[發明專利]一種端面裝配微小間隙非接觸測量裝置的測量方法

在審

• 申請號: 202011389190.2
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112378340A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 曹宇;孫鵬飛;胡秀琨;趙齊戩;張連新;李芳;付磊;于長志;肖虹
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院機械制造工藝研究所
• 主分類號: G01B11/14
• 分類號: G01B11/14
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 張超

1.一種端面裝配微小間隙非接觸測量裝置，其特征在于，包括控制主機(1)和檢測主體(2)；

所述控制主機(1)包括光譜控制器(3)和位移控制器(4)，所述檢測主體(2)包括升降平臺(5)、位移臺(6)和光譜傳感器(7)；

所述光譜控制器(3)和光譜傳感器(7)連接，所述光譜傳感器(7)設于位移臺(6)上，所述位移臺(6)設于升降平臺(5)上，所述光譜傳感器(7)用于測量間隙寬度，所述位移臺(6)用于控制光譜傳感器(7)在位移臺(6)上移動，所述升降平臺(5)用于控制位移臺(6)的升降；

所述位移控制器(4)和位移臺(6)連接，所述位移控制器(4)用于控制光譜傳感器(7)的平移和升降。

2.根據權利要求1所述的一種端面裝配微小間隙非接觸測量裝置，其特征在于，所述控制主機(1)還包括平板主機(8)，平板主機(8)通過網線和光譜傳感器(7)連接，所述平板主機(8)通過網絡協議設置光譜傳感器(7)的參數，并接收光譜傳感器(7)的回傳數據。

3.根據權利要求2所述的一種端面裝配微小間隙非接觸測量裝置，其特征在于，所述平板主機(8)和位移控制器(4)連接，所述平板主機(8)用于設置位移控制器(4)的參數，并通過相關指令完成對位移臺(6)的控制。

4.根據權利要求1所述的一種端面裝配微小間隙非接觸測量裝置，其特征在于，所述位移臺(6)為微調裝置，所述升降平臺(5)為粗調裝置。

5.根據權利要求1所述的一種端面裝配微小間隙非接觸測量裝置，其特征在于，所述升降平臺(5)上還設有調節旋鈕(9)，所述調節旋鈕(9)用于調節位移臺(6)的初始位置。

6.根據權利要求1所述的一種端面裝配微小間隙非接觸測量裝置，其特征在于，所述控制主機(1)還包括電源(10)，所述電源(10)提供電能。

7.采用權利要求1-6任意一項所述的一種端面裝配微小間隙非接觸測量裝置的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：打開電源(10)，并使位移臺(6)和光譜傳感器(7)參數初始化；

S2：通過調節旋鈕(9)調節升降平臺(5)，使光譜傳感器(7)的光斑位于間隙周圍；

S3：通過平板主機(8)設置位移臺(6)循環掃查位移坐標(X1，X2)、移動速度V和光譜采樣頻率F，使光譜傳感器(7)能對間隙進行循環掃查；

S4：光譜傳感器(7)開始采集數據，并將數據回傳給平板主機(8)；

S5：平板主機(8)檢測回傳數據是否超出量程；

S6：統計超出量程的數據點個數C；

S7：最終得出間隙值＝C*V/F。

8.根據權利要求7所述的一種端面裝配微小間隙非接觸測量裝置的測量方法，其特征在于，根據光譜傳感器(7)的測量特性，實際待測間隙寬度與位移測量信號中的間隙寬度特征值之間存在如下關系：

W_O＝W_dis+δ₁+δ₂

其中，W_O表示為實際裝配端面間隙(13)，W_dis表示位移測量信號中未獲取有效信號的區域對應寬度，可根據間隙特征信號與位移臺(6)位置之間的映射曲線計算得到，δ₁和δ₂表示由間隙兩端邊緣特征引起的間隙測量誤差。

9.根據權利要求8所述的一種端面裝配微小間隙非接觸測量裝置的測量方法，其特征在于，測量誤差δ₁和δ₂與光板尺寸γ、光譜傳感器(7)測量角度范圍α、間隙兩側邊緣反射特征相關，可表示為：

10.根據權利要求9所述的一種端面裝配微小間隙非接觸測量裝置的測量方法，其特征在于，當測量系統與間隙邊緣特征一定時，測量誤差δ₁和δ₂可近似為固定的測量系統誤差，則以下關系成立：

ΔW_O＝ΔW_dis