CN102506638A - 万能回转测量工作台系统及其使用方法 - Google Patents

万能回转测量工作台系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种万能回转测量工作台系统，包括角度数显转台和数显高度尺结构测具，角度数显转台固定在安装平台上，转台一侧设有转台显示器，另一侧固定安装有数显高度尺结构测具，角度数显转台中间设有可转动的转盘，待测零件及夹具均安装在转盘上，转盘下部设有定位槽，定位槽与待测零件装夹夹具的定位止口配合，夹具表面设有两个通过夹具中心的夹具定位槽，数显高度尺结构测具由两个高度尺相互垂直通过高度尺转接套组装而成，水平高度尺端部通过锁紧套和测针转接套固定安装有测针，水平高度尺、竖直高度尺分别作为横梁、纵梁。该系统可实现外形复杂、中低精度回转类零件的全面测量，替代传统三坐标测量机显著提高工作效率。

Description

万能回转测量工作台系统及其使用方法
技术领域
本发明属于检测仪器技术领域，具体涉及一种万能回转测量工作台系统及其使用方法。
背景技术
诸如大型薄壁机匣结构件等外形复杂的零部件，外表面遍布多处凸台、岛屿及轮廓尺寸，相关尺寸和技术条件均需要使用三坐标测量机进行扫描评价，零件的检测周期长，严重影响生产进度。
发明内容
针对现有采用三坐标测量机检测外形复杂零件检测周期长的问题，本发明提供一种万能回转测量工作台系统，该系统包括角度数显转台和数显高度尺结构测具，角度数显转台固定在安装平台上，模拟三坐标测量机旋转工作台的原理进行工作，转台一侧设有转台显示器，另一侧固定安装有数显高度尺结构测具，角度数显转台中间设有可转动的转盘，待测零件及夹具均安装在转盘上，转盘下部设有定位槽，定位槽与待测零件装夹夹具的定位止口配合，以找正零件确定其回转中心，同时在夹具表面设有两个通过夹具中心的夹具定位槽，夹具找正后通过拉直该夹具定位槽确保测具通过转盘中心；数显高度尺结构测具由两个高度尺相互垂直通过高度尺转接套组装而成，水平高度尺端部通过锁紧套和测针转接套固定安装有测针，水平高度尺、竖直高度尺分别作为横梁、纵梁。
所述高度尺转接套为T型固定块，内部设有相互垂直的两个孔腔，外部设有紧固孔，水平高度尺、竖直高度尺安装在孔腔内，紧固孔中旋入螺栓并采用栓紧螺母锁紧实现高度尺的固定。
所述测针转接套为L型固定块，一端内部设有测针安装孔，测针安装孔轴线的垂直方向设有锁紧孔，锁紧孔与测针安装孔贯通，测针安装在测针安装孔内，锁紧孔中旋入螺钉实现测针的固定，另一端通过螺钉锁紧固定在锁紧套中。
所述水平高度尺、竖直高度尺和测针均采用M42工具钢制造。
上述万能回转测量工作台系统的使用方法，通过模拟X轴（横向）、Z轴（纵向）、C轴（角向）三轴联动，实施测量端的任意位置精准定位和读数，具体操作步骤如下：
（1）装夹零件：将夹具安装在角度数显转台上，找正夹具的定位止口跳动后固定，保证夹具与转盘同中心；
（2）测量零件外径尺寸并记录实际值D1，零件与夹具定位止口紧密配合装夹；
（3） 找正高度尺
①  组装高度尺，找正横梁上表面两端跳动，找正测针侧面从尖端到尾部跳动；
②  高度尺组装完毕后，用测针找正夹具定位槽，保证测针通过转盘中心；
③  径向过中心定位后压紧高度尺；
④  找正零件角向：通过零件角向孔找正零件的角向零点，若测针无法与零件角向孔直接找正，在零件上设置定位销，并在定位销上设角向槽，再利用测针与定位销表面上的角向槽找正，清零数显转台的角度数据；
⑤  用测针与零件配合，确定轴向、径向基准，清零高度尺数据；
（4）测量
①  测量斜面点
a. 已知零件高度值，测量径向尺寸：将高度尺调至图纸要求的尺寸（即端面基准的高度），沿横梁导轨移动测针，直至针尖接触零件表面，记录横梁数显值a1，利用公式                                                运算得到所测点的径向半径R；
b. 已知零件径向直径
Figure 68916DEST_PATH_IMAGE002
，测量高度值：利用公式
Figure 871787DEST_PATH_IMAGE003
运算得到该点与零件外径基准的径向理论差值
