本發(fā)明屬于安裝工程領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于多內(nèi)徑深孔或盲孔的自動(dòng)尋軸裝置及其使用方法。
背景技術(shù)：
深孔或盲孔的工程安裝常常需要準(zhǔn)確的建立深孔或盲孔的軸線，以便于調(diào)整深孔或盲孔的相對(duì)三維位置和角度使之符合設(shè)計(jì)要求。常用的做法主要有兩種：第一種方法基于激光經(jīng)緯儀。即在距離深孔或盲孔尾端一定位置處，布放激光經(jīng)緯儀，調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀參數(shù)使之在深孔或盲孔的兩至三個(gè)位置處,聚焦在事先布放好的同軸分化板中心處，從而建立深孔或盲孔的軸線。這種方法精度較好，但需要在距離深孔或盲孔尾端一定位置處(大于1m)設(shè)置一定的空間(約1m2左右)以布防激光經(jīng)緯儀，且其操作過(guò)程相對(duì)較復(fù)雜，所需時(shí)間也相對(duì)長(zhǎng)(熟練專業(yè)人員需要1-2小時(shí))。因此，這種方法在工程空間受限或者復(fù)雜的場(chǎng)合無(wú)法使用；第二種方法是基于插入式激光器。即按照深孔或盲孔內(nèi)徑尺寸加工定做同軸激光器，并插入深孔或盲孔中?？紤]到同軸激光器的幾何軸線和激光軸線重合，因此，可以根據(jù)激光器投射出的激光軸線確定深孔或盲孔的軸線。這種方法使用方便，但所建立的軸線精度較差。典型的使用現(xiàn)象是當(dāng)沿深孔或盲孔徑向轉(zhuǎn)動(dòng)激光器時(shí)，激光器在一定距離上的光斑位置就會(huì)在一定的范圍內(nèi)變化，無(wú)法準(zhǔn)確判定深孔或盲孔軸線。這主要是因?yàn)楫?dāng)激光器插入深孔或盲孔后，激光器和深孔或盲孔之間客觀的存在為了保證深孔或盲孔和激光器之間的插入式配合而預(yù)置的配合公差(即激光器的外徑不得不略小于深孔或盲孔的內(nèi)徑)。這種預(yù)置配合公差會(huì)導(dǎo)致激光器軸線和深孔或盲孔的軸線產(chǎn)生偏差，導(dǎo)致所建立的深孔或盲孔軸線的精度。另外，由于基于插入式激光器的深孔或盲孔建軸方法嚴(yán)重依賴激光器外殼和深孔或盲孔的機(jī)械配合，對(duì)于不同內(nèi)徑的深孔或盲孔都需要制作不同外徑參數(shù)的建軸裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)操作過(guò)程相對(duì)較復(fù)雜、所需時(shí)間較長(zhǎng)或者是無(wú)法準(zhǔn)確給出深孔或盲孔軸線的缺點(diǎn)，而提供一種適用于多內(nèi)徑深孔或盲孔的自動(dòng)尋軸裝置及其使用方法，達(dá)到精度高，適配范圍廣，空間要求低的有益效果。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是：一種適用于多內(nèi)徑深孔或盲孔的自動(dòng)尋軸裝置，其特殊之處在于：包括三組支撐組件、柱狀中空殼體、沿殼體內(nèi)部軸線依次布置的同軸椎體、激光二極管、聚焦透鏡組以及設(shè)置在殼體外一端的直線驅(qū)動(dòng)器和電源；
所述直線驅(qū)動(dòng)器包括絲桿和電機(jī)，絲桿的一端與同軸椎體底部連接，另一端與電機(jī)連接，所述三組支撐組件都包括觸頭和支撐桿，觸頭與支撐桿呈T型連接，所述支撐桿沿垂直殼體內(nèi)部軸線方向貫穿殼體，且相互呈120度夾角分布，支撐桿的一端與所述同軸椎體錐面接觸，所述激光二極管和電機(jī)分別與電源連接。
所述同軸椎體和支撐桿的材料是不銹鋼。
所述觸頭長(zhǎng)度不小于10mm。
本發(fā)明還提供了一種如上述適用于多內(nèi)徑深孔或盲孔的自動(dòng)尋軸裝置的使用方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：
1)將所述適用于多內(nèi)徑深孔或盲孔的自動(dòng)尋軸裝置插入深孔或盲孔；
2)打開(kāi)電源，使直線驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)同軸椎體沿殼體內(nèi)部軸線運(yùn)動(dòng)；
3)使支撐組件同步緩慢伸出，直至三個(gè)觸頭與深孔或盲孔內(nèi)壁充分接觸；
4)使激光二極管發(fā)射激光束，調(diào)整聚焦透鏡組的焦距直至所述激光束的焦斑直徑最小，以不同位置處的焦斑連線標(biāo)識(shí)深孔或盲孔軸線。
