[發(fā)明專(zhuān)利]大型筒形件圓度誤差及圓心跳動(dòng)、直線(xiàn)度在線(xiàn)檢測(cè)方法及其檢測(cè)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610488027.9
• 申請(qǐng)日: 2016-06-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107538273A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李亦楠;孫陸;張大舜;徐恒秋;黃濤;侯豐巖;陳弘薇;高武林;郭麗;羅巍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)春設(shè)備工藝研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B23Q17/20
• 分類(lèi)號(hào): B23Q17/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大型筒形件圓度誤差及圓心跳動(dòng)、直線(xiàn)度在線(xiàn)檢測(cè)方法，以及測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，適用于大型筒形件的圓度誤差及圓心跳動(dòng)及直線(xiàn)度的精確測(cè)量。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，實(shí)現(xiàn)方便，可以在工件加工完成后直接采集被測(cè)工件的直線(xiàn)度及圓度誤差、圓心跳動(dòng)信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)信息同時(shí)得到工件既定點(diǎn)的直線(xiàn)度與圓度誤差、圓心跳動(dòng)指標(biāo)；使得加工與檢測(cè)手段融為一體，極大的提高工件的測(cè)量精度，最大限度的改善了機(jī)床的自動(dòng)化程度與工作效率。

背景技術(shù)

世界各個(gè)國(guó)家對(duì)直線(xiàn)度及圓度誤差及圓心跳動(dòng)測(cè)量領(lǐng)域一直予以高度重視,并不斷推出新型高精度直線(xiàn)度、圓度誤差及圓心跳動(dòng)測(cè)量方法和裝置,以滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求。

現(xiàn)代機(jī)械制造與加工中，在制造和加工大型筒形件時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到需要測(cè)量工件的直線(xiàn)度與圓度誤差及圓心跳動(dòng)的問(wèn)題，由于大型筒形件物理特殊性，使得測(cè)量其直線(xiàn)度、圓度誤差及圓心跳動(dòng)存在一定困難，國(guó)內(nèi)外很多的檢測(cè)方法都無(wú)法兼顧精確性與經(jīng)濟(jì)性，在這以前,比較常用的方式是將被測(cè)件置于兩個(gè) V 型鐵上用幾個(gè)千分表來(lái)測(cè)量直線(xiàn)度及圓度誤差及圓心跳動(dòng)，以及基于光學(xué)準(zhǔn)直望遠(yuǎn)系統(tǒng)測(cè)量測(cè)量軸線(xiàn)直線(xiàn)度，采用圓度誤差及圓心跳動(dòng)儀測(cè)量工件圓度誤差及圓心跳動(dòng)的方法等，這些方法都需要將工件移除加工設(shè)備，采用額外的測(cè)量裝置對(duì)工件直線(xiàn)度、圓度誤差及圓心跳動(dòng)單獨(dú)進(jìn)行測(cè)量。檢測(cè)方法精度低，效率低，性能無(wú)法得到保障。

發(fā)明內(nèi)容

1.名稱(chēng)：大型筒形件圓度誤差及圓心跳動(dòng)、直線(xiàn)度在線(xiàn)檢測(cè)方法及其檢測(cè)裝置。

2.用途：一種測(cè)量大型筒形件直線(xiàn)度、圓度誤差及圓心跳動(dòng)的方法及測(cè)量裝置，在加工完成后不移除工件的情況下，對(duì)大型筒形件的直線(xiàn)度及圓度誤差及圓心跳動(dòng)進(jìn)行精確測(cè)量。

3.技術(shù)方案：

1)該方案針對(duì)大型筒形件進(jìn)行在線(xiàn)檢測(cè)，當(dāng)工件加工完成后，無(wú)需移除工件即可同時(shí)檢測(cè)其直線(xiàn)度與圓度誤差及圓心跳動(dòng)；

2)由于工件體積較大，長(zhǎng)度較長(zhǎng)，將工件用卡具裝卡于同心且位置相對(duì)的兩個(gè)回轉(zhuǎn)主軸組成的同步旋轉(zhuǎn)卡緊機(jī)構(gòu)；

3)同步旋轉(zhuǎn)卡緊機(jī)構(gòu)滿(mǎn)足在受軸向旋壓力約700KN的同時(shí)能承受自大扭矩10000/N·m旋轉(zhuǎn)；

4)測(cè)量機(jī)構(gòu)安裝于主軸中心線(xiàn)的垂直平面內(nèi)，測(cè)量機(jī)構(gòu)的機(jī)械部分對(duì)位置測(cè)量傳感器進(jìn)行固定；

