[發(fā)明專利]曲面法矢測量裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410271543.7
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104006786A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳懇;高雨浩;吳丹;王國磊;宋立濱;楊向東;付成龍;徐靜;劉莉;楊東超
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: G01B21/22
• 分類號: G01B21/22
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動化裝備及制造領(lǐng)域的測量裝置，尤其涉及一種曲面法矢測量裝置。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代的自動化裝備及制造中，尤其是大型裝備中，對象經(jīng)常是復雜的曲面。在復雜曲面的自動化加工、裝配中，對曲面法矢的實時測量已經(jīng)成為數(shù)字化加工和數(shù)字化裝配中的關(guān)鍵問題。尤其在大型裝備的自動化制孔中，其制孔數(shù)量龐大，包括制孔垂直度在內(nèi)的制孔質(zhì)量對大型裝備的壽命起著至關(guān)重要的作用；對于大型裝備外表面的鉚接孔，制孔的垂直度還會影響裝備件的曲面光滑度。如果沒有法矢實時測量，僅根據(jù)數(shù)字模型的參數(shù)進行加工和裝配，其生產(chǎn)柔性將大大受限；又由于實際零件與數(shù)字模型的外形偏差，將導致加工的質(zhì)量缺陷，對疲勞壽命帶來較大程度的影響。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種曲面法矢測量裝置，其能快速測量工件曲面上的待測點的法矢。

本發(fā)明的目的在于提供一種曲面法矢測量裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種曲面法矢測量裝置，其包括：法蘭基準面，安裝于移動驅(qū)動裝置；四個支架，安裝在法蘭基準面上；四個距離傳感器，分別安裝于四個支架，使各距離傳感器的軸線垂直于法蘭基準面且頂表面設(shè)置有測頭點，用于檢測工件曲面的距離。其中，各距離傳感器的測頭點到法蘭基準面的垂直投影點的連線構(gòu)成菱形ABCD的四個頂點，且使菱形ABCD的中心點O為工件曲面上待測點O’在法蘭基準面上的投影；以菱形ABCD的中心點O為原點、菱形ABCD的對角線AC為X軸及X轉(zhuǎn)軸、菱形ABCD的對角線BD為Y軸及Y轉(zhuǎn)軸、菱形ABCD的中心點O與待測點O’之間的連線為Z軸建立XYZ三維測量坐標系；通過距離傳感器測得菱形ABCD的四個頂點到工件曲面的垂直距離分別為h_A、h_B、h_C、h_D，且AO＝CO＝R_Y、BO＝DO＝R_X；

工件曲面上待測點O’的法矢在測量坐標系中繞X轉(zhuǎn)軸和Y轉(zhuǎn)軸的偏角計算公式為：

αX=arctan(hD-hB2RX)]]>

αY=arctan(hC-hA2RY)]]>

當待測點O’位于工件曲面的邊緣而導致只能測得h_A,h_B,h_C?h_D中的三個時，則工件曲面上待測點O’的法矢在測量坐標系中繞X轉(zhuǎn)軸和Y轉(zhuǎn)軸的偏角計算公式為：