一種用于大型工件的非接觸式內平行平面間距測量法制造技術

本發明專利技術公開了一種用于大型工件的非接觸式內平行平面間距測量法，讓測頭繞主軸回轉軸線旋轉，第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器分別掃描被測工件的兩相對平面，獲取測量軸線與兩相對平面交點之間的距離，并定義為測量線段；實時計算所有的測量線段，并獲取測量線段的第一最小值，測頭在獲得第一最小值的位置停止繞主軸回轉軸線轉動；旋轉測頭使得測量軸線繞轉軸旋轉，第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器分別掃描被測工件的兩相對平面，獲取測量線段的第二最小值，第二最小值即為兩內平行平面之間的距離。本方法實現了對大型工件內部尺寸的測量，提高了測量精度，降低了測量成本以及縮短了測量工時。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及內平行平面間距測量，尤其涉及一種用于大型工件的非接觸式內平行平面間距測量法。
技術介紹
隨著我國先進制造能力的提升，超大型裝備在國民經濟的發展中扮演越來越重要的角色，航空、航天、造船、渦輪機和發電機等領域需要大量大型幾何量測量技術作為支撐。目前，針對大型工件的測量，除采用傳統的千分尺、皮尺、線尺和弦高法等測量技術外，現代化的測量方法也較多，主要有經緯儀測量、全站儀測量，跟蹤儀測量、雙頻激光干涉儀測量、關節式坐標機和室內GPS等等。但是，這些先進測量技術主要用于測量外部表面尺寸，例如經緯儀測量、雙頻激光干涉儀測量和跟蹤儀測量等，對于大型工件的內尺寸很難完成測量。內平行平面間距是指工件內部，朝向相對的兩平行平面之間的距離，屬于一種內尺寸。內平行平面在一些大型箱體類零件存在的數量較多，并且這些結構要素時常會同其它零件進行配合，因而必須滿足較高的幾何精度要求。上述現代化的測量手段中，關節式坐標機和圖像拼接等測量方法，雖可對內平行平面距離進行測量，但是，針對大尺寸測量，尚不能達到保證機械配合所要求的精度。在實現本專利技術的過程中，發現現有技術中至少存在以下缺點和不足大型工件上內平行平面的測量技術是目前大型裝備制造業領域的一大難題，主要受以下幾個方面影響1、測量精度問題。隨著科技的發展，對大型裝備的性能和安全性要求越來越高，對大型工件的加工精度要求也越來越高，進而對測量設備的精度和穩定性要求也越來越高。2、測量儀器的操作問題。內部尺寸的測量難以像外尺寸那樣，測量儀器只需在外部簡單安裝即可進行測量，內尺寸測量儀器的操作空間受限，加之工件體積大，高度高，測量儀器的使用不方便，以船用發動機的箱體加工為例，一臺大型發動機箱體吊裝于機床工作臺后，為了便于人工使用測量設備，需要搭建腳手架。這種腳手架的拆裝耗時要付出與切削工時同等費用，極大的影響了加工效率和成本。3、大型工件的搬運問題。若大型工件能像小零件那樣方便搬運，將其搬往三坐標機進行測量，精度可以很好的保證，同時，效率受影響也較小。但是由于大型工件體積大，質量重，工件通常采用天車進行搬運，搬運的過程復雜，占用較多工時。搬運帶來的問題不只是增加了一道操作工序，同時，若工件檢測完畢后，不合格需要回原機床返修，此時工件的定位基準和先前的定位基準必然存在誤差，還需重新定位、找正，這樣，整個過程的工時量極大。
技術實現思路
本專利技術提供了一種用于大型工件的非接觸式內平行平面間距測量法，本方法實現了對大型工件內部尺寸的測量，提高了測量精度，降低了測量成本以及縮短了測量工時，詳見下文描述一種用于大型工件的非接觸式內平行平面間距測量法，所述方法包括以下步驟(I)被測工件立于機床工作臺上，測頭安裝在機床主軸上，并且所述測頭隨主軸旋轉；以主軸回轉軸線為Z軸，以垂直Z軸建立X軸和Y軸，建立坐標系XYZ ；(2)讓所述測頭繞所述主軸回轉軸線旋轉，第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器分別掃描所述被測工件的兩相對平面，獲取測量軸線與兩相對平面交點之間的距離，并定義為測量線段；(3)實時計算所有的測量線段，并獲取測量線段的第一最小值，所述測頭在獲得第一最小值的位置停止繞主軸回轉軸線轉動； (4)旋轉所述測頭使得測量軸線繞轉軸旋轉，所述第一激光位移傳感器和所述第二激光位移傳感器分別掃描所述被測工件的兩相對平面，獲取測量線段的第二最小值，所述第二最小值即為兩內平行平面之間的距離。所述測量線段的第一最小值等于I1的最小值和I2的最小值之和；本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于大型工件的非接觸式內平行平面間距測量法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：（1）被測工件立于機床工作臺上，測頭安裝在機床主軸上，并且所述測頭隨主軸旋轉；以主軸回轉軸線為Z軸，以垂直Z軸建立X軸和Y軸，建立坐標系XYZ；（2）讓所述測頭繞所述主軸回轉軸線旋轉，第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器分別掃描所述被測工件的兩相對平面，獲取測量軸線與兩相對平面交點之間的距離，并定義為測量線段；（3）實時計算所有的測量線段，并獲取測量線段的第一最小值，所述測頭在獲得第一最小值的位置停止繞主軸回轉軸線轉動；（4）旋轉所述測頭使得測量軸線繞轉軸旋轉，所述第一激光位移傳感器和所述第二激光位移傳感器分別掃描所述被測工件的兩相對平面，獲取測量線段的第二最小值，所述第二最小值即為兩內平行平面之間的距離。

【技術特征摘要】
1.一種用于大型工件的非接觸式內平行平面間距測量法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 (1)被測工件立于機床工作臺上，測頭安裝在機床主軸上，并且所述測頭隨主軸旋轉；以主軸回轉軸線為Z軸，以垂直Z軸建立X軸和Y軸，建立坐標系XYZ ； (2)讓所述測頭繞所述主軸回轉軸線旋轉，第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器分別掃描所述被測工件的兩相對平面，獲取測量軸線與兩相對平面交點之間的距離，并定義為測量線段； (3)實時計算所有的測量線段，并獲取測量線段的第一最小值，所述測頭在獲得第一最小值的位置停止繞主軸回轉軸線轉動； (4)旋轉所述測頭使得測量軸線繞轉軸旋轉，所述第一激光位移傳感器和所述第二激光位移傳感器分別掃描所述被測工件的兩相對平面，獲取測量線段的第二最小值，所述第二...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉新波，王仲，李興強，孫虹，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：