[發(fā)明專利]臥式容器大法蘭對(duì)接過程相對(duì)位置的監(jiān)測方法與裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410636489.1
• 申請(qǐng)日: 2014-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN104359366A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 霍宏發(fā);劉峻嶺;郭曉輝;張敏;李家武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北核技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G01B5/00
• 分類號(hào): G01B5/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及兩豎直平行端面相接近時(shí)的相對(duì)位置測量方法與裝置，尤其涉及臥式容器大法蘭對(duì)接過程相對(duì)位置的監(jiān)測方法與裝置，屬于兩豎直平行端面位置機(jī)械量測量的范疇。

背景技術(shù)

本發(fā)明的臥式容器大法蘭是指法蘭直徑明顯大于成人身高，不便于操作人員直接觀察對(duì)接過程的臥式容器法蘭，在對(duì)接過程容易且可能對(duì)橡膠圈的產(chǎn)生誤傷的容器法蘭。

三坐標(biāo)測量機(jī)是現(xiàn)有的對(duì)于機(jī)械零部件或結(jié)構(gòu)的測定裝置之一，該裝置能夠在一個(gè)六面體的空間范圍內(nèi)，表現(xiàn)幾何形狀、長度及圓周分度等，又稱為三坐標(biāo)測量儀或三次元，是在x、y、z三個(gè)或三個(gè)以上坐標(biāo)(圓轉(zhuǎn)臺(tái)的一個(gè)轉(zhuǎn)軸習(xí)慣上也算作一個(gè)坐標(biāo))內(nèi)進(jìn)行測量的通用長度測量工具，主要用于測量復(fù)雜形狀表面輪廓尺寸，例如透平葉片、顯象管屏幕、凸輪和轎車等輪廓尺寸、箱體零件各孔的孔徑和坐標(biāo)尺寸等，還常與加工中心配套，成為柔性制造系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。

按自動(dòng)化程度，三坐標(biāo)測量機(jī)(簡稱測量機(jī))一般分為手動(dòng)、自動(dòng)和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制三種。手動(dòng)測量機(jī)由人工完成對(duì)被測長度的全部測量過程。自動(dòng)測量機(jī)由測頭自動(dòng)完成對(duì)被測長度的瞄準(zhǔn)定位，由人工完成其他測量過程。計(jì)算機(jī)數(shù)字控制測量機(jī)除具有自動(dòng)瞄準(zhǔn)定位的功能外，還能按照預(yù)先編制好的程序自動(dòng)完成全部測量和計(jì)算過程。

測量機(jī)按用途又可分為坐標(biāo)測量機(jī)和萬能測量機(jī)兩類。前者是20世紀(jì)50年代中期出現(xiàn)的，常用于測量某種類型的工件，測量效率較高，適宜于在車間使用。這類測量機(jī)規(guī)格很多，測量范圍可達(dá)10000×1600×1000毫米或更大。萬能測量機(jī)是從坐標(biāo)鏜床的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，測量精度高，單坐標(biāo)精度可達(dá)2微米/1000毫米以上。它帶有不同測頭和較多附件如數(shù)字顯示分度臺(tái)、具有精密軸系的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等，測量功能較多，適宜在計(jì)量室使用。

主要相關(guān)文獻(xiàn)主要有以下4項(xiàng)：

【1】超大法蘭自尋位加工技術(shù)的研究，崔科，哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文，1緒論，2007年7月，目前在“自尋位加工技術(shù)”加工超大構(gòu)件方面應(yīng)用最多且較為成熟的是利用“自尋位加工技術(shù)”加工磁懸浮列車軌道梁。上海交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、西安交通大學(xué)在這方面已經(jīng)取得了一定的研究成果[39-45]。磁懸浮列車的新型軌道梁是用鋼筋混凝土來代替鋼或其他金屬材料制造梁體，導(dǎo)致裝夾的變形和定位面的粗糙度都大大超過金屬材料，致使定位無效，無法完成加工要求。同時(shí)軌道梁龐大的體積和上百噸的重量，都使傳統(tǒng)的定位方法不再適合。利用數(shù)控機(jī)床上的三坐標(biāo)測量系統(tǒng)測得軌道梁上特征點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，將這些特征點(diǎn)與理論特征點(diǎn)進(jìn)行擬合，計(jì)算出工件在機(jī)床坐標(biāo)系中的實(shí)際位置，使加工時(shí)無需對(duì)工件進(jìn)行找正。

該文獻(xiàn)采用數(shù)控機(jī)床上的三坐標(biāo)測量系統(tǒng)技術(shù)移植到超大型構(gòu)件的三維測量，三坐標(biāo)測量系統(tǒng)技術(shù)的技術(shù)核心為光柵尺測量技術(shù)，該技術(shù)與本發(fā)明無共同之處。

【2】劉曉東.同濟(jì)大學(xué)現(xiàn)代制造技術(shù)研究所上海200092；使用激光跟蹤儀確定數(shù)控機(jī)床空間位置關(guān)系[J].制造業(yè)自動(dòng)化.2004(08)，主要是確定兩臺(tái)機(jī)床之間的相互位置關(guān)系，目的是使用兩臺(tái)機(jī)床同時(shí)加工一個(gè)工件。首先使用激光跟蹤儀對(duì)兩臺(tái)機(jī)床進(jìn)行離散化測量，然后根據(jù)測量數(shù)據(jù)建立兩臺(tái)機(jī)床各自的坐標(biāo)系，并確定兩臺(tái)機(jī)床之間的相互位置關(guān)系，最后計(jì)算了由于建立新坐標(biāo)系導(dǎo)致的坐標(biāo)誤差。

該文獻(xiàn)采用使用激光跟蹤儀確定數(shù)控機(jī)床空間位置關(guān)系的方法，系激光測距技術(shù)在三坐標(biāo)測量上的應(yīng)用，與本發(fā)明無共同之處。

【3】解則曉，中國機(jī)械工程2008年08期，基于雙目立體視覺的光筆式三坐標(biāo)測量系統(tǒng)，提出了一種基于雙目立體視覺系統(tǒng)的光筆式三坐標(biāo)測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于接觸式測量方式，以帶點(diǎn)光源的光筆作為接觸測量工具。首先，對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行了高精度的標(biāo)定，建立了雙目立體視覺系統(tǒng)模型；其次，通過左右攝像機(jī)拍攝的二維圖像，將兩幅圖像中的點(diǎn)進(jìn)行匹配，獲得光筆上的LED光斑中心三維坐標(biāo)；然后，由一系列LED光斑中心的三維坐標(biāo)擬合直線，從直線上得到筆尖的三維坐標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)物體的接觸式測量，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，并且具有較高的精度。

該文獻(xiàn)采用的是圖像處理與識(shí)別方法，該方法與本發(fā)明無共同之處。

【4】張曉芳，光筆式無導(dǎo)軌三坐標(biāo)測量系統(tǒng)的研究，航空精密制造技術(shù)，2003年01期提出一種非正交系統(tǒng)(俗稱無機(jī)械導(dǎo)軌)，利用位置敏感探測器PSD交匯成像實(shí)現(xiàn)三坐標(biāo)測量，其測量頭為一支帶有點(diǎn)光源的筆，故稱“光筆式無導(dǎo)軌三坐標(biāo)測量系統(tǒng)”。文章闡述了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論及測量原理。