【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及深孔加工的，具体涉及一种基于视觉测量技术的深孔加工液压在线纠偏装置。
技术介绍
1、深孔是指孔长度与孔直径之比大于5的孔。加工深孔时，加工人员无法直接观察刀具切削状况，也无法直接测量深孔轴线是否加工偏斜，往往需要加工完成后才能检测深孔轴线直线度是否满足合格要求。由于深孔的长径比值较大，加工时往往需要采用圆柱形细长刀杆携带刀具进行加工，且切削液需要从刀杆上的孔流向刀具切削位置，因此，深孔加工系统刚性差，易产生震动，导致深孔加工容易出现轴线偏斜，造成深孔加工不合格。
2、申请号：201310097776.5的中国专利公开了深孔加工在线检测与纠偏装置，在进行深孔加工时，还存在以下问题：
3、（1）深孔钻削是一个切削运动过程，这个过程伴随振动，即便钻头没有偏斜，内激光源13打在角度敏感探测器19上的位置也是不断在变化的，这就造成了检测的不准确性，检测不准，纠偏就无法正确纠偏；
4、（2）随着钻孔轴向进给运动的进行，内激光源13距离角度敏感探测器19的距离是不断变化的，在发光角度不变的情况下，角度敏感探测器19上的光点位置也是在变化，这个变化的存在也导致了钻头走偏量的检测不准确；
5、（3）该专利中的纠偏力来源于径向伸缩器10，径向伸缩器10采用磁致伸缩器或电致伸缩器，通过径向伸缩器10的伸长推动钻头与钻杆发生弯曲来纠偏，这个力无法准确灵敏的控制钻头纠偏量，力小了推动不了钻头弯曲，纠偏不了；力大了钻头弯曲量过大，纠偏过量。其次，电磁伸缩器的伸长和缩短有时间上的延迟，等发出指令到
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于视觉测量技术的深孔加工液压在线纠偏装置，以解决现有技术中导致的上述缺陷。
2、一种基于视觉测量技术的深孔加工液压在线纠偏装置，包括钻头、钻杆、视觉测量系统、纠偏执行机构以及液压控制系统，其中，
3、所述钻头螺纹连接于钻杆上；
4、所述钻杆固定于进给箱上；
5、所述视觉测量系统包括相机与点激光光源，所述点激光光源设置于钻头上并用于发出单一的激光束，所述激光束平行于钻头和钻杆的初始中轴线，所述相机设置于机床上并用于高频拍摄激光束，通过计算光点在照片中坐标位置的变化，进而计算出钻头的偏移量；
6、所述纠偏执行机构设有若干个并圆形阵列于钻头的外圆周面上，所述纠偏执行机构包括液压缸与圆柱滚子，所述液压缸垂直固定于钻头的侧面，所述圆柱滚子设置于液压缸的外端；
7、所述液压控制系统包括液压油箱与液压泵，通过液压泵将液压油箱内的液压油泵入到液压缸内，进而推动圆柱滚子向外伸出并产生向内的径向推力来实现纠偏。
8、优选的，所述钻头的中心设有过屑孔，并在过屑孔的四周均匀分布有若干个过油孔，所述钻杆的中心设有排屑孔，并在排屑孔的四周均匀分布有若干个进油孔，所述过屑孔与排屑孔之间相互连通，所述过油孔与进油孔之间相互连通，所述钻杆的外侧安装有输油器。
9、优选的，所述钻头与钻杆的连接处安装有密封垫圈，所述密封垫圈的中心设有通屑孔，并在通屑孔的四周均匀分布有若干个通油孔，所述通屑孔连通于过屑孔与排屑孔之间，所述通油孔连通于过油孔与进油孔之间。
10、优选的，所述液压缸由液压缸体与活塞组成，所述液压缸体镶嵌于钻头的侧面，所述过油孔的右端与液压缸体的内部之间相互连通，所述活塞滑动连接于液压缸体内，所述圆柱滚子的圆周面贴触于活塞的外端面，所述钻头在圆柱滚子两端的外侧通过螺钉连接有套筒，所述钻头在圆柱滚子两端的内侧连接有拉力弹簧。
11、优选的，每个进油孔的左端通过螺纹快速接头连接有输油管，并在输油管上连接有电磁阀与减压阀，所有输油管共同连接有分油器，所述液压泵安装在分油器与液压油箱之间，并在液压泵的出口处连接有压力表。
