基于PSD的长跨度孔系同轴度误差测量系统

以激光作为准直基准,研制了基于位置敏感探测器(PSD)的长跨度孔系同轴度误差测量系统。多功能测头在孔系内通过自定心机构确定各被测截面,测头前端的PSD检测激光光斑位置以确定各孔截面中心坐标,并进而评定出孔系同轴度误差。推导出激光自准直数学模型,根据该模型由四自由度工作台调整激光器位置,实现了激光自准直。使用本测量系统完成了激光自准直实验和孔系同轴度误差测量实验。实验结果表明:经准直后激光束与工件两端孔中心连线之间的偏差在±0.032 mm以内,与三坐标测量机相比,本系统同轴度误差测量的相对误差为8%,具备了较高的准直精度和同轴度误差测量精度。

长跨度孔系直径与同轴度误差测量系统

针对飞机铰链件长跨度、小直径孔系的直径和同轴度误差高精度测量问题,研制了基于光电传感器的综合测量系统。多功能测头中的直流电机驱动自定心机构确定孔截面测量位置,光电编码器记录电机有效转动量,通过与标准环规进行比较间接测量各孔直径。以激光作为准直基准,安装在多功能测头前端的PSD检测激光光斑位置以确定各孔截面中心坐标,并进而评定出孔系的同轴度误差。使用该测量系统完成了孔系直径测量试验和PSD光斑检测线性及重复性试验。试验结果表明,与三坐标测量机测量结果相比,孔径测量相对误差小于10μm,PSD光斑位置检测重复性误差小于13μm,具备了较高的检测精度。

长跨度大直径孔系同轴度误差测量方法

针对航空制造现场的长跨度大直径孔系装配难题,提出一种基于激光准直和光电检测技术的同轴度误差测量方法。以单模光纤激光器发出的准直光束作为测量基准,研制的多功能测头在被测孔内稳定支撑,测头前端的PSD传感器测量准直激光光斑坐标以确定测头相对位置。然后,激光测距传感器在电机驱动下旋转并测量孔轮廓点的距离,结合电机内部角度编码器的数据计算出孔在当前截面上的中心坐标。移动测头依次测量多个截面,最后根据所有截面的中心评定出被测孔系的同轴度。完成孔系同轴度测量实验,实验结果表明该系统测量重复性为0.0042 mm,通过蒙特卡洛法分析得到的系统测量不确定度优于0.0045 mm。