[发明专利]一种基于光束检测定位的同轴度测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种基于光束检测定位的同轴度测量装置，其特征在于，包括：第一多维调整台、导轨一、准直光源、成像CCD、第二多维调整台、导轨二；导轨一安装在第一多维调整台上，准直光源安装在导轨一上，导轨二安装在第二多维调整台上，成像CCD安装在导轨二上；第一多维调整台安装在待测轴一上，第二多维调整台安装在待测轴二上；移动导轨上的激光光源到位置一，然后转动待测轴一，成像CCD成像记录光斑中心位置一；移动导轨上的激光光源到位置二，然后转动待测轴一，成像CCD成像记录光斑中心位置二；通过光斑中心位置一和位置二以及准直光源在导轨上移动的距离，算出待测轴一的轴线位置；通过同样的方法转动轴二，计算出轴二的位置；将轴一与轴二的位置比较，算出两轴的同轴度误差。

2.如权利要求1所述的基于光束检测定位的同轴度测量装置，其特征在于，所述多维调整台选用具备二维平移以及俯仰调节的平台。

3.如权利要求2所述的基于光束检测定位的同轴度测量装置，其特征在于，所述准直光源采用激光光源，或白光光源，或亮度可调光源。

4.如权利要求3所述的基于光束检测定位的同轴度测量装置，其特征在于，所述准直光源出光口处加装衰减片或亮度调节装置。

5.如权利要求4所述的基于光束检测定位的同轴度测量装置，其特征在于，安装所述准直光源与成像CCD时，将准直光源中心与待测轴一一致，成像CCD的中心与待测轴二一致。

6.一种基于权利要求1-5中任一项所述基于光束检测定位的同轴度测量装置的同轴度测量方法，其特征在于，包括以下过程：

S1：将成像CCD移动至预设的位置A1，转动待测轴二，同时记录光斑中心在待测轴二转动时在成像CCD上的运行轨迹，计算光斑中心在成像CCD上的运行轨迹，算出光斑距离待测轴二轴线的距离；

S2：调整第一多维调整台，将光斑位置调整至待测轴二的轴线上，再次转动待测轴二，此时光斑中心在CCD上的位置不会发生改变，记录此时CCD上光斑中心位置A1(X,Y)；

S3：移动成像CCD至预设的位置A2，A1与A2之间的距离为L，重复上述步骤，记录光斑中心位置A2(x,y)，此时，待测轴二的转动轴线是由A1(x,y)、A2(x,y)以及两个平面之间的距离L唯一确定；

完成上述步骤后，将成像CCD重新移动至A1位置，准直光源移动至预设的位置B1，然后转动待测轴一，记录CCD上光斑轨迹，计算光斑在成像CCD上的运行轨迹，算出光斑距离待测轴一轴线的距离；调整第一多维调整台，将光斑位置调整至待测轴一的轴线上，再次转动待测轴一，此时光斑中心在CCD上的位置不会发生改变；完成上述步骤后，将准直光源移动至预设的位置B2，再次转动待测轴一，记录成像CCD上光斑轨迹，若光斑中心位置不发生变化，此时，准直光源中心与待测轴一的转动轴线一致；若光斑中心发生变化，再次调整第一多维调整台，直至光斑中心不再变化；完成上述步骤后，再次将准直光源移动回位置B1，从新转动待测轴一，此时，光斑中心位置不再发生改变，并记录此时光斑中心位置B1(x,y)；

完成上述所有步骤后，移动成像CCD至位置A2，记录光斑中心位置B2(x,y)；计算A1(x,y)、A2(x,y)、B1(x,y)、B2(x,y)以及距离L的相对关系，计算出待测轴一与待测轴二的同轴度。

7.如权利要求6所述的基于光束检测定位的同轴度测量装置，其特征在于，基于A1(x,y)、A2(x,y)、B1(x,y)、B2(x,y)以及距离L的相对关系，还可计算出倾斜角度、位移参数。

8.如权利要求6所述的基于光束检测定位的同轴度测量方法，其特征在于，在过程S1前，还包括：先打开准直光源，检查成像CCD是否饱和，若成像CCD对光源成像饱和，则在光源出光口处加装衰减片或者通过亮度调节装置将光源亮度减弱，直至成像CCD能够对准直光源成清晰的光斑图像。

9.一种基于权利要求1-5中任一项所述基于光束检测定位的同轴度测量装置在机械加工装配技术领域中的应用。

10.一种基于6-7中任一项所述基于光束检测定位的同轴度测量方法在机械加工装配技术领域中的应用。