5)準(zhǔn)備與被測(cè)工件幾何結(jié)構(gòu)相似的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)的物（檢棒），用于標(biāo)定測(cè)量機(jī)構(gòu)；

6)當(dāng)測(cè)量機(jī)構(gòu)調(diào)試初始時(shí)，先將標(biāo)定物安裝于回轉(zhuǎn)主軸上，手動(dòng)調(diào)節(jié)測(cè)量機(jī)構(gòu)并固定于適當(dāng)位置，伸出測(cè)量觸頭，先對(duì)標(biāo)定物進(jìn)行測(cè)量（檢棒），以此標(biāo)定測(cè)量機(jī)構(gòu)，達(dá)到將測(cè)量機(jī)構(gòu)原點(diǎn)與工件原點(diǎn)重合并擬合標(biāo)定物幾何狀態(tài)及提取數(shù)據(jù)作為測(cè)量基準(zhǔn)的目的；

7)當(dāng)進(jìn)行工件加工時(shí)，測(cè)量機(jī)構(gòu)關(guān)閉并抬起測(cè)量觸頭，以保證工件的正常加工；

8)當(dāng)工件加工完畢，需要進(jìn)行測(cè)量時(shí)，伸出測(cè)量觸頭，開(kāi)啟測(cè)量機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)采集及分析、記錄功能；

9)當(dāng)工件加工完成后，對(duì)其進(jìn)行直線(xiàn)度及圓度誤差及圓心跳動(dòng)測(cè)量時(shí)，首先將被測(cè)工件按既定長(zhǎng)度劃分若干等份，依次對(duì)其中某一個(gè)等分段中一點(diǎn)進(jìn)行直線(xiàn)度的測(cè)量工作并讀取記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，同時(shí)將此點(diǎn)設(shè)置為其所在的圓周上的采樣點(diǎn)起點(diǎn)進(jìn)行圓度誤差及圓心跳動(dòng)的測(cè)量；

10)對(duì)工件圓周設(shè)置測(cè)量N對(duì)測(cè)量點(diǎn)，計(jì)算采集測(cè)量點(diǎn)時(shí)工件需要旋轉(zhuǎn)的角度；

11)抬起測(cè)量觸頭，以第6步中長(zhǎng)度等分段中直線(xiàn)度的采樣點(diǎn)為起點(diǎn)，令工件旋轉(zhuǎn)180°，再次伸出測(cè)量觸頭并讀取記錄測(cè)量數(shù)據(jù)；

12)抬起測(cè)量觸頭，令工件按照既定角度旋轉(zhuǎn)到指定測(cè)量點(diǎn)，伸出測(cè)量觸頭接觸工件并讀取記錄測(cè)量觸頭位置數(shù)據(jù)，再次抬起測(cè)量觸頭，令工件旋轉(zhuǎn)180°之后伸出測(cè)量觸頭，對(duì)工件進(jìn)行再次測(cè)量及數(shù)據(jù)采集工作，第一對(duì)測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)采集完成；

13)當(dāng)采集到最后一個(gè)設(shè)定點(diǎn)后，對(duì)相同測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行逆序測(cè)量，逆序執(zhí)行步驟10、11并采集數(shù)據(jù)，完成第一對(duì)測(cè)量點(diǎn)的逆序二次數(shù)據(jù)采集；

14)對(duì)于直線(xiàn)度的計(jì)算：假設(shè)在8至12步驟中采集到的兩條平行且相差180°的平面中直線(xiàn)的單方向測(cè)量數(shù)據(jù)分別為L(zhǎng)₁(X)、L₂(X)，反方向的測(cè)量數(shù)據(jù)分別為L(zhǎng)₃(X)、L₄(X)有：

L (X)=ΔS (X)+δ (X)

ΔS (X)= S (X)-K

其中ΔS(X)為被檢工件在每個(gè)測(cè)量方向上各個(gè)采樣點(diǎn)上相對(duì)于標(biāo)的物的偏差值

S (X)為被測(cè)工件在每個(gè)測(cè)量方向中各個(gè)采樣點(diǎn)上的直線(xiàn)度偏差值

K為標(biāo)的物在各個(gè)測(cè)量點(diǎn)上的直線(xiàn)度