一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109307486A(43)申请公布日2019.02.05(21)申请号201710627169.3(22)申请日2017.07.28(71)申请人北京航天控制仪器研究所地址100854北京市海淀区北京142信箱403分箱(72)发明人惠宏超徐霁淼王明海牛春霞王静严小军王锐徐志强(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人李晶尧(51)Int.Cl.G01B11/27(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置(57)摘要一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，涉及小型和微小型螺纹类零件的形位公差测量领域；包括二维平移台、螺纹装夹器、设备安装架、面阵光电成像传感器、远心光源、远心镜头组、计算机和被测螺纹；设备安装架的低平台上固定安装有轴向竖直的支杆；二维平移台固定安装在高平台上表面；螺纹装夹器固定安装在二维平移台的上表面；被测螺纹同轴固定安装在螺纹装夹器上；远心光源固定安装在设备安装架低平台的上表面；面阵光电成像传感器固定安装在设备安装架的竖直支杆上；本发明使用远心光源分别对螺纹部分和基准部分进行照射，图像被面阵光电成像传感器采集之后，直接计算出螺纹与基准的同轴度数值，具有非接触、高效、高精度和自动化测量等优点。CN109307486ACN109307486A权利要求书1/1页1.一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，其特征在于：包括二维平移台(1)、螺纹装夹器(2)、设备安装架(3)、面阵光电成像传感器(4)、远心光源(5)、远心镜头组(6)、计算机(7)和被测螺纹(8)；其中，设备安装架(3)截面为L形，包括高平台、低平台两个水平台面，低平台上固定安装有轴向竖直的支杆；二维平移台(1)固定安装在设备安装架(3)的高平台上表面；螺纹装夹器(2)固定安装在二维平移台(1)的上表面，且轴向指向设备安装架(3)的低平台方向；被测螺纹(8)同轴固定安装在螺纹装夹器(2)上；远心光源(5)固定安装在设备安装架(3)低平台的上表面；远心镜头组(6)包括两个相同的远心镜头；其中一个远心镜头固定安装在远心光源(5)的上表面；面阵光电成像传感器(4)固定安装在设备安装架(3)的竖直支杆上；另外一个远心镜头(6)固定安装在面阵光电成像传感器(4)的下表面；二维平移台(1)、面阵光电成像传感器(4)和远心光源(5)均与计算机(7)连接。2.根据权利要求1所述的一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，其特征在于：所述二维平移台(1)实现带动螺纹装夹器(2)在设备安装架(3)高平台上表面进行二维平移；计算机(7)实现对二维平移台(1)的移动控制，二维平移台(1)移动的直线度小于0.5微米，重复定位精度小于0.5微米。3.根据权利要求1所述的一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，其特征在于：设备安装架(3)上的竖直支杆位于设备安装架(3)低平台上表面的中心轴线处。4.根据权利要求1所述的一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，其特征在于：远心镜头组(6)中的两个远心镜头均为喇叭形状；两个远心镜头的开口处对准被测螺纹(8)；且两个远心镜头开口沿轴向竖直对准，实现图像边缘畸变最小。5.根据权利要求1所述的一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，其特征在于：所述远心光源(5)的光源为单色光光源、LED光源、卤素灯或激光光源。6.根据权利要求1所述的一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，其特征在于：所述面阵光电成像传感器(4)为面阵光电成像传感器，像素数大于200万。7.根据权利要求1所述的一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，其特征在于：螺纹装夹器(2)沿轴向旋转范围为0-360°；旋转重复定位精度小于1角秒。8.根据权利要求4所述的一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，其特征在于：所述两个远心镜头的开口夹角为0-30°；两个远心镜头开口平面间的竖直距离大于50mm。9.根据权利要求1所述的一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置，其特征在于：所述L形设备安装架(3)的高平台为倾斜式结构；高平台与低平台间的夹角为40-60°；且位于远心光源(5)上表面的远心镜头开口上方被高平台遮挡，遮挡长度大于远心镜头直径的30％。2CN109307486A说明书1/3页一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置技术领域[0001]本发明涉及一种小型和微小型螺纹类零件的形位公差测量领域，特别是一种螺纹与基准轴的同轴度测量装置。背景技术[0002]螺纹零件在航空航天领域的使用频率非常高，在精密加工与制造过程中，对螺纹零件的高精度实时自动化测量，不但有利于精密加工的实现，提高零件本身的质量，而且有利于提高螺纹零件的装配质量。目前已有的螺纹同轴度检测方法主要是接触法，而接触法效率比较低，自动化程度不