[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

本發明提供了一種端面裝配微小間隙非接觸測量裝置的測量方法，包括以下步驟：打開電源，并使位移臺和光譜傳感器參數初始化；通過調節旋鈕調節升降平臺，使光譜傳感器的光斑位于間隙周圍；通過平板主機設置位移臺循環掃查位移坐標、移動速度和光譜采樣頻率，使光譜傳感器能對間隙進行循環掃查；光譜傳感器開始采集數據，并將數據回傳給平板主機；平板主機檢測回傳數據是否超出量程；統計超出量程的數據點個數C；得出間隙值＝C*V/F。采用本方案，利用光譜共焦傳感器進行測量，光譜共焦位移傳感器是基于波長位移調制的非接觸式位移傳感器，工作頻率達上千赫茲，對于被測件表面紋理、傾斜和顏色不敏感，適用范圍廣，測量精度高，分辨率可達納米級。

技術領域

本發明涉及間隙精度測量技術領域，具體涉及一種端面裝配微小間隙非接觸測量裝置的測量方法。

背景技術

在汽車工業、航空航天等行業中，有效的控制產品裝配過程中的端面裝配間隙十分重要。對裝配端面間隙的高精度測量已成為影響裝配質量的關鍵因素。現有的間隙檢測通常采用塞尺、電渦流傳感器、線激光傳感器、視覺測量等方法。采用塞尺測量時，需要選擇不同規格的塞尺片進行不斷測試，測量過程繁瑣且效率低，且測量精度受人為的影響，精度不高。此外，塞尺可能會對形成間隙的材料造成損傷。電渦流法測量過程需要植入被檢測間隙，但是植入時需要在被測對象上增加安裝孔，極易造成測量工件的損壞。線激光傳感器通過線激光的橫向分辨率測量間隙寬度，不會對工件造成損傷，但是其橫向分辨率在數十微米量級，難以實現五十微米以下的微小間隙測量。視覺測量利用工業相機拍攝間隙圖像，提取間隙邊緣，利用圖像處理計算間隙寬度，易受打光方式，被測件表面紋理及環境光照條件等因素的影響，適用范圍小。因此，現有的測量方式存在測量效率低、測量精度低、測量過程易受環境影響、普適性差和難以測量五十微米以下的微小間隙等技術問題。

發明內容

本發明為解決上述問題，提供了一種端面裝配微小間隙非接觸測量裝置的測量方法，采用本方案，利用光譜共焦傳感器進行測量，光譜共焦位移傳感器是基于波長位移調制的非接觸式位移傳感器，工作頻率達上千赫茲，對于被測件表面紋理、傾斜和顏色不敏感，適用范圍廣，同時其測量精度高，分辨率可達納米級。

本發明采用的技術方案為：一種端面裝配微小間隙非接觸測量裝置，包括控制主機和檢測主體；

所述控制主機包括光譜控制器和位移控制器，所述檢測主體包括升降平臺、位移臺和光譜傳感器；

所述光譜控制器和光譜傳感器連接，所述光譜傳感器設于位移臺上，所述位移臺設于升降平臺上，所述光譜傳感器用于測量間隙寬度，所述位移臺用于控制光譜傳感器在位移臺上移動，所述升降平臺用于控制位移臺的升降；

所述位移控制器和位移臺連接，所述位移控制器用于控制光譜傳感器的移動和升降。

本方案具體運作時，通過安裝檢測主體掃查間隙，可通過專用工裝調節檢測主體，只要保證位移臺及光譜傳感器與間隙平行，掃查方向與間隙垂直即可，并不限于垂直方向的間隙，任意方向的間隙均可測量；因此，本方案由控制主機控制檢測主體的運行，其中光譜控制器通過光纖線連接光譜傳感器，其中光譜傳感器優選采用光譜探頭，光譜傳感器安裝在位移臺上，位移臺上有設有豎向安裝板，豎向安裝板上帶有通孔，通孔的尺寸和光譜傳感器的尺寸相匹配，光譜傳感器穿過通孔，使光譜傳感器被固設在位移臺上，而在升降平臺側面設有橫向安裝板，位移臺設置于橫向安裝板上，位移臺自身可在橫向安裝板上位移，并帶動光譜傳感器，而橫向安裝板可沿升降平臺上下滑動，并帶動位移臺和光譜傳感器，最終實現光譜傳感器的升降，光譜傳感器的的移動通過位移控制器控制，光譜傳感器可通過水平和豎直方向的移動測量裝配端面間隙的寬度；

其中控制主機和檢測主體底部均設置有底板，便于放置；控制主機和檢測主體上均還設有外殼框架，外殼框架用于罩住并保護控制主機和檢測主體內部的配件；在檢測主體的底板上還設有專用工裝，優選為調平螺栓，可根據專用工裝安裝，使光譜探頭掃查方向與間隙垂直，實現任意方向間隙的測量。