[发明专利]一种大尺寸圆柱类零件素线直线度误差检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种大尺寸圆柱类零件素线直线度误差检测装置及方法，包括分别用于设置在被测圆柱两端的压线装置、拉线装置，所述压线装置与拉线装置之间连接钢丝绳，所述压线装置用于夹持钢丝绳的一端，所述拉线装置用于将钢丝绳拉直；还包括振镜、激光器、相机、计算模块；所述激光器用于发出线结构光线；所述振镜用于将激光器发出的光线反射至被测圆柱表面；所述相机用于采集被测圆柱的图像数据；所述计算模块用于接收与处理相机采集的数据。本发明用以解决现有技术中大尺寸圆柱类零件的素线直线度检测难度大，检测过程复杂，检测精度低的问题，实现便于携带、适用范围广、测量精度高的目的。

技术领域

本发明涉及测量领域，具体涉及一种大尺寸圆柱类零件素线直线度误差检测装置及方法。

背景技术

圆柱类零件是工程上一种典型零件，被广泛应用于航海、航空、汽车等领域，是机械制造行业不可或缺的基础零部件，例如制造业中的机床主轴、齿轮、电机转子，武器系统中的炮筒等零件都是通过圆柱形毛坯经过机械加工而成。为衡量圆柱类零件的制造精度，通常需要对其素线的直线度误差进行检测，从而准确评估其表面形状误差。对于圆柱类零件的素线直线度检测，目前常用三坐标测量机、圆度仪等精密测量设备进行测量，或使用百分表、刀口形直尺、水平仪、平晶等工具进行测量，但对于大尺寸圆柱类零件，特别是对于锻造、铸造出的大尺寸圆柱类毛坯(如大于Φ500mm×1000mm)，由于其体积及重量大，目前的检测设备或量具受限于承载能力、检测范围及精度等因素，难以满足检测需求。当前广泛使用光学自准直仪来测量大尺寸零件的直线度误差，但由于需要等距移动反射镜，测量过程较复杂，时间较长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大尺寸圆柱类零件素线直线度误差检测装置及方法，以解决现有技术中大尺寸圆柱类零件的素线直线度检测难度大，检测过程复杂，检测精度低的问题，实现便于携带、适用范围广、测量精度高的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种大尺寸圆柱类零件素线直线度误差检测装置，包括分别用于设置在被测圆柱两端的压线装置、拉线装置，所述压线装置与拉线装置之间连接钢丝绳，所述压线装置用于夹持钢丝绳的一端，所述拉线装置用于将钢丝绳拉直；

还包括振镜、激光器、相机、计算模块；所述激光器用于发出线结构光线；所述振镜用于将激光器发出的光线反射至被测圆柱表面；所述相机用于采集被测圆柱的图像数据；所述计算模块用于接收与处理相机采集的数据。

进一步的，所述压线装置包括第一拱形支撑、固定在第一拱形支撑上的夹线器和第一水平仪，所述夹线器用于钢丝绳一端的固定夹紧。

进一步的，所述拉线装置包括第二拱形支撑、固定在第二拱形支撑上的直角支架和第二水平仪，所述直角支架上设置U型轴承，所述钢丝绳的一端绕过U型轴承后连接砝码。

本发明工作时，将夹线装置和拉线装置安装在圆柱类零件两端，安装点位于被测零件的艾利点处，即距被测零件的两端2L/9处(L为零件长度)，左第二拱形支撑的两臂与被测圆柱表面相切，利用水平仪调整两边拱形支撑横梁处于水平状态；将钢丝绳一端利用夹线装置固定，另一端绕过拉线装置上的U型轴承与砝码相连，使得钢丝绳处于拉直绷紧状态，调整钢丝绳的位姿，使其与被测圆柱素线近似平行；利用振镜式线结构光三维扫描系统扫描钢丝绳与被测圆柱体零件，获得其三维点云数据。

进一步的，所述振镜为单轴振镜，所述激光器为线激光器，所述相机为CCD相机，所述计算模块为计算机。

一种大尺寸圆柱类零件素线直线度误差检测方法，包括：

S1、将压线装置及拉线装置分别安装在被测圆柱面两端，将钢丝绳一端用压线装置固定，另一端通过拉线装置拉直绷紧，并调整钢丝绳与被测圆柱表面素线平行；启动激光器；