12、优选的，所述排屑孔的旁侧平行设有过光孔，所述相机同轴设于过光孔的左侧，所述点激光光源同轴设于过光孔的右侧并通过安装支架安装于钻头的左端面，所述激光束同轴穿梭于过光孔内。
13、优选的，所述钻头的左端面与钻杆的右端面之间密封连接有挡油环。
14、优选的，所述钻头的侧面镶嵌有振动传感器并用于检测钻头在轴向方向与径向方向的振动信号。
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
16、1、能够实时定量检测刀具是否偏斜。与其它产品检测深孔加工是否走偏的方式不同，本方案通过在钻头后端位置安装点激光光源，点激光光源发出的单一激光束通过钻杆上的过光孔直接投射到相机视场中形成光点，因此，相机能实时拍摄光点的照片。相机采用“张正友棋盘格标定法”进行参数标定，通过检测照片中光点的位置即可实现高精度定量检测刀具的位置变化，从而实时、准确地监测刀具偏斜方向和偏斜量；
17、2、能够精确控制纠偏力的大小、作用方向和作用点位置，能够实现实时精确纠偏。与其它深孔加工在线纠偏系统采用轴向拉力或推力使钻头与钻杆发生弯曲来补偿钻头走偏的纠偏方式不同，本方案在刀具中段位置沿周向均布液压纠偏装置产生的径向推力来实现纠偏。通过液压减压阀调节液压油的压强和电磁阀控制纠偏装置对应管路的通断来实现纠偏力的大小、作用方向和作用位置进行实时精确纠偏；
18、3、刀具走偏量的实时在线定量检测和液压系统压力及油路通断实时准确控制可相互配合实现纠偏的闭环控制，能准确控制纠偏量，避免纠偏量不足或纠偏量过大。通过标定后的相机可实时检测光点坐标位置，通过光点坐标得变化方向和变化量可实时计算出钻头的偏移量从而计算出准确的纠偏量。与其它深孔加工在线纠偏系统采用光的反射原理检测纠偏量结合轴向力使刀具产生弯曲变形纠偏不同，采用轴向拉力或推力时刀具与钻杆发生相对弯曲具有变形延时，变形量无法准确及时控制，本方案采用视觉技术实时检测刀具位置变化，并实时控制液压压强和纠偏位置对应的液压纠偏执行装置，可准确控制纠偏的开始、结束和纠偏量的大小；能有效避免纠偏滞后、纠偏量不足或纠偏量过大等问题；
19、4、多个液压纠偏执行装置沿着刀具周向均匀布置，可独立控制，使纠偏力的大小、作用方向和作用位置可以采用单独控制，也可以组合控制形成纠偏合力。每个液压纠偏执行装置单独配置输油管路、电磁阀和减压阀，因此控制简单、响应及时。当单独控制一个纠偏执行装置不能有效实现准确纠偏时，可根据相机视觉检测系统实时检测到的刀具走偏方向、走偏量，对多个液压纠偏执行装置进行组合控制形成纠偏合力及时完成准确纠偏。
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1.一种基于视觉测量技术的深孔加工液压在线纠偏装置，其特征在于，包括钻头（2）、钻杆（23）、视觉测量系统、纠偏执行机构以及液压控制系统，其中，
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉测量技术的深孔加工液压在线纠偏装置，其特征在于，所述钻头（2）的中心设有过屑孔（201），并在过屑孔（201）的四周均匀分布有若干个过油孔（202），所述钻杆（23）的中心设有排屑孔（232），并在排屑孔（232）的四周均匀分布有若干个进油孔（233），所述过屑孔（201）与排屑孔（232）之间相互连通，所述过油孔（202）与进油孔（233）之间相互连通，所述钻杆（23）的外侧安装有输油器（21）。
3.根据权利要求2所述的一种基于视觉测量技术的深孔加工液压在线纠偏装置，其特征在于，所述钻头（2）与钻杆（23）的连接处安装有密封垫圈（9），所述密封垫圈（9）的中心设有通屑孔（901），并在通屑孔（901）的四周均匀分布有若干个通油孔（902），所述通屑孔（901）连通于过屑孔（201）与排屑孔（232）之间，所述通油孔（902）连通于过油孔（202）与进油孔（233）之间。p>
