本发明公开了一种气缸套内径高精度大范围自动测量装置，包括三爪式底座，在三爪式底座的中心设有圆形凸台，底座均安装有内板和外板，在内板和外板之间设有平行分布的光轴和丝杠，光轴和丝杠均穿过L型连接件，三个内板形成的空间内安装有传动轴，传动轴与电机连接，传动轴下端与主动锥齿轮连接，主动锥齿轮与三个从动锥齿轮啮合，从动锥齿轮与丝杠连接，在L型连接件上固定安装有丝杠螺母和涡电流传感器，在短边上安装有测量位移的磁栅尺读头，在三爪式底座上安装有磁尺。本发明采用电机带动涡电流传感器直线运动，磁栅尺读头实时检测位置变化，从而确保涡电流传感器面对不同内径气缸套一直处于最佳测量位置，通过三点测内径原理计算内径。
1.一种气缸套内径高精度大范围自动测量装置的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)构建气缸内径高精度大范围自动测量装置，装置包括三爪式底座，即包含第一底座、第二底座和第三底座，在三爪式底座的中心设有圆形凸台，第一底座、第二底座和第三底座沿圆形凸台周向分布，第一底座、第二底座和第三底座上均安装有内板和外板，在内板和外板之间设有平行分布的光轴和丝杠，丝杠通过轴承安装在外板和内板之间，光轴和丝杠均穿过L型连接件，L型连接件包含垂直分布的短边和长边，短边穿过光轴和丝杠，所述三个内板形成的空间内安装有传动轴，传动轴与电机连接，传动轴下端与主动锥齿轮连接，主动锥齿轮与三个从动锥齿轮啮合，从动锥齿轮与丝杠连接，在短边上固定安装有丝杠螺母，丝杠螺母套在丝杠上，在长边上安装有测量距离的涡电流传感器，在短边上安装有测量位移的磁栅尺读头，在三爪式底座上安装有磁尺；
本装置中一共使用了三个涡电流传感器，每个涡电流传感器的初始位置均需进行标定，涡电流传感器的初始位置即为涡电流传感器伸出长度最短位置，将涡电流传感器移动到初始位置，同时将三个磁栅尺读头读取数值归零，随后将本装置以检测姿态放置入三坐标测量仪中，检测姿态即为圆形凸台向上姿态，由于三个涡电流传感器分处于三爪式底座的三个矩形平台上，三个矩形平台即为第一底座、第二底座和第三底座，选择三个矩形平台中的一个矩形平台定义为K1，由此顺时针方向依次定义其余两矩形平台为K2、K3；
涡电流传感器初始位置标定：在三坐标测量仪中选择一个标定用竖直平面并调整其相对于本装置的相对位置，其中将K1矩形平台上与涡电流检测头检测面平行的面定义为F1面，K1矩形平台中涡电流传感器检测点与三爪式底座中圆形凸台的圆心的理论连线与F1面垂直，将标定用竖直平面中的定位用表面紧密贴合于F1面使用三坐标测量仪测量三爪式底座中圆形凸台圆周的3个点，分别记为Z11(a11，b11)、Z12(a12，b12)、Z13(a13，b13)，由于不在同一条直线上的3个点确定一个圆，进而计算出三爪式底座中圆形凸台的圆心坐标，记为O1(aq1，bq1)，使用三坐标测量装置测量标定用竖直平面中标定用表面上水平分布的两个点F1’、F1″，将这两点与O1在同一平面中进行计算，过O1做与这两点连线相垂直的直线，进而可以计算出两直线的交点记为P1(ap1，bp1)，已知点O1与点P1坐标，根据平面内两点间距离公式进而计算出O1P1长度，此处O1P1长度即为圆形凸台中轴线与标定用竖直平面之间的距离；
启动电机，驱动涡电流传感器向靠近标定用竖直平面方向移动，直至涡电流传感器读取数值在涡电流传感器测量范围中间位置左右，电机停止，此时读取K1矩形平台上涡电流传感器读取数值记为D1，读取K1矩形平台上磁栅尺读头数值记为B1；驱动三坐标测量仪中的夹紧装置，使本装置绕圆形凸台中轴线旋转，旋转120°后停止，此时K2矩形平台中涡电流传感器检测点与三爪式底座中圆形凸台的圆心的理论连线和标定用竖直平面法线相平行，读取K2矩形平台上涡电流传感器读取数值记为D2，读取K2矩形平台上磁栅尺读头数值记为B2；
