大尺寸轴孔内径测量系统

摘要

本发明涉及大尺寸轴孔内径测量系统，包括测量机构、激光测头、激光测距仪、电控系统及工业控制计算机。测量机构设四个步进电机，分别驱动构成测量机构的测量车沿轴孔轴向行走、测量架平移、测量架升降及激光测头旋转。激光测头用于测量并产生测量数据。激光测距仪用于检测测量车轴向前进距离。电控系统对步进电机、激光测头、工控机的电气接口和开关控制，工控计算机用于数据的采集处理和测量过程的控制。本测量系统能够自动检测大型轴孔的直径、圆度、圆柱度、锥度等综合参数，可结束人工接触性的费时、费力的测量，所设的工控计算机功能完善，操作方便，测量快、精度高，测量装置结构紧凑、便于维修，可广泛应用于大尺寸轴孔各项指标的测量。

主权项

1.大尺寸轴孔内径测量系统，包括测量机构(1)、激光测头(2)、激光测距仪(3)、电控系统(4)及工业控制计算机(5)，其特征在于所述的测量机构(1)是测量系统的执行机构，由测量车(8)、测量架(14)组成，测量机构(1)设四个步进电机，四个步进电机分别驱动测量车(8)于轴孔(7)孔径内沿轴向行走，测量架(14)平移、测量架(14)升降和激光测头(2)旋转，测量车(8)的底板装有后驱动轮(9)，其前部装有万向滚珠(10)，行走驱动电机(11)驱动后驱动轮(9)行走，测量车(8)的底板下面装设有吸盘式电磁铁(12)，其两侧装设有定位卡刀(13)，测量工作执行前吸盘式电磁铁(12)与被测孔壁吸合，所述定位卡刀(13)通过压缩弹簧使定位卡刀(13)与被测孔内壁卡紧，以使测量车(8)与被测轴孔平行定位，测量架(14)由平移台(15)、轴向丝杆(16)、升降座(17)、径向丝杆(18)、径向导柱(19)及传动齿轮(20)组成，平移台(15)铺设在测量车(8)底板上所设的轴向导轨(21)上，平移驱动电机(22)驱动轴向丝杆(16)带动与其连接的平移台(15)沿轴向平移，平移台(15)上装有传动齿轮，升降驱动电机(23)驱动传动齿轮(20)，传动齿轮(20)带动与其装配的径向丝杆(18)旋转，装在径向丝杆(18)上的升降座(17)通过丝母、丝杆传动沿径向导柱(19)升或降；所述的激光测头(2)，是测量系统的测量元件，激光测头(2)为两个，两个激光测头(2)通过旋转臂(24)分别装在旋转轴(25)两端，旋转轴(25)两侧分别装有旋转驱动电机(26)和旋转编码器(27)，所述旋转轴(25)装在升降台架(28)上，升降台架(28)固定在所述升降座(17)上，升降座(17)上还连接一个激光轴向位置标定盘(29)，旋转驱动电机(26)驱动旋转轴(25)使旋转臂(24)带动激光测头(2)做圆周运动；所述的激光测距仪(3)，是用于检测所述测量车(8)的轴向前进距离，所述的电控系统(4)，是用于对步进电机、激光测头(2)、工业控制计算机(5)的电气接口和开关控制，测量机构的步进电机和激光测头(2)由动力信号线(30)连接电控系统(4)，通过卷线机(31)随测量车(8)的进程将动力信号线(30)释放与回收；所述的工业控制计算机(5)，是用于测量系统测量过程的控制，其采集数据的过程是在工业控制计算机(5)的控制下通过USB接口与激光测头控制器(32)通信控制激光测头(2)进行数据采集，测量机构(1)轴向的行走过程，是由上位机通过步进电机控制卡(33)向步进电机驱动器(34)、(35)、(36)、(37)发出控制信号来完成，为保证测量机构的运行安全，设置了升降、平移限位开关(39)、(40)，旋转编码器(27)用于确定数据采集所对应的角度位置。