[發明專利]接觸式曲面壁板法向測量與锪窩深度補償裝置及測量方法

有效

• 申請號: 202010202323.4
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111331431B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 章易鐮;王宇晗;范云飛
• 申請（專利權）人: 上海拓璞數控科技股份有限公司
• 主分類號: B23Q17/22
• 分類號: B23Q17/22;B23B49/00;G01B21/00
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種接觸式曲面壁板法向測量與锪窩深度補償裝置的測量方法，其特征在于，包括：利用曲面壁板法向測量與锪窩深度補償裝置進行法向測量和利用曲面壁板法向測量與锪窩深度補償裝置進行锪窩深度補償；

所述接觸式曲面壁板法向測量與锪窩深度補償裝置，包括：

拖鏈(1)、拖鏈支架(2)、法向測量組件安裝支架(3)、長度計安裝支架(4)、支架蓋板(5)、長度計(6)、伺服電機(7)、單軸驅動器(8)、測量裝置支架(9)和長度計限位塊(10)；

所述伺服電機(7)與所述單軸驅動器(8)的絲杠同軸連接；所述單軸驅動器(8)固定在所述測量裝置支架(9)的上面；

所述拖鏈支架(2)固定在所述測量裝置支架(9)的側面；所述法向測量組件安裝支架(3)固定于所述單軸驅動器(8)，所述拖鏈(1)的固定端和自由端分別與所述拖鏈支架(2)和所述法向測量組件安裝支架(3)固定連接，所述長度計安裝支架(4)固定在所述法向測量組件安裝支架(3)上；所述長度計安裝支架(4)與所述支架蓋板(5)對所述長度計(6)實現緊密的夾持，在所述長度計安裝支架(4)前端安裝所述長度計限位塊(10)；

測量時由所述伺服電機(7)驅動定位，所述單軸驅動器(8)傳動與導向，帶動所述拖鏈支架(2)及所述長度計(6)向前進給，壓緊工件表面，使所述長度計(6)作用，測量工件表面法向；

所述利用曲面壁板法向測量與锪窩深度補償裝置進行法向測量包括：

步驟M1：在自動制孔設備中的主軸刀柄上，夾裝長度計標定工裝，調整長度計標定工裝安裝角度，確保標定平面可與三個所述長度計同時接觸；

步驟M2：定義在測量位置時的所述長度計(6)的端點在工具坐標系下的坐標為(Δx_i,y_i,z_i),i＝1,2,3；其中，Δx_i為各長度計讀數，因為測量裝置只在x軸有一個自由度，故y_i,z_i為常數；

步驟M3：所述單軸驅動器(8)進給，使3個所述長度計(6)同時與所述長度計標定工裝的標定平面接觸，記錄此時的長度計讀數并對長度計進行歸零；

步驟M4：在對曲面進行測量時，使3個所述長度計(6)同時接觸工件表面，此時所述長度計(6)端點位置記錄為(Δx_i',y_i,z_i),i＝1,2,3；

步驟M5：利用三個所述長度計各自端點中的兩兩端點形成的任意兩個向量與根據向量叉積方法，求解出工件當前位置的法向量

所述長度計標定工裝用于對裝配完成的長度計進行法向標定校準，保證經過標定的長度計的歸零點和刀具軸線垂直，保障法向測量結果與制孔軸線無進一步偏差。

2.根據權利要求1所述的接觸式曲面壁板法向測量與锪窩深度補償裝置的測量方法，其特征在于，所述伺服電機(7)與所述單軸驅動器(8)的絲杠同軸并由聯軸器連接。

3.根據權利要求1所述的接觸式曲面壁板法向測量與锪窩深度補償裝置的測量方法，其特征在于，所述長度計安裝支架(4)有三個圓柱形凹槽，所述長度計安裝支架(4)與所述支架蓋板(5)緊固后，對所述長度計(6)實現緊密的夾持。

4.根據權利要求1所述的接觸式曲面壁板法向測量與锪窩深度補償裝置的測量方法，其特征在于，所述長度計(6)有三個，三個所述長度計(6)在所述長度計安裝支架(4)與所述支架蓋板(5)的緊密夾持下呈“品”字型排列。

5.根據權利要求1所述的接觸式曲面壁板法向測量與锪窩深度補償裝置的測量方法，其特征在于，所述長度計標定工裝(11)包括工裝標定平面(15)、工裝圓棒(14)和脹緊套(13)；所述工裝標定平面(15)與工裝圓棒(14)的軸線垂直。

6.根據權利要求1所述的接觸式曲面壁板法向測量與锪窩深度補償裝置的測量方法，其特征在于，所述步驟M5包括：

設

單位化后可得到測量工件的法向：

其中，表示x方向方向向量，表示y方向方向向量，表示z方向方向向量，表示向量與向量的叉積。