驱动三坐标测量仪中的夹紧装置，使本装置绕圆形凸台中轴线旋转，旋转120°后停止，此时K3矩形平台中涡电流传感器检测点与三爪式底座中圆形凸台的圆心的理论连线和标定用竖直平面法线相平行，读取K3矩形平台上涡电流传感器读取数值记为D3，读取K3矩形平台上磁栅尺读头数值记为B3；
记K1矩形平台中涡电流传感器初始位置为点Z21，涡电流传感器读取数值在涡电流传感器测量范围中间位置左右停止时涡电流传感器所在位置为点Z31；记K2矩形平台中涡电流传感器初始位置为点Z22，涡电流传感器读取数值在涡电流传感器测量范围中间位置左右停止时涡电流传感器所在位置为点Z32；记K3矩形平台中涡电流传感器初始位置为点Z23，涡电流传感器读取数值在涡电流传感器测量范围中间位置左右停止时涡电流传感器所在位置为点Z33，则Z21Z31长度等于B1，Z31P1长度等于D1；Z22Z32长度等于B2，Z32P1长度等于D2；Z23Z33长度等于B3，Z33P1长度等于D3，由此计算出K1矩形平台中涡电流传感器初始位置S1，即为O1Z21；计算出K2矩形平台中涡电流传感器初始位置S2，即为O1Z22；计算出K3矩形平台中涡电流传感器初始位置S3，即为O1Z23，如下式所示：S1＝O1Z21＝O1P1-Z21Z31-Z31P1
S2＝O1Z22＝O1P1-Z22Z32-Z32P1
S3＝O1Z23＝O1P1-Z23Z33-Z33P1
由此标定出涡电流传感器初始位置分别为S1、S2、S3；
在检测量程范围内的气缸套时，通过动力机构调节涡电流传感器回到初始位置，随后将磁性底座的吸附端吸附到三爪式底座底部的圆形凸台上，将磁性底座的固定端安装到刀具架上，通过机床程序控制调节本装置位置，使其到达气缸套理论轴线上，调节涡电流传感器位置使其与气缸套内壁的距离处于涡电流传感器检测范围内，接着控制整体装置下降到气缸套内部需要进行测量内径的高度，开启电机调节涡电流传感器位置，直至涡电流传感器度数开始变化后停止，实时测量气缸套内径尺寸，可分别获得三个涡电流传感器的读值D1,D2,D3与三个磁栅尺读头的读值B1,B2,B3；
三个矩形平台中涡电流传感器检测点与三爪式底座中圆形凸台的圆心的理论连线和气缸套内壁的三个交点，分别记为点P1、P2、P3，将三爪式底座中圆形凸台的圆心O作为原点，OP1连线作为X轴，过原点垂直于OP1连线向右的直线定义为Y轴，根据各矩形平台涡电流传感器初始位置标定值S1、S2、S3可以计算出三个光点P1、P2、P3到原点的长度OP1、OP2、OP3，由于OP1、OP2、OP3三条直线呈120°均匀分布且均经过原点，进而可以计算出三个光点的坐标值P1(a1，b1)，P2(a2，b2)，P1(a3，b3)，其中：a1＝OP1，b1＝0
(5)已知圆边缘上的三个点，可以计算出圆的半径，进而计算出此处气缸套内径的大小，随着整体测量装置的移动，可测得不同深度的直径。
2.根据权利要求1所述的一种气缸套内径高精度大范围自动测量装置的测量方法，其特征在于：所述步骤(1)中第一底座、第二底座和第三底座圆周均布在圆形凸台上。
3.根据权利要求1所述的一种气缸套内径高精度大范围自动测量装置的测量方法，其特征在于：所述步骤(1)外板的下端设有圆形凹槽，圆形凹槽内安装有圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承内圈与丝杠连接。
