[發(fā)明專利]一種橋殼圓度圓柱度檢測裝置工件軸線定位誤差補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810230058.3
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108253906B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張鵬;周廣成;單東日;閆鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 齊魯工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 37272 濟南龍瑞知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張俊濤<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發(fā)明公開了一種橋殼圓度圓柱度檢測裝置工件軸線定位誤差補償方法，屬于檢測領(lǐng)域。本發(fā)明通過建立橋殼定位模型，在該模型上設(shè)置第1、2、3截面，通過第2、3截面對第1截面逐步修正。具體地，目標(biāo)截面以O(shè)為基準(zhǔn)對O₁所在的圓輪廓進行空間平移，進行軸線偏心補償，得偏心矯正后的截面S₁，軸線L與S₁截面繞Z軸旋轉(zhuǎn)θ角度，得到S₂截面；軸線L與S₂截面繞Y軸旋轉(zhuǎn)α，使軸線L與Z軸重合，得到S₃截面；將S₃截面與軸線L繞Z軸回轉(zhuǎn)?θ，得到截面S₄。對S₄截面進行誤差評定得剔除工件軸線定位偏心傾斜誤差的真實圓度誤差，并給出約束條件β。本發(fā)明可補償由于工件軸線定位偏心以及工件軸線定位傾斜所引起的圓度誤差和圓柱度誤差，增加橋殼的檢測精度，適應(yīng)超精密加工要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋殼圓度圓柱度檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種橋殼圓度圓柱度檢測裝置工件軸線定位誤差補償方法。

背景技術(shù)

橋殼是重型卡車底盤中的關(guān)鍵部件，軸向跨度近2m，圓度、圓柱度已成為影響產(chǎn)品質(zhì)量及可靠性的關(guān)鍵因素。以往企業(yè)生產(chǎn)中針對橋殼表面圓度、圓柱度等形狀誤差主要采用人工百分表接觸式檢測，在檢測前需校準(zhǔn)百分表表桿與工件表面垂直度，精度無法保證，檢測效率低，只能滿足生產(chǎn)中抽樣檢測。

基于以上問題，本課題組研發(fā)了一種重卡橋殼的圓度、圓柱度檢測裝置，結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖中，1為傳動模組，2為進給軸伺服電機，3為激光位移傳感器，4為重卡橋殼，5為傳感器夾具，6為V型支撐架，7為旋轉(zhuǎn)軸伺服電機。該測量裝置中，重卡橋殼4由兩個V型支撐架6支撐；重卡橋殼4置于兩個V型支撐架6后，裝置中的旋轉(zhuǎn)軸伺服電機7帶動激光位移傳感器3周向旋轉(zhuǎn)，進給軸伺服電機2帶動激光位移傳感器3軸向移動；在激光位移傳感器3周向旋轉(zhuǎn)與軸向移動的過程中完成重卡橋殼圓度與圓柱度的檢測。然而，在精密檢測和超高精密檢測中，影響誤差精度的因素主要來源于以下幾點：(1)組成檢測儀器的各部分構(gòu)件精度，如機械模組重復(fù)定位精度，移動精度。(2)測量傳感器與被檢測工件的相對定位誤差(3)檢測儀中由各機械零件的加工工藝及制造精度等產(chǎn)生的誤差。

以上三點誤差因素中的第(2)點，在理想狀態(tài)下激光位移傳感器的激光束(軸線)應(yīng)通過檢測截面圓心，傳感器軸線應(yīng)與橋殼軸線垂直，即垂直于橋殼輪廓表面。實際檢測應(yīng)用中因傳感器安裝誤差及檢測工裝設(shè)備受機械加工工藝影響，難以保證上述誤差因素完全消除而會對橋殼圓度誤差檢測結(jié)果造成較大干擾。傳感器軸線不通過被測截面圓心會產(chǎn)生偏心誤差，傳感器軸線若不垂直于橋殼軸線，傾斜某一夾角照射橋殼輪廓表面，會產(chǎn)生軸線傾斜誤差。由激光位移傳感器采集到的截面輪廓數(shù)據(jù)將融入一定的橢圓形貌特征，導(dǎo)致檢測截面數(shù)據(jù)失真，無法反應(yīng)被測截面的真實形狀誤差，影響圓度、圓柱度等形狀誤差檢測精度及誤差評價結(jié)果。以圖1中顯示的本課題組研發(fā)的重卡橋殼的圓度、圓柱度自動檢測裝置為例：由于左右兩個V型支撐架6不可能做到高度完全相同，兩個V型支撐架6的軸線也不可能與激光位移傳感器3周向旋轉(zhuǎn)軸完全重疊。就是由于這些機械誤差，激光位移傳感器與被檢測工件發(fā)生相對定位誤差，傳感器相對橋殼定位的安裝位置誤差，該誤差包括橋殼軸線定位偏心誤差及橋殼軸線定位傾斜誤差。

誤差影響因素中的第(3)點，檢測儀組成零件受機械加工工藝及制造精度的限制很難達到理想要求，如保證傳感器軸線垂直于橋殼軸線的工裝夾具位置公差，橋殼放置基礎(chǔ)的平面度等等。此類形位公差經(jīng)過累計最終影響第(2)點誤差因素的傳感器與橋殼的相對位置關(guān)系，反應(yīng)在傳感器偏心以及軸線傾斜上。所以提高檢測儀形狀誤差測量精度需要解決的最重要問題是剔除傳感器軸線偏心及傾斜產(chǎn)生的誤差對檢測數(shù)據(jù)的影響，從而反應(yīng)被測截面的真實形狀誤差。實現(xiàn)傳感器軸線偏心傾斜誤差補償對提高被測工件形狀誤差檢測精度及其誤差評價的準(zhǔn)確性有重要意義。