[发明专利]中小口径柱形元件微小孔在位精密测量装置及方法

摘要

本发明提供一种中小口径柱形元件微小孔在位精密测量装置及方法。所述装置包括中小口径柱形元件微小孔加工装置和在位检测装置；所述方法利用中小口径柱形元件微小孔加工装置，作为被加工零件测量时的控制装置，在测量时对被加工零件进行夹持、旋转和移动，从而避免的二次夹装带来的误差和零件损伤；同时配合使用灵敏度高的力传感器作为信号反馈元件，在转台的转动和X向导轨副的移动下得到高的测量精度；采用气体静压导轨副X向导轨副的移动可实现微小孔直径大小的高精度测量；通过使用高精度气体静压转台，可实现微小孔圆度、圆柱度的高精度检测；通过数据的结合处理能够对检测数据进行二维、三维误差评定，提高了微小孔的加工效率和加工精度。

主权项

1.中小口径柱形元件微小孔在位精密测量方法，其特征在于，基于中小口径柱形元件微小孔在位精密测量装置，包括中小口径柱形元件微小孔加工装置和在位检测装置；所述的中小口径柱形元件微小孔加工装置包括X向导轨副(1)，转台(3)，沿Z轴方向设置的主轴(12)和刀具(11)，以及用于柱形元件(6)夹装的夹具(5)；夹具(5)同轴固定在转台(3)上，转台(3)固定在X向导轨副(1)上；转台(3)用于带动柱形元件(6)在加工和测量时的Z向转动，X向导轨副(1)用于带动柱形元件(6)在加工和测量时的X向移动；所述的在位检测装置包括Z向导轨副，与主轴(12)轴向平行设置的分节气缸(9)，以及依次连接在分节气缸(9)伸出端的力传感器(8)和检测球头(7)；分节气缸(9)通过气缸固定座(10)与Z向导轨副连接；力传感器(8)的输出端连接用于检测数据采集和处理的数据采集系统(14)；所述的方法包括以下步骤，步骤1，在中小口径柱形元件微小孔的加工过程中需要对微小孔进行测量时，升起刀具主轴(12)，移动X向导轨副(1)横向移动，使检测球头(7)的Z向轴线与转台(3)回转中心重合；步骤2，启动分节气缸(9)，伸出检测球头(7)，并移动Z向导轨副使检测球头(7)位于待检柱形元件(6)的微小孔内；步骤3，移动X向导轨副(1)使检测球头(7)与柱形元件(6)微小孔的一侧孔壁相接触，采集此时检测球头(7)的X坐标位置，然后移动X向导轨副(1)至柱形元件(6)微小孔的另一侧孔壁，采集此时检测球头(7)的坐标位置，通过计算可得到X向导轨副(1)移动的距离，加上检测球头(7)直径即可得到柱形元件(6)微小孔的孔径大小；步骤4，移动X向导轨副(1)使检测球头(7)与柱形元件(6)微小孔的一侧孔壁相接触时，保持X向导轨副(1)不动，启动转台(3)，同时开始采集数据，设置每转采集点的个数，通过数据采集系统(14)对数据进行处理，得到检测圆周的形状精度，即微小孔检测圆周的圆度；步骤5，移动Z向导轨副至柱形元件(6)微小孔的不同深度，通过重复步骤3和4两步骤，获得不同深度的孔径以及圆度，通过数据处理得到柱形元件(6)微小孔的圆柱度；步骤6，使用数据采集系统(14)对步骤(3)、步骤(4)和步骤(5)的测量结果进行数据处理，得到柱形元件(6)微小孔的二维或三维误差评定结果，完成中小口径柱形元件微小孔在位精密测量。