4.根据权利要求1所述的一种气缸套内径高精度大范围自动测量装置的测量方法，其特征在于：所述步骤(1)中从动锥齿轮通过卡簧和键固定在丝杠的端部。
5.根据权利要求1所述的一种气缸套内径高精度大范围自动测量装置的测量方法，其特征在于：所述步骤(1)中三爪式底座外套有保护罩。
气缸套内径高精度大范围自动测量装置及测量方法
技术领域
[0001] 本发明涉及气缸套内径高精度大范围自动测量装置及测量方法，属于测量领域。
背景技术
[0002] 气缸套作为柴油机上工作环境最为恶劣的零件之一，其各处内径的精度高低直接影响着柴油机的使用寿命、燃油经济性等关键技术指标。目前国内外对于气缸套内径尺寸检测的方法有很多种，主要分为接触式测量和非接触式测量，并且采用的方法和原理也是各不相同。气缸套的内径测量方法主要包括：通用量具测量、专用量具测量、电感测径仪测量、气动量仪测量等。通用量具检测气缸套内径操作简单方便，但是仅仅只能检测气缸套口部附近较浅位置的内径，同样，电感测量仪测量也仅仅只能测量深度较短的气缸套；专用量具测量在测量对应气缸套内径时效率更高同时在一定程度上保证了精度，但是其测量范围较小、功能单一，在涉及多种尺寸规格的气缸套时则无能为力；气动量仪检测虽然测量精度较高且由于其为非接触式测量，进而保护了测量目标气缸套内壁表面，但是气动量仪无法调整测量范围且测量费用较高、对环境要求较高。
[0003] 杨迪、张丽军发明的《一种高准确度气缸套内径快速测量装置》，中国发明专利申请公布号CN 106247885 A，通过增加辅助测量用的纤维纸，改进了内径千分尺测量环境，在一定程度上有效提高了内径千分尺测量的重复精度和测量效率，但是由于其依旧受限于内径千分尺的测量效率及测量过程中调整的复杂性，其测量效率的提升收到加大的限制，虽然效率提升较为明显，但是依旧要花费较多的时间用于装置的调整中。苏州蓝王机床工具科技有限公司发明的《一种激光内径测量仪》，中国发明专利申请公布号 CN 106152956 A，采用高精度激光测量，测量精度高且不直接接触，测量过程对工件无损伤，但是其检测范围较小，仅仅只能测量激光测量仪检测范围内的气缸套，且激光测量仪精度越高则检测范围越小，在保证精度的时候，进一步限制了其检测范围大小，同时由于激光测量仪为光学仪器，对环境的要求较高，在恶劣环境中无法保证其稳定性和可靠性。
发明内容
[0004] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种气缸套内径高精度大范围自动测量装置及测量方法，采用电机带动涡电流传感器直线运动，磁栅尺读头实时检测位置变化，从而确保涡电流传感器面对不同内径气缸套一直处于最佳测量位置，通过三点测内径原理计算内径。
[0005] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种气缸套内径高精度大范围自动测量装置，包括三爪式底座，即包含第一底座、第二底座和第三底座，在三爪式底座的中心设有圆形凸台，第一底座、第二底座和第三底座沿圆形凸台周向分布，第一底座、第二底座和第三底座上均安装有内板和外板，在内板和外板之间设有平行分布的光轴和丝杠，丝杠通过轴承安装在外板和内板之间，光轴和丝杠均穿过L型连接件，L型连接件包含垂直分布的短边和长边，短边穿过光轴和丝杠，所述三个内板形成的空间内安装有传动轴，传动轴与电机连接，传动轴下端与主动锥齿轮连接，主动锥齿轮与三个从动锥齿轮啮合，从动锥齿轮与丝杠连接，在短边上固定安装有丝杠螺母，丝杠螺母套在丝杠上，在长边上安装有测量距离的涡电流传感器，在短边上安装有测量位移的磁栅尺读头，在三爪式底座上安装有磁尺；标定用竖直平面位于三爪式底座中需要标定的矩形平台的端部。
