[发明专利]同轴光检测柱孔圆度和直线度的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同轴光检测柱孔圆度和直线度的装置及方法，在非接触、非破坏的前提下，利用中心开有小孔的圆锥透镜形成的同心激光束实时检测零件柱孔的圆度和直线度，属于光学检测技术领域。

背景技术

在精密或者超精密机械加工领域，如何控制柱孔的圆度和直线度事关零件的配合、旋转精度，直接关系到摩擦、振动、噪声等，进而影响零部件的使用寿命和能耗。因此，需要准确评定柱孔圆度和直线度，评定结果不仅为零件的验收提供依据，而且也有助于提高零部件加工精度和装配精度。所述评定其前提是柱孔圆度和直线度的检测。

所述柱孔指圆柱内孔，柱孔圆度是指被检零件内孔实际圆轮廓与评定基圆的偏差值。一种与本发明有关的现有圆度评定方法为最小二乘圆法，该方法以最小二乘圆作为评定基圆，圆度△C为：

ΔC=D_max-D_min               （1）

式中：D_max为被测柱孔某截面不同角度采集点相对于最小二乘圆1圆心O₀的最大距离，D_min为被测柱孔某截面不同角度采集点相对于最小二乘圆1圆心O₀的最小距离，如图1所示。

按最小二乘法构建最小二乘圆1，也就是求解最小二乘圆的圆心坐标值X₀、Y₀和圆半径R₀的极小值，设被测柱孔某截面不同角度处采集点到最小二乘圆圆心的距离为D_i，i为采集点序号，即：

F(X0,Y0,R0)=Σi=1nDi2=min---(2)]]>

n个采集点i的连线即为实测圆2，也就是某截面的实际轮廓线，在根据公式（2）求得的D_i中包括D_max和D_min，再根据公式（1）求得被测柱孔某截面处的圆度。如果令截面序号为j，公式（1）写作ΔCj=Djmax-Djmin.]]>

柱孔直线度是指被检零件内孔实际轴线与评定基线的偏差值。以评定基线作为Z轴建立直角坐标系，将上述圆度计算得到的柱孔各个截面的最小二乘圆的圆心坐标设为O_0j（X_0j，Y_0j），那么柱孔的直线度△S为：

ΔS=2d_max                      （3）