[实用新型]一种基于投影成像的轴形位公差测量仪

说明书

本实用新型属于形位公差测量仪器相关领域，并公开了一种基于投影成像的轴形位公差测量仪，其包括底座、旋转支架，以及安装在旋转支架上的光源发生装置和成像检测装置，其中该底座用于实现整个装置的支撑和平行微调；该旋转支架实现光源发生装置和成像检测装置一致性的自由旋转；该光源发生装置用于向成像检测装置发射平行光以及实现装置自身位置标定；该成像检测装置实现轴投影图像的采集和形位公差的测量。通过本实用新型，能够以更为便捷和准确的方式实现轴的平行度的测量，并给出轴形位公差的衡量指标以指导轴的安装。

技术领域

本实用新型属于形位公差测量仪器相关领域，更具体地，涉及一种基于投影成像的轴形位公差测量仪。

背景技术

随着工业的不断进步，社会需要越来越多的新设备，这些设备尤其是特种设备而言，需要在加工后对其构成零件几何特征的点、线、面的实际形状或相互位置与理想几何体规定的形状和相互位置之间进行差异测量，也即形位公差测量。要保证装备的加工质量和使用寿命，都必须提高整个机械装备的装配精度。装配精度不只依赖于零件的加工精度，另一方面还要依靠装配的方法。甚至有很多情况下，装配精度成为决定整个装备工作性能和使用寿命的最重要因素。由于形位公差测量直接影响到设备工件的性能要求、配合性质、互换性及使用寿命等，因此其测量结果的精确度属于工业制造领域重点关注的关键指标之一。

目前的装配过程中对轴类零件进行安装是十分常见的，具体包括对有垂直度要求的轴类零件进行安装，以及对有平行度要求的轴类零件进行安装。然而，在实际操作时，相关测量仪器通常只有平行度和垂直度数据的简单反馈，没有对应对如何改善平行度和垂直度的反馈数据，而且测量精度尚有不足，只有通过反复的试凑实现满足相应形位公差。这种装配方式有着很大的随机性，往往与装配工人的经验有着直接的关系。本领域亟需对此作出进一步的改进，以便更好地满足实际生产制造中的各类需求。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种基于投影成像的轴形位公差测量仪，其中对其整体结构组成及构造布局重新进行了设计，并重点针对一些关键组件如光源发生装置、成像检测装置等的具体组成结构、设置方式及工作原理等多个方面进行改进，相应不仅可便捷、高效地测量待测轴类零件的垂直度误差或者平行度误差，而且能够结合轴类零件投影图中数据信息有指向性地改善垂直度误差和平行度误差，测试表明可显著提高最终的装配精度。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种基于投影成像的轴形位公差测量仪，其特征在于，它包括底座、旋转支架、光源发生装置和成像检测装置，其中：

所述底座放置在水平的基准底面上，并可通过螺钉组件调节自身的水平度，由此实现该基准底面与所述旋转支架之间相对位置的微调；

所述旋转支架沿着Z轴方向设置在所述底座上，并在其下端和上端各自承载有所述光源发生装置和所述成像检测装置；该旋转支架自身具有Z轴自由度和绕着Z轴旋转的W自由度，由此根据待测量辊轴的高度来调节在Z轴方向上的位置、以及在旋转时带动所述光源发生装置和成像检测装置执行同步转动；

所述光源发生装置包括杆状本体、以及设置在该杆状本体上的限位孔、平行光源和测距组件，其中该杆状本体沿着垂直于所述旋转支架的方向具有水平伸长自由度r，该限位孔用于确保待测量辊轴的轴线与此限位孔的轴线处于同轴或平行状态，该平行光源用于朝向待测量辊轴投射可产生投影的平行光束；此外，该测距组件的数量为多个，它们被划分为设置在所述杆状本体下表面的第一组传感器和设置在所述杆状本体上表面的第二组传感器，并用于测量整个光源发生装置处于不同位置状态时至指定目标之间的各自距离；

所述成像检测装置包括安装件、以及设置在该安装件上的相机和投影板，其中该安装体同样沿着垂直于所述旋转支架的方向具有水平拉伸自由度q，且其保持与所述水平伸长自由度r相平行；该投影板用于显示所述平行光源对所述待测量辊轴所形成的投影图像，该相机则对投影图像进行拍摄采集。