[0006] 作为优选，所述第一底座、第二底座和第三底座圆周均布在圆形凸台上。
[0007] 作为优选，所述外板的下端设有圆形凹槽，圆形凹槽内安装有圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承内圈与丝杠连接。
[0008] 作为优选，所述从动锥齿轮通过卡簧和键固定在丝杠的端部。
[0009] 作为优选，所述三爪式底座外套有保护罩。
[0010] 一种上述的气缸套内径高精度大范围自动测量装置的测量方法，包括以下步骤：
[0011] a、涡电流传感器初始位置标定
[0012] 1)本装置中一共使用了三个涡电流传感器，每个涡电流传感器的初始位置均需进行标定，涡电流传感器的初始位置即为涡电流传感器伸出长度最短位置，将涡电流传感器移动到初始位置，同时将三个磁栅尺读头读取数值归零，随后将本装置以检测姿态放置入三坐标测量仪中，检测姿态即为圆形凸台向上姿态，由于三个涡电流传感器分处于三爪式底座的三个矩形平台上，三个矩形平台即为第一底座、第二底座和第三底座，所以对于每个涡电流传感器的初始位置标定需要分开进行，选择三个矩形平台中的一个矩形平台定义为K1，由此顺时针方向依次定义其余两矩形平台为K2、K3；
[0013] 2)涡电流传感器初始位置标定在三坐标测量仪中选择一个标定用竖直平面并调整其相对于本装置的相对位置，其中将K1矩形平台上与涡电流传感器检测面平行的面定义为F1面，K1矩形平台中涡电流传感器检测点与三爪式底座中圆形凸台的圆心的理论连线与F1面垂直，将标定用竖直平面中的定位用表面紧密贴合于F1面使用三坐标测量仪测量三爪式底座中圆形凸台圆周的3个点，分别记为Z11(a11,b11)、Z12(a12,b12)、Z13(a13,b13)，由于不在同一条直线上的3个点确定一个圆，进而计算出三爪式底座中圆形凸台的圆心坐标，记为O1(aq1,bq1)，使用三坐标测量装置测量标定用竖直平面中标定用表面上水平分布的两个点F1’、F1”，将这两点与O1在同一平面中进行计算，过O1做与这两点连线相垂直的直线，进而可以计算出两直线的交点记为P1(ap1,bp1)，已知点O1与点P1坐标，根据平面内两点间距离公式进而计算出O1P1长度，此处O1P1长度即为圆形凸台中轴线与标定用竖直平面之间的距离；
[0014] 3)启动电机，驱动涡电流传感器向靠近标定用竖直平面方向移动，直至涡电流传感器读取数值在涡电流传感器测量范围中间位置左右，电机停止，此时读取K1矩形平台上涡电流传感器读取数值记为D1，读取K1矩形平台上磁栅尺读头数值记为B1；驱动三坐标测量仪中的夹紧装置，使本装置绕圆形凸台中轴线旋转，旋转120°后停止，此时K2矩形平台中涡电流传感器检测点与三爪式底座中圆形凸台的圆心的理论连线和标定用竖直平面法线相平行，读取K2矩形平台上涡电流传感器读取数值记为D2，读取K2矩形平台上磁栅尺读头数值记为B2；驱动三坐标测量仪中的夹紧装置，使本装置绕圆形凸台中轴线旋转，旋转120°后停止，此时K3矩形平台中涡电流传感器检测点与三爪式底座中圆形凸台的圆心的理论连线和标定用竖直平面法线相平行，读取K3矩形平台上涡电流传感器读取数值记为D3，读取K3矩形平台上磁栅尺读头数值记为B3；
