基于侧向对焦移位传感器和螺旋扫描之间的协作,测量了小直径深孔的形状和位置误差
Yao Liu1, Daguo Yu1, Huifu Du1
1School of Mechanical Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|November 27, 2025
概括
这项研究引入了一种新的侧向对焦测量方法,用于精确的深孔检查. 该技术克服了空间限制,提高了小直径孔的精度,提高了形状和位置错误检测.
科学领域:
- 计量学 计量学是一门学科.
- 精密工程 精密工程是指精密的工程.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 具有小直径和大面积比的深孔带来了重大的计量学挑战.
- 传统的接触探头由于刚性和潜在的表面损伤而面临限制.
- 现有的方法在物理空间限制和复杂的数据处理方面面临着困难.
研究的目的:
- 提出一种创新的测量方法,用于检测直径小,尺寸大的深孔中的形状和位置错误.
- 为了克服检查这些特征所固有的物理空间限制和数据处理问题.
- 为精密深孔计量提供一种非接触式,高精度的解决方案.
主要方法:
- 侧向对焦技术与复合运动控制 (轴旋转协调运动) 的整合.
- 开发一个侧向对焦移位传感器和一个悬臂测量装置.
- 实现一个"虚拟切片-B-spline重建"算法与自适应运动控制.
主要成果:
- 通过使用"虚拟切片-B-spline重建"算法,获得的直度错误评估结果为1μm的顺序.
- 实验结果显示直度的标准偏差≤0.0008毫米,圆柱形≤0.0064毫米,料速度为0.5毫米/秒,旋转速度为12rpm.
- 与坐标测量机 (CMM) 结果相比,圆柱形和直度评估误差分别减少了4.6%和4.5%.
结论:
- 拟议的侧向对焦测量方法有效地解决了深孔检查中的空间限制和数据处理挑战.
- 该方法在精密检查直径小的深孔时,在准确性和效率上都提供了显著的改进.
- 这项技术为传统方法提供了可行的替代方案,增强了关键工程元件的计量能力.
