成飞机产品报废的现象。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种定位
孔光学检测方法，其目的是能够检测不同尺寸定位孔位置和垂直度。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
该种定位孔光学检测方法使用的检测工具包括球座(1)、转接座(2)
和定位轴(3)，其中：
球座(1)为圆柱体，球座(1)的上表面中心有凹型球面(4)，球座(1)
的底面中心有球座盲孔(5)，球座盲孔(5)的中心线与球座(1)的底面垂
直；
转接座(2)也是一个圆柱体，转接座(2)的上表面中心有突出的转接
轴(6)，转接座(2)的底面中心有转接座盲孔(7)，转接座盲孔(7)的中心
线与转接座(2)的底面垂直；
定位轴(3)为台阶状圆柱体，该台阶状圆柱体由外径大的限位轴(8)
和外径小的测量定位轴(9)构成，限位轴(8)和测量定位轴(9)同心；
球座盲孔(5)、转接座盲孔(7)、转接轴(6)和限位轴(8)的直径尺寸
相同，球座盲孔(5)与转接座盲孔(7)的高度尺寸相同，转接轴(6)和限位
轴(8)的高度尺寸相同，限位轴(8)高度尺寸小于转接座盲孔(7)的高度尺
寸，测量定位轴(9)的直径尺寸与零件中待测定位孔的直径尺寸相同；
该检测方法的步骤如下：
步骤一、检测零件的定位孔的顶点向上偏移B尺寸后的实测坐标值
将球面(4)的球心距球座(1)的底面距离设定为尺寸B，将定位轴(3)
的测量定位轴(9)放入零件待检测的定位孔中，使定位轴(3)的限位轴(8)
的底面与零件的定位孔的上表面贴合，然后将球座(1)的底面中心的球座
盲孔(5)套装在定位轴(3)的限位轴(8)的圆柱面上，使球座(1)的底面与
零件的定位孔的上表面贴合，将检测用光标球放置在球座(1)的上表面中
心的凹型球面(4)中，用光学检测仪器检测球面(4)中的光标球心的光标
点坐标值并记录；
步骤二、检测零件的定位孔的顶点向上偏移A尺寸后的实测坐标值
将定位轴(3)的测量定位轴(9)放入零件待检测的定位孔中，使定位
轴(3)的限位轴(8)的底面与零件的定位孔的上表面贴合，将转接座(2)的
底面中心的转接座盲孔(7)套装在定位轴(3)的限位轴(8)的圆柱面上，使
转接座(2)的底面与零件待测的定位孔的上表面贴合，然后将球座(1)的
底面中心的球座盲孔(5)套装在转接座(2)的上表面中心的转接轴(6)的
圆柱面上，使球座(1)的底面与转接座(2)的上表面贴合，将检测用光标
球放置在球座(1)的上表面中心的凹型球面(4)中，将球面(4)的球心距转
接座(2)的底面距离设定为尺寸A,用光学检测仪器检测球面(4)中的光标
球心的光标点坐标值并记录。
步骤三、检测零件待测的定位孔的安装位置和安装垂直度
将步骤一实测光标点坐标值与零件待测的定位孔的顶点向上偏移尺
寸B后的理论光标点坐标值相比较，两项坐标值相符合说明零件待测的
定位孔的安装位置正确；
将步骤二实测光标点坐标值与零件待测的定位孔的顶点向上偏移尺
寸A后的理论光标点坐标值相比较，两项坐标值相符合说明零件待测的
定位孔的安装位置正确；
上述两项均符合说明零件待测的定位孔的安装垂直度正确。
本发明技术方案的优点是能够根据不同检测孔直径尺寸，可调整检
测装置的定位轴的直径尺寸进行定位孔光学位置检测。且通过对零件的
定位孔的顶点向上偏移两点尺寸后的实测坐标值进行光学检测，是能够
解决检测制造孔与零件工作表面垂直度难题的一种光学检测方法。
附图说明
图1为工装中的角型钻模10上的定位孔的位置结构示意图
图2为本发明方法中检测组件的组合安装示意图
图3为检测组件中球座的外形结构示意图
图4为检测组件中转接座的外形结构示意图
图5为检测组件中定位轴的外形结构示意图
图中：1球座、2转接座、3定位轴、4球面、5球座盲孔、6转