[0015] 4)记K1矩形平台中涡电流传感器初始位置为点Z21，涡电流传感器读取数值在涡电流传感器测量范围中间位置左右停止时涡电流传感器所在位置为点Z31；记K2矩形平台中涡电流传感器初始位置为点Z22，涡电流传感器读取数值在涡电流传感器测量范围中间位置左右停止时涡电流传感器所在位置为点Z32；记K3矩形平台中涡电流传感器初始位置为点Z23，涡电流传感器读取数值在涡电流传感器测量范围中间位置左右停止时涡电流传感器所在位置为点Z33，则Z21Z31长度等于B1，Z31P1长度等于D1；Z22Z32长度等于B2，Z32P1长度等于D2；Z23Z33长度等于B3，Z33P1长度等于D3，由此计算出K1矩形平台中涡电流传感器初始位置S1，即为O1Z21；计算出K2矩形平台中涡电流传感器初始位置S2，即为O1Z22；计算出K1矩形平台中涡电流传感器初始位置S3，即为O1Z23，如下式所示：
[0016] S1＝O1Z21＝O1P1-Z21Z31-Z31P1
[0017] S2＝O1Z22＝O1P1-Z22Z32-Z32P1
[0018] S3＝O1Z23＝O1P1-Z23Z33-Z33P1
[0019] 由此标定出涡电流传感器初始位置分别为S1、S2、S3；
[0020] b、检测气缸套内径
[0021] 在检测量程范围内的气缸套时，通过动力机构调节涡电流传感器回到初始位置，随后将磁性底座的吸附端吸附到三爪式底座底部的圆形凸台上，将磁性底座的固定端安装到刀具架上，通过机床程序控制调节本装置位置，使其到达气缸套理论轴线上，调节涡电流传感器位置使其与气缸套内壁的距离处于涡电流传感器检测范围内，接着控制整体装置下降到气缸套内部需要进行测量内径的高度，开启电机调节涡电流传感器位置，直至涡电流传感器度数开始变化后停止，实时测量气缸套内径尺寸，可分别获得三个涡电流传感器的读值D1,D2,D3与三个磁栅尺读头的读值B1,B2,B3；
[0022] c、气缸套内径计算
[0023] 三个矩形平台中涡电流传感器检测点与三爪式底座中圆形凸台的圆心的理论连线和气缸套内壁的三个交点，分别记为点P1、P2、P3，将三爪式底座中圆形凸台的圆心O作为原点，OP1连线作为X轴，过原点垂直于OP1连线向右的直线定义为Y轴，根据各矩形平台涡电流传感器初始位置标定值S1、S2、S3可以计算出三个光点P1、P2、P3到原点的长度OP1、OP2、OP3，由于OP1、OP2、OP3三条直线呈120°均匀分布且均经过原点，进而可以计算出三个光点的坐标值P1(a1，b1)，P2(a2，b2)，P1(a3，b3)，其中：
[0024] a1＝OP1，b1＝0
[0025]
[0026]
[0027] 已知圆边缘上的三个点，可以计算出圆的半径，进而计算出此处气缸套内径的大小，随着整体测量装置的移动，可测得不同深度的直径。
[0028] 有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0029] (1)本发明采用可调式结构，实现涡电流传感器位置的精确调节，有效的增大了本装置的测量范围，与测量范围相同的测量装置相比，即降低了成本又提高了测量精度。
[0030] (2)本发明使用涡电流传感器进行检测，可在恶劣环境中依然保持较高的测量精度与可靠性；同时将涡电流传感器与磁栅尺配合使用，可精确检测涡电流传感器的位移量，从而进一步提升了本发明的测量精度。
附图说明
[0031] 图1为本发明装置的结构示意图。
[0032] 图2为本发明装置去除防护罩后的结构示意图。
[0033] 图3为本发明装置的位置调节机构主视图。
[0034] 图4为本发明装置测量方法中涡电流传感器初始位置标定示意图。
[0035] 图5为本发明装置测量方法中涡电流传感器初始位置标定方法示意图。
[0036] 图6为本发明装置测量气缸套示意图。