4.根据权利要求2所述的一种基于视觉测量技术的深孔加工液压在线纠偏装置，其特征在于，所述液压缸由液压缸体（3）与活塞（4）组成，所述液压缸体（3）镶嵌于钻头（2）的侧面，所述过油孔（202）的右端与液压缸体（3）的内部之间相互连通，所述活塞（4）滑动连接于液压缸体（3）内，所述圆柱滚子（5）的圆周面贴触于活塞（4）的外端面，所述钻头（2）在圆柱滚子（5）两端的外侧通过螺钉（7）连接有套筒（6），所述钻头（2）在圆柱滚子（5）两端的内侧连接有拉力弹簧（8）。
5.根据权利要求2所述的一种基于视觉测量技术的深孔加工液压在线纠偏装置，其特征在于，每个进油孔（233）的左端通过螺纹快速接头（11）连接有输油管（12），并在输油管（12）上连接有电磁阀（13）与减压阀（14），所有输油管（12）共同连接有分油器（15），所述液压泵（18）安装在分油器（15）与液压油箱（16）之间，并在液压泵（18）的出口处连接有压力表（19）。
6.根据权利要求2所述的一种基于视觉测量技术的深孔加工液压在线纠偏装置，其特征在于，所述排屑孔（232）的旁侧平行设有过光孔（231），所述相机（20）同轴设于过光孔（231）的左侧，所述点激光光源（25）同轴设于过光孔（231）的右侧并通过安装支架（26）安装于钻头（2）的左端面，所述激光束（22）同轴穿梭于过光孔（231）内。
7.根据权利要求1所述的一种基于视觉测量技术的深孔加工液压在线纠偏装置，其特征在于，所述钻头（2）的左端面与钻杆（23）的右端面之间密封连接有挡油环（24）。
8.根据权利要求1所述的一种基于视觉测量技术的深孔加工液压在线纠偏装置，其特征在于，所述钻头（2）的侧面镶嵌有振动传感器（27）并用于检测钻头（2）在轴向方向与径向方向的振动信号。
...【技术特征摘要】
1.一种基于视觉测量技术的深孔加工液压在线纠偏装置，其特征在于，包括钻头（2）、钻杆（23）、视觉测量系统、纠偏执行机构以及液压控制系统，其中，
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉测量技术的深孔加工液压在线纠偏装置，其特征在于，所述钻头（2）的中心设有过屑孔（201），并在过屑孔（201）的四周均匀分布有若干个过油孔（202），所述钻杆（23）的中心设有排屑孔（232），并在排屑孔（232）的四周均匀分布有若干个进油孔（233），所述过屑孔（201）与排屑孔（232）之间相互连通，所述过油孔（202）与进油孔（233）之间相互连通，所述钻杆（23）的外侧安装有输油器（21）。
3.根据权利要求2所述的一种基于视觉测量技术的深孔加工液压在线纠偏装置，其特征在于，所述钻头（2）与钻杆（23）的连接处安装有密封垫圈（9），所述密封垫圈（9）的中心设有通屑孔（901），并在通屑孔（901）的四周均匀分布有若干个通油孔（902），所述通屑孔（901）连通于过屑孔（201）与排屑孔（232）之间，所述通油孔（902）连通于过油孔（202）与进油孔（233）之间。
4.根据权利要求2所述的一种基于视觉测量技术的深孔加工液压在线纠偏装置，其特征在于，所述液压缸由液压缸体（3）与活塞（4）组成，所述液压缸体（3）镶嵌于钻头（2）的侧面，所述过油孔（202）的右端与液压缸体（3）的内部之间相互连通，所述活塞（4）滑动连接于液压缸体（3）内，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊超，席奇豪，于大国，罗刚，唐云飞，杜碧华，
申请(专利权)人：成都纺织高等专科学校，
类型：发明
国别省市：
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