[發明專利]高精度特大型工件在線精密測量系統

有效

• 申請號: 201310730799.5
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103644846A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 史蘇存;段玲
• 申請（專利權）人: 二重集團（德陽）重型裝備股份有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 何強;楊冬

技術領域

本發明涉及一種測量系統，特別是涉及一種高精度特大型工件在線精密測量系統。

背景技術

公知的目前大尺寸測量技術主要分為三類：

一是基于正交系的大型三坐標測量機，測量距離3～10m，測量精度5～20ppm，測量效率高，剛性體制，但其缺點是測量設備固定工位，被測工件必須離線測量，并且正交系坐標測量技術基于直線長度測量，需要長直線導軌作為直線運動基準。而直線導軌，特別是長直線導軌，制造復雜，價格昂貴，安裝困難，使其在特大尺寸現場測量技術的發展和應用中受到限制。

二是基于非正交系的激光跟蹤儀、經緯儀、室內GPS等，測量距離10～100m，測量精度20～100ppm，測量效率低，柔性體制，現場在線測量。基于非正交系的極坐標測量以空間大角度測量為基礎，由于空間角度測量誤差的距離放大特性，空間坐標的測量誤差隨測量距離增大成線性增大，使非正交測量技術的大空間坐標測量精度受到相當程度的限制。另外，非正交系極坐標測量方法的自動測量也是一個急待解決的技術難題。

三是在加工車床上安裝測量傳感器，利用車床自身的運動，使用傳感器進行測量。這種測量方式，是建立在車床運動精度的基礎上，其車床自身的運動部件的定位誤差將完全帶入到測量結果中，故這種測量僅適合低精度的工件裝卡、找正。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠在線測量特大型高精度工件加工過程中的幾何參數的高精度特大型工件在線精密測量系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：高精度特大型工件在線精密測量系統，包括光電碼盤、信號處理系統、車床以及至少一個光柵測量裝置；所述光柵測量裝置，包括組合支架，所述組合支架上至少設置有兩個長度光柵，所述光電碼盤安裝在車床上，所述光電碼盤為圓環形，所述光電碼盤與車床具有的主軸同軸，所述長度光柵具有的測量點位于與光電碼盤同軸的圓柱體的表面，所述圓柱體位于車床與光電碼盤之間；所述長度光柵與信號處理系統電連接。

進一步的，所述光柵測量裝置具有兩個，分別為徑向長度光柵測量裝置以及軸向長度光柵測量裝置；所述徑向長度光柵測量裝置上設置有四個徑向長度光柵，所述徑向長度光柵垂直于光電碼盤中心軸線安裝布置；所述軸向長度光柵測量裝置上設置有五個軸向長度光柵，所述軸向長度光柵平行于光電碼盤中心軸線安裝布置。

進一步的，所述組合支架包括立柱、滑移臺、支撐桿、定位光柵、光柵滑架以及光柵轉座；所述滑移臺與立柱滑動連接，所述定位光柵安裝在立柱側面，沿立柱長度方向上延伸，所述支撐桿設置在滑移臺上，所述光柵滑架設置在支撐桿上，所述光柵轉座設置在支撐桿以及光柵滑架上；所述徑向長度光柵安裝在光柵轉座上，所述軸向長度光柵安裝在光柵轉座上。

進一步的，所述組合支架還包括校準轉臺，所述校準轉臺設置在立柱的下端，所述立柱與校準轉臺轉動連接。

本發明的有益效果是：本發明提供的高精度特大型工件在線精密測量系統，是基于正交系的測量系統，在不依賴高精度車床及大尺寸測量基準的情況下,采用遠程定位和終端測量柔性組合體制,在生產現場快速搭建特大空間坐標精密測量系統。實現特大型機械零部件的高精度、高效率、智能化在線無基準現場柔性精密測量。

附圖說明

圖1是本發明實施例中高精度特大型工件在線精密測量系統的結構示意圖；

圖2是本發明實施例中徑向長度光柵測量裝置的結構示意圖；

圖3是本發明實施例中軸向長度光柵測量裝置的結構示意圖；

圖4是本發明應用例中二點法光柵測量原理圖；

圖5是本發明應用例中四點法光柵測量原理圖；

圖6是本發明應用例中五點法光柵測量原理圖；

圖中標示：1-徑向長度光柵測量裝置，10-立柱，11-校準轉臺，12-滑移臺，13-支撐桿，14-定位光柵，15-徑向長度光柵，16-軸向長度光柵，2-軸向長度光柵測量裝置，20-光柵滑架，21-光柵轉座，3-光電碼盤，4-信號處理系統，5-工件，6-車床。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

如圖1、圖2以及圖3所示，高精度特大型工件在線精密測量系統，包括光電碼盤3、信號處理系統4、車床6以及至少一個光柵測量裝置；