[0037] 其中：1-三爪式底座，2-内板，3-外板，4-电机座，5-步进电机，6-锥齿轮，7-位置调节机构，71-L形板，72-丝杠，721-丝杠螺母，73-光轴，731-轴承端盖，74-涡电流传感器，75-磁栅尺读头,751-磁尺，76-圆柱滚子轴承，761-轴承盖，78-卡簧，79-圆锥滚子轴承，8-防护罩，9-标定用竖直平面。
具体实施方式
[0038] 如图1至图6所示，本发明的一种气缸套内径高精度大范围自动测量装置包含三爪式底座1，位置调节机构7，动力机构，防护罩8，涡电流传感器74，磁栅尺读头75，标定用竖直平面9。
[0039] 如图1、图2所示，所述三爪式底座1，外形呈三爪式样，包含第一底座、第二底座和第三底座，中间为圆形凸台，圆形凸台向下突出，其中圆形凸台上端加工一六边形凹槽，使得六边形凹槽三个边与三爪方向垂直，在其周围等分的三个方向，分别延伸出去三个相同尺寸的矩形平台，在矩形平台的末端加工一方形槽，方形槽尺寸与连接位置调节机构7中的外板3尺寸相吻合，从方形槽底部的另一侧加工沉孔，用以固定位置连接调节机构中7的外板3，各矩形平台均在其右侧延伸出一段距离用以粘贴位置调节机构中7的磁尺751，中心圆台在三个等分爪的方向各加工两沉孔，用以安装位置调节机构中7的内板2，在三个等分爪的侧面加工螺纹孔。
[0040] 如图2所示，所述三爪式底座1各矩形平台上所加工通孔，在圆周上应相互呈120°分布，所述在三爪式底座1的三个等分爪的侧面加工有螺纹孔，防护罩8两端位置各加工一对螺纹孔。防护罩8通过螺纹孔与三个等分爪侧面的螺纹孔连接，为了使防护罩8 与测量装置更好地贴合，防护罩8也为三爪式结构
[0041] 如图3、图4、图5所示，所述位置调节机构包括锥齿轮6、内板2、圆锥滚子轴承 79，圆柱滚子轴承76、轴承盖761、丝杆72、磁栅尺读头75、L形板71、光轴73、直线轴承、外板3、丝杠螺母721，涡电流传感器74和磁尺751。所述磁栅尺读头75为一选定位移检测传感器；所述磁尺751与磁栅尺读头75配合使用，用于检测位置调节机构7位移量；所述涡电流传感器74为一选定距离检测传感器；所述外板3上端开盲孔，直径与光轴73尺寸吻合，用以安装光轴73，外板3下端的圆形凹槽直径和深度与圆锥滚子轴承79吻合，用以安装圆锥滚子轴承79，圆锥滚子轴承79内圈与丝杠72连接，底部开两螺纹孔，与三爪式底座1的矩形平台的末端开孔吻合；所述内板2上端开盲孔，直径与光轴73尺寸吻合，下端加工阶梯孔，用以安装圆柱滚子轴承76，底部加工螺纹孔，与三爪式底座1圆台部位通孔吻合，顶部加工螺纹孔与底部螺纹孔位置对应；所述 L形板71长端为水平姿态，短端为竖直姿态，短端较厚，其中短端外侧加工通孔，尺寸与丝杠螺母尺寸相吻合，内侧加工通孔，尺寸与直线轴承尺寸相吻合，短端侧面加工两螺纹孔，用以连接磁栅尺读头75；长端顶部加工两螺纹孔，用以连接涡电流传感器 74，两螺纹孔位置应保证涡电流传感器74检测端与L形板71长端顶部齐平；光轴73 穿过L板内侧孔中的直线轴承，其中直线轴承由两轴承端盖731固定，两轴承端盖731 各通过4个螺钉与L形板71链接，光轴73的另一端安装在内板2上端的盲孔中；丝杠 72穿过丝杠螺母与安装在内板2下端圆槽内的圆柱滚子轴承76配合，端部用过键连接与锥齿轮6连接并使用卡簧78固定，安装在内板2上的圆柱滚子轴承76用过轴承端盖 731固定在内板2上，其中所述丝杠72螺母通过四个螺纹孔固定在L形板71外侧通孔中；L形板71侧面开两螺纹孔，用以连接磁栅尺读头75，L形板71顶部开两螺纹孔，用以连接涡电流传感器74。所述位置调节机构7共三个，安装在所述三爪式底座1上。
