一、概述

  大长径比内孔同轴度、圆柱度精密测量仪是在专利技术和军用船舶推进轴系的曲线轴线测量系统的基础上，针对抽油泵、油缸、液压阀体、煤矿液气压支架、多轴承孔的直孔箱体零件、钻杆等大长径比内孔的产品及零部件的内孔同轴度、圆柱度的精密测量和控制要求而研发，以保障其气、液密封性能或者轴线精度及其转轴性能，以提高静态、动态的配合精度和配合刚度，保障其轴线精度和气、液密封性能，改善磨损的均匀性且减小磨损，延长寿命，并提高其转轴动力学特性和运动稳定性。大长径比内孔同轴度、圆柱度精密测量仪MSCCE (Measuring system of coaxiality and cylindricity errors using non-diffracting beam)采用内孔同轴度、圆柱度的直接测量方法——光轴法，符合中国国家标准GB/T 1182-2008：几何公差-形状、方向、位置和跳动公差标注（Geometrical tolerancing-Tolerance of form, orientation, location and run-out）。该产品基于中国发明专利：一种无衍射光空间直线度基准的发生装置（ZL02115589.5）、一种无衍射光束漂移的二维探测装置（201110042784.0）、一种多相机系统的取像同步控制设备及其方法（201310004509.9）。以无衍射光束为空间直线基准，结合大长径比内孔专用测头组合而成，可测量内孔同轴度、圆柱度等形位误差的综合参数。
  该测量仪可以在长度方向（Z向）进行连续点（可以任意设定测量点的间隔距离）的测量，也可按跳跃式设定测量点进行测量，即通过前后双目轴线位姿测量组件采集图像，从图像获得被测对象对无衍射光空间直线基准的二维偏移量（X和Y）以及其相对无衍射光空间直线基准的摆角和俯仰角，进而获得被测对象的内孔同轴度、圆柱度三维误差。由于无衍射光空间直线基准稳定，又是直接测量方法——光轴法，该测量仪没有累积的测量误差，测量精度高，并可以获得同轴度误差曲线和圆柱度误差三维图形，完全符合新的《几何产品的技术规范与认证》“Dimensional Geometrical Product Specification and Verification”(GPS)。

二、产品用途

  由于抽油泵、油缸、液压阀体、煤矿液气压支架等是典型的大长径比内孔的产品及零部件，有气、液的密封控制要求，而多轴承孔的直孔箱体零件、钻杆等对轴线精度及其转轴性能有控制要求。所以需要用大长径比内孔同轴度、圆柱度精密测量仪精密测量和控制影响气、液密封性能或影响轴线精度及其转轴性能的同轴度、圆柱度。
抽油泵、油缸、液压阀体、煤矿液气压支架、多轴承孔的直孔箱体零件、钻杆等典型的大长径比内孔的产品及零部件的制造行业是大长径比内孔同轴度、圆柱度精密测量仪第一类应用对象。
大长径比内孔同轴度、圆柱度精密测量仪的测量应用示意图如下图1所示：

      图1 大长径比内孔同轴度、圆柱度精密测量仪应用示意图
  此外，直接影响航空发动机、燃气轮机和汽轮机的轴系轴承偏磨和轴系运转稳定性的精度参数也是其轴系轴承孔系全轴同心度误差，因此测量和控制轴系轴承孔系全轴同心度误差是保证航空发动机、燃气轮机和汽轮机的轴系轴承偏磨小和轴系运转稳定性的有效手段和基本措施。航空发动机、燃气轮机和汽轮机的轴系制造行业是大长径比内孔同轴度、圆柱度精密测量仪的第二类应用对象，如图2所示。

      图2 大长径比内孔同轴度、圆柱度精密测量仪的主要应用对象
  另外，该测量仪还可应用于工厂、企业以及科研院所的同轴度、圆柱度测量和科学研究，也可以作为中高等院校“互换性与测量技术基础”、“精密仪器设计”、“精密仪器专业课程设计”、“精密测量原理与技术”等课程的实验仪器等。

三、技术指标

 无衍射光空间直线基准SSRND-15：轴向（Z）的最大工作距离0.5-15m (米)；轴向测量精度小于1mm；直线基准的方向角范围为：铅垂方向的俯仰角±10º、水平方向的摆角±10°。
  空间位置、姿态的综合测量精度：0.5μm +1.25μm/m（例如: 工作距离800mm内小于1.7μm）；水平面内()的摆角的测量精度：6.4×10-6角弧度/测量范围：±0.0233角弧度(1.33º)；铅垂面内()的俯仰角的测量精度：6.4×10-6角弧度/测量范围：±0.0187角弧度(1.07º)。  
  大长径比内孔同轴度、圆柱度精密测量仪：工作距离15m，测量精度1mm；孔系的横截面内圆度测量范围0.3mm/1.8mm，测量精度1μm以内；同轴度、圆柱度(X，Y)的测量范围为±2.5/±2mm，精度为2.5μm。
目前，被测对象内孔的直径d=50-70mm，测量范围d~d（-0.1~+0.3）mm；被测对象内孔的直径d=70mm以上，测量范围d~d（-0.2~+1.8）mm；孔的直径大于180mm时，允许继续扩大内孔截面不圆度测量范围为（-0.3-+4.7）mm，需要定制内孔体现装置（六足圆度测量装置）。

四、仪器的技术优势

  大长径比内孔同轴度、圆柱度精密测量仪专门针对大长径比内孔同轴度、圆柱度的精密测量而开发，采用多项技术和专利，测量精度最高，技术先进。 大长径比内孔同轴度、圆柱度精密测量仪具有以下创新点： 采用了无衍射光空间基准等技术和专利；体现测量对象的精度高；特别适于中长距离或大长径比和中间中断的内孔。