[發明專利]用于壁板制孔的高精度法向測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201711056946.X
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN108007389B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 畢慶貞;王宇晗
• 申請（專利權）人: 上海拓璞數控科技股份有限公司;上海交通大學
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發明提供了一種用于壁板制孔的高精度法向測量裝置及測量方法，包括支撐氣缸、壓腳、調節塊、傳感器安裝座、連接板、排屑通道、負壓密封圈、復位彈簧以及多個激光位移傳感器，其中：支撐氣缸和壓腳同軸設置；壓腳安裝在調節塊上；調節塊與傳感器安裝座活動連接；傳感器安裝座上安裝有多個激光位移傳感器；傳感器安裝座處配有用于排屑的排屑通道；負壓密封圈安裝于連接板上；連接板和調節塊之間安裝有復位彈簧。本發明集成了法向測量功能、排屑功能、微量潤滑功能；結構簡單、緊湊，并且便于拆卸與維護；支撐氣缸能夠在法向測量時保證壓腳的穩定性，相比于四點整體壓腳，本發明能夠在保證壓腳穩定性的同時保證壓腳端面距離工件表面位置恒定。

技術領域

本發明涉及一種制孔法向測量技術，特別是涉及一種用于壁板制孔的高精度法向測量裝置及測量方法。

背景技術

在壁板自動鉆鉚裝配過程中，制孔垂直度是影響連接質量的重要因素，研究表明，當孔的垂直度超過2°時，其連接強度降低47％。因此，高精度、高可靠的法向測量技術對于提高連接強度十分必要。盡管目前出現了很多法向測量裝置及方法，但這些技術大多精度差、可靠性低，無法滿足實際加工的需求。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種用于壁板制孔的高精度法向測量裝置及測量方法。

根據本發明提供的一種用于壁板制孔的高精度法向測量裝置，包括支撐氣缸、壓腳、調節塊、傳感器安裝座、連接板、排屑通道、負壓密封圈、復位彈簧以及多個激光位移傳感器，其中：所述支撐氣缸和所述壓腳同軸設置；所述壓腳安裝在調節塊上；所述調節塊與傳感器安裝座活動連接；所述傳感器安裝座上安裝有多個激光位移傳感器；所述傳感器安裝座處配有用于排屑的排屑通道；所述負壓密封圈安裝于所述連接板上；所述連接板和調節塊之間安裝有復位彈簧。

優選地，還包括微量潤滑與低溫風冷接口，所述微量潤滑與低溫風冷接口通過管接頭安裝于所述傳感器安裝座上；所述微量潤滑與低溫風冷接口用于接入微量潤滑和低溫風冷。

優選地，還包括保護罩，所述保護罩安裝在所述連接板上，所述保護罩用于包裹所述激光位移傳感器的路線。

根據本發明提供的用于壁板制孔的高精度法向測量方法，包括如下步驟：

步驟1：通過激光跟蹤儀標定激光位移傳感器的安裝位置；設激光位移傳感器的零點位置為(y_i,z_i),i＝1,2,3，且激光方向平行于所述壓腳軸線方向；

步驟2：采用大理石測量平面作為標定板，則標定板的平面方程可用激光追蹤儀測量并擬合得到，設擬合的標定板的平面方程為ax+by+cz＝d,且壓腳端面至調節塊上的測量平面距離為x₀，激光位移傳感器的測量數值為Δx_i,i＝1,2,3,因此激光光斑坐標滿足平面方程，通過2個基準平面實現激光位移傳感器的標定；以傳感器S₁為例，激光光斑滿足平面方程，則有

同理，可實現其他激光位移傳感器的標定；

步驟3：基于向量叉積法實現法向測量，在法向測量時，設激光讀數為Δx_i,i＝1,2,3，則光斑坐標為S_i(Δx_i,y_i,z_i),i＝1,2,3。根據向量叉積，可計算出調節塊的法向，也就是工件的法向：

設

m＝(y₃-y₁)(z₂-z₁)-(y₂-y₁)(z₃-z₁)