上述解決方案為改進(jìn)了插入式激光器的設(shè)計(jì)。在激光器殼體內(nèi)部增加了和激光器殼體同軸且可在殼體內(nèi)沿殼體軸線滑動(dòng)的同軸椎體及其驅(qū)動(dòng)裝置(直線驅(qū)動(dòng)器及電源)，并增加了互相間呈120度夾角的三組支撐組件。該支撐桿沿殼體徑向貫穿殼體并與同軸椎體的錐面相接觸。當(dāng)同軸椎體在其驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生平行于殼體軸線的位移時(shí)，三組支撐桿則會(huì)產(chǎn)生沿殼體徑向的同步伸縮運(yùn)動(dòng)直至支撐桿與深孔或盲孔內(nèi)壁充分接觸。上述改進(jìn)在保證激光器與深孔或盲孔同軸性的基礎(chǔ)上，避免了激光器殼體與深孔或盲孔內(nèi)壁的直接接觸，進(jìn)而避免了激光器殼體與深孔或盲孔機(jī)械配合所引入的預(yù)置配合公差，提高了基于插入式激光器的深孔或盲孔建軸方法的精度。
另外，本發(fā)明所述的裝置可以通過(guò)更換不同長(zhǎng)度支撐桿的方式來(lái)滿足不同內(nèi)徑范圍的深孔或盲孔的使用要求，對(duì)深孔或盲孔內(nèi)徑的適配性較強(qiáng)。
最后，為了降低人為操作和干預(yù)對(duì)裝置精度的影響，本發(fā)明所述的裝置采用由精密步進(jìn)電機(jī)和絲桿構(gòu)成的直線驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)同軸椎體運(yùn)動(dòng)，不需要人為干預(yù)。
本發(fā)明的有益效果是：
1、本發(fā)明克服了預(yù)置配合公差對(duì)基于插入式激光器在尋軸精度方面的影響。
2、本發(fā)明可以適配內(nèi)徑在不同內(nèi)徑的深孔或盲孔，避免了為不同內(nèi)徑的深孔或盲孔建立不同的尋軸裝置。
3、本發(fā)明的運(yùn)行方式為自動(dòng)。當(dāng)裝置被插入深孔或盲孔，且電源開(kāi)關(guān)被打開(kāi)后，裝置自動(dòng)運(yùn)行，不需要人為干預(yù)。
4、本發(fā)明屬于插入式裝置，不需要在深孔或盲孔尾端設(shè)置額外的工作空間。
附圖說(shuō)明
圖1是具體實(shí)施例內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中，1-觸頭、2-支撐桿、3-殼體、4-絲桿、5-同軸椎體、6-精密步進(jìn)電機(jī)、7-激光二極管、8-聚焦透鏡組。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖說(shuō)明對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1所示，該裝置包括三個(gè)一組的支撐組件1和2、同軸椎體5、激光二極管7、聚焦透鏡組8、殼體3、絲桿4和精密步進(jìn)電機(jī)6。其中，三組支撐組件都由硬質(zhì)合金觸頭1和支撐桿2組成，安裝在殼體3側(cè)壁上相互夾角為120度的三個(gè)徑向通孔內(nèi)，用于使裝置和深孔或盲孔內(nèi)壁充分接觸；精密步進(jìn)電機(jī)6固定在裝置殼體3外部，絲桿4與電機(jī)連接，用于驅(qū)動(dòng)與絲桿4保持面接觸的同軸椎體5在平行于殼體3的軸向方向上運(yùn)動(dòng)；同軸椎體5安裝在殼體3內(nèi)且和殼體同軸，用于將平行于殼體3的運(yùn)動(dòng)(軸向運(yùn)動(dòng))同步轉(zhuǎn)換為三個(gè)支撐桿2垂直于殼體3軸線的運(yùn)動(dòng)(徑向運(yùn)動(dòng))；激光二極管7用于發(fā)射激光束,聚焦透鏡組8用于將激光二極管7所發(fā)射的激光在一定距離上聚焦，兩者均固定在殼體3內(nèi)且和殼體同軸。殼體3用于安裝和固定支撐桿3、電機(jī)6、激光二極管7及聚焦透鏡組8，并提供同軸椎體5運(yùn)動(dòng)的軌道；電機(jī)及激光二極管正常工作所需電能由電源提供。
本發(fā)明尋軸裝置的使用方法如下：
1)將所述適用于多內(nèi)徑深孔或盲孔的自動(dòng)尋軸裝置插入深孔或盲孔；
2)打開(kāi)電源，使直線驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)同軸椎體沿殼體內(nèi)部軸線運(yùn)動(dòng)；
3)使支撐組件同步緩慢伸出，直至三個(gè)觸頭與深孔或盲孔內(nèi)壁充分接觸；
4)使激光二極管發(fā)射激光束，調(diào)整聚焦透鏡組的焦距直至所述激光束的焦斑直徑最小，以不同位置處的焦斑連線標(biāo)識(shí)深孔或盲孔軸線。