[0042] 如图1所示，所述动力机构包括步进电机5、电机座4、联轴器、传动轴，所述步进电机为一选定标准步进电机，步进电机5安装在电机座4上，所述电机座4顶部加工一圆形凹槽与四个螺纹孔用于固定步进电机5，同时电机座4顶部对应于所述内板2顶部螺纹孔位置开沉孔，用于与内板2安装连接，电机座4下端对应于三爪式底座1开相同的六边形凹槽，使得三个内板2配合六边形凹槽边缘安装可以成120°分布且垂直于三爪伸出方向；所述联轴器为一管状零件，内壁对应于步进电机轴键槽位置加工有键槽，步进电机轴通过联轴器与传动轴连接。所述传动轴上部开键槽用于与联轴器连接，下部为锥齿轮6结构，传动轴下部的锥齿轮6与三个呈120角度均匀分布的锥齿轮6啮合，对三个位置调节机构7传输动力。
[0043] 在本发明中，所述标定用竖直平面9为一L形板，其长端为标定用一端，长端内侧面为标定用表面，其短端为定位用一端，短端顶端表面为定位用表面，定位用表面平行于标定用表面。
[0044] 以测量直径150-360mm气缸套为例对本装置做进一步说明。
[0045] 本装置为可测量范围装置，根据直径变化范围，选定涡电流传感器74，该涡电流传感器74的测量范围为0-10mm，量程10mm，由于本装置的测量范围具有连续性，所以检测量程则为150-360mm。
[0046] 1、涡电流传感器74初始位置标定
[0047] 1)本装置中一共使用了三个涡电流传感器74，每个涡电流传感器74的初始位置均需进行标定，涡电流传感器74的初始位置即为涡电流传感器74伸出长度最短位置，同时将三个磁栅尺读头75读取数值归零，随后将本装置以检测姿态放置入三坐标测量仪中，检测姿态即为圆形凸台向上姿态。由于三个涡电流传感器74分处于三爪式底座的三个矩形平台上，所以对于每个涡电流传感器74的初始位置标定需要分开进行，选择三个矩形平台中的一个矩形平台定义为K1，由此顺时针方向依次定义其余两矩形平台为 K2、K3。
[0048] 2)涡电流传感器74初始位置标定：在三坐标测量仪中选择一个标定用竖直平面9 并调整其相对于本装置的相对位置，其中将K1矩形平台上与涡电流传感器74检测面平行的面定义为F1面，K1矩形平台中涡电流传感器74检测点与三爪式底座1中圆形凸台的圆心的理论连线与F1面垂直，将标定用竖直平面9中的定位用表面紧密贴合于F1面使用三坐标测量仪测量三爪式底座1中圆形凸台圆周的3个点，分别记为Z11(a11,b11)、 Z12(a12,b12)、Z13(a13,b13)，由于不在同一条直线上的3个点确定一个圆，进而计算出三爪式底座1中圆形凸台的圆心坐标，记为O1(aq1,bq1)，使用三坐标测量装置测量标定用竖直平面9中标定用表面上水平分布的两个点F1’、F1”，将这两点与O1在同一平面中进行计算，过O1做与这两点连线相垂直的直线，进而可以计算出两直线的交点记为 P1(ap1,bp1)，已知点O1与点P1坐标，根据平面内两点间距离公式进而计算出O1P1长度，此处O1P1长度即为圆形凸台中轴线与标定用竖直平面9之间的距离；
[0049] 3)启动动力机构中的步进电机5，驱动位置调节机构7调整涡电流传感器74向靠近标定用竖直平面9方向移动，直至涡电流传感器74读取数值在涡电流传感器读值在 5mm左右，停止动力机构。此时读取K1矩形平台上涡电流传感器74读取数值记为D1，读取K1矩形平台上磁栅尺读头75数值记为B1；驱动三坐标测量仪中的夹紧装置，使整个可调气缸套内径测量装置可以绕圆形凸台中轴线旋转，旋转120°后停止，此时K2矩形平台中涡电流传感器74检测点与三爪式底座1中圆形凸台的圆心的理论连线和标定用竖直平面9法线相平行，读取K2矩形平台上涡电流传感器74读取数值记为D2，读取K2矩形平台上磁栅尺读头75数值记为B2；驱动三坐标测量仪中的夹紧装置，使整个可调气缸套内径测量装置可以绕圆形凸台中轴线旋转，旋转120°后停止，此时K3矩形平台中涡电流传感器74检测点与三爪式底座1中圆形凸台的圆心的理论连线和标定用竖直平面9法线相平行，读取K3矩形平台上涡电流传感器74读取数值记为D3，读取K3矩形平台上磁栅尺读头75数值记为B3。