接轴、7转接座盲孔、8限位轴、9定位轴、10角型钻模。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：
参照图1，工装中的角型钻模10上有一个定位孔，定位孔的直径尺
寸为非整数尺寸，定位孔的直径尺寸为9.65mm，定位孔为通孔，定位孔
的顶点的理论坐标值为(X100，Y-200，Z220),现采用本发明方法对工
装中的角型钻模上的定位孔的安装位置和安装垂直度进行检测。检测中
使用的激光跟踪仪的型号为Leica跟踪仪，生产厂商为：海克斯康测量
技术青岛有限公司，
参见附图2～4所示，该种定位孔光学检测方法使用的检测组件包括
球座1、转接座2和定位轴3，其中：
球座1为圆柱体，球座1的上表面中心有凹型球面4，球座1的底面
中心有球座盲孔5，球座盲孔5的中心线与球座1的底面垂直；
转接座2也是一个圆柱体，转接座2的上表面中心有突出的转接轴6，
转接座2的底面中心有转接座盲孔7，转接座盲孔7的中心线与转接座2
的底面垂直；
定位轴3为台阶状圆柱体，该台阶状圆柱体由外径大的限位轴8和
外径小的测量定位轴9构成，限位轴8和测量定位轴9同心；
球座盲孔5、转接座盲孔7、转接轴6和限位轴8的直径尺寸相同，
球座盲孔5与转接座盲孔7的高度尺寸相同，转接轴6和限位轴8的高
度尺寸相同，限位轴8高度尺寸小于转接座盲孔7的高度尺寸，上述尺
寸是为了保证限位轴8的底面与角型钻模10的定位孔的上表面贴合后，
转接座盲孔7的底面能够与角型钻模10的定位孔的上表面贴合，转接轴
6的高度尺寸小于球座盲孔5的高度尺寸，保证转接座2的转接座盲孔7
套装在定位轴3的限位轴8的圆柱面上后，转接座2的底面能够与角型
钻模10的定位孔的上表面贴合，测量定位轴9的直径尺寸与角型钻模10
的定位孔的直径尺寸相同。
该检测方法的步骤如下：
步骤一、检测角型钻模10的定位孔的顶点向上偏移B尺寸后的实测
坐标值
将球面4的球心距球座1的底面距离设定为尺寸B，尺寸B在本实施
例中为12mm，将定位轴3的测量定位轴9放入角型钻模10的定位孔中，
使定位轴3的限位轴8的底面与角型钻模10的定位孔的上表面贴合，然
后将球座1的底面中心的球座盲孔5套装在定位轴3的限位轴8的圆柱
面上，使球座1的底面与角型钻模10的定位孔的上表面贴合，将检测用
光标球放置在球座1的上表面中心的凹型球面4中，用光学检测仪器检
测球面4中的光标球心的光标点坐标值并记录，该光标点坐标值为(X100，
Y-200，Z232)；
步骤二、检测角型钻模10的定位孔的顶点向上偏移A尺寸后的实测
坐标值
将定位轴3的测量定位轴9放入角型钻模10的定位孔中，使定位轴
3的限位轴8的底面与角型钻模10的定位孔的上表面贴合，将转接座2
的底面中心的转接座盲孔7套装在定位轴3的限位轴8的圆柱面上，使
转接座2的底面与角型钻模10的定位孔的上表面贴合，然后将球座1的
底面中心的球座盲孔5套装在转接座2的上表面中心的转接轴6的圆柱
面上，使球座1的底面与转接座2的上表面贴合，将检测用光标球放置
在球座1的上表面中心的凹型球面4中，将球面4的球心距转接座2的
底面距离设定为尺寸A,尺寸A在本实施例中为24mm，用光学检测仪器
检测球面4中的光标球心的光标点坐标值并记录，该光标点坐标值为
(X100，Y-200，Z244)；
步骤三、检测角型钻模10的定位孔的安装位置和安装垂直度
将步骤一实测光标点坐标值与角型钻模10的定位孔的顶点向上偏移
尺寸B后的理论光标点坐标值相比较，两项坐标值相符合说明角型钻模
10的定位孔的安装位置正确；
将步骤二实测光标点坐标值与角型钻模10的定位孔的顶点向上偏移
尺寸A后的理论光标点坐标值相比较，两项坐标值相符合说明角型钻模
10的定位孔的安装位置正确；
上述两项均符合说明角型钻模10的定位孔的安装垂直度正确。