[0050] 4)记K1矩形平台中涡电流传感器74初始位置为点Z21，涡电流传感器74读取数值在5mm左右停止时涡电流传感器74所在位置为点Z31；记K2矩形平台中涡电流传感器 74初始位置为点Z22，涡电流传感器74读取数值在5mm左右停止时涡电流传感器74 所在位置为点Z32；
记K3矩形平台中涡电流传感器74初始位置为点Z23，涡电流传感器 74读取数值在5mm左右停止时涡电流传感器74所在位置为点Z33。则Z21Z31长度等于B1， Z31P1长度等于D1；Z22Z32长度等于B2，Z32P1长度等于D2；Z23Z33长度等于B3，Z33P1长度等于D3。由此可以计算出K1矩形平台中涡电流传感器74初始位置S1，即为O1Z21；可以计算出K2矩形平台中涡电流传感器74初始位置S2，即为O1Z22；可以计算出K1矩形平台中涡电流传感器74初始位置S3，即为O1Z23，如下式所示：
[0051] S1＝O1Z21＝O1P1-Z21Z31-Z31P1
[0052] S2＝O1Z22＝O1P1-Z22Z32-Z32P1
[0053] S3＝O1Z23＝O1P1-Z23Z33-Z33P1
[0054] 由此标定出涡电流传感器74初始位置分别为S1、S2、S3。
[0055] 2、检测气缸套内径
[0056] 在检测量程范围内的气缸套时，通过动力机构调节涡电流传感器74回到初始位置，随后将磁性底座的吸附端吸附到三爪式底座底部的圆形凸台上，将磁性底座的固定端安装到刀具架上，通过机床程序控制调节本装置位置，使其到达气缸套理论轴线上，调节涡电流传感器74位置使其与气缸套内壁的距离处于涡电流传感器检测范围0～10mm内，接着控制整体装置下降到气缸套内部需要进行测量内径的高度，开启动力机构调节涡电流传感器74位置，直至涡电流传感器74读数开始变化停止，实时测量气缸套内径尺寸，可分别获得三个涡电流传感器74的读值D1,D2,D3与三个磁栅尺读头75的读值B1,B2,B3；
[0057] 3、计算气缸套内径
[0058] 三个矩形平台中涡电流传感器74检测点与三爪式底座1中圆形凸台的圆心的理论连线和气缸套内壁的三个交点，分别记为点P1、P2、P3，将三爪式底座1中圆形凸台的圆心O作为原点，OP1连线作为X轴，过原点垂直于OP1连线向右的直线定义为Y轴，根据各矩形平台涡电流传感器74初始位置标定值S1、S2、S3可以计算出三个光点P1、P2、P3到原点的长度OP1、OP2、OP3，由于OP1、OP2、OP3三条直线呈120°均匀分布且均经过原点，进而可以计算出三个光点的坐标值P1(a1，b1)，P2(a2，b2)，P1(a3，b3)，其中：
[0059] a1＝OP1，b1＝0
[0060]
[0061]
[0062] 已知圆边缘上的三个点，可以计算出圆的半径，进而计算出此处气缸套内径的大小，随着整体测量装置的移动，可测得不同深度的直径。保持刀具架高度使刀具架绕气缸理论轴线旋转，可以测量这一高度中气缸套内径的跳动。
[0063] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