Figure 945397DEST_PATH_IMAGE004
，将横梁数显值调至该理论差值，调整高度尺，直至测针针尖接触零件表面，记录高度尺数显值即为该点高度测量值；
② 测量凸台角向角度：根据图纸要求，用卡尺划线确定凸台表面测量点位置，然后转动数显转台并移动测针使针尖与划线点重合，记录转台显示器数据即为凸台角向角度测量值；
③ 测量零件薄壁或凸台表面的斜向角度尺寸：移动测针，在需要测量的区域沿轴向采两点，在许可的范围内两点的距离越长越好，记录两点的轴向坐标（
Figure 466508DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 653907DEST_PATH_IMAGE006
）和径向坐标（
Figure 576864DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 886623DEST_PATH_IMAGE008
），利用公式
Figure 895030DEST_PATH_IMAGE009
或
Figure 886120DEST_PATH_IMAGE010
运算得到两点连线与水平线或铅垂线的夹角C；
④ 测量表面槽或孔的角向值：用测针确定槽（或孔）两侧边的角度值，取二者平均值即为测量结果，或采用零件槽或孔的形状倒模侧头确定槽或孔的角向值。
应用本发明提供的万能回转测量工作台系统，通过更改配件、定位夹具，可以实现外形复杂、尺寸和技术条件精度≧0.2mm的回转类零件的全面测量，该系统可替代传统的三坐标测量机，并显著提高工作效率，缩短生产检测周期。
附图说明           
图1是本发明实施例的系统整体结构示意图；
图2是本发明实施例的夹具定位局部示意图；
图3是本发明实施例的高度尺转接套装配结构示意图；
图4是本发明实施例的测针转接套示意图；
图中：1竖直高度尺，2水平高度尺，3测针，4高度尺转接套，5角度数显转台，6夹具，7定位槽，8转台显示器，9测针转接套，10锁紧套，11零件，12夹具内圆，13定位止口，14夹具定位槽，15夹具外圆找正带，16夹具外圆，17栓紧螺母，18测针安装孔，19锁紧孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
万能回转测量工作台系统，包括角度数显转台5和数显高度尺结构测具，角度数显转台5固定在安装平台上，模拟三坐标测量机旋转工作台的原理进行工作，转台一侧设有转台显示器8，另一侧固定安装有数显高度尺结构测具，角度数显转台5中间设有可转动的转盘，待测零件11及夹具6均安装在转盘上，转盘下部设有定位槽7，定位槽7与待测零件11装夹夹具6的定位止口13配合，以找正零件11确定其回转中心，同时在夹具6表面设有两个通过夹具中心的夹具定位槽14，夹具6找正后通过拉直该夹具定位槽14确保测具通过转盘中心；数显高度尺结构测具由竖直高度尺1、水平高度尺2相互垂直通过高度尺转接套4组装而成，水平高度尺2端部通过锁紧套10和测针转接套9固定安装有测针3，水平高度尺2、竖直高度尺1分别作为横梁、纵梁，水平高度尺2、竖直高度尺1和测针3均采用M42工具钢制造。
所述高度尺转接套4为T型固定块，内部设有相互垂直的两个孔腔，外部设有紧固孔，水平高度尺2、竖直高度尺1安装在孔腔内，水平高度尺2、竖直高度尺1安装在孔腔内，紧固孔中旋入螺栓并采用栓紧螺母17锁紧实现高度尺的固定。
所述测针转接套9为L型固定块，一端内部设有测针安装孔18，测针安装孔18轴线的垂直方向设有锁紧孔19，锁紧孔19与测针安装孔18贯通，测针3安装在测针安装孔18内，锁紧孔19中旋入螺钉实现测针3的固定，另一端通过螺钉锁紧固定在锁紧套10中。
上述万能回转测量工作台系统的使用方法，通过模拟X轴（横向）、Z轴（纵向）、C轴（角向）三轴联动，实现对本实施例提供的薄壁机匣结构件的测量，具体操作步骤如下：
（1）装夹零件11：将夹具6安放在角度数显转台5上的中间位置，找正夹具6的定位止口13跳动后固定，保证夹具6与转盘同中心；
（2）测量零件11大端外径尺寸并记录实际值D1，零件11大端向下装夹，与夹具6的定位止口13紧密配合；
（3）找正高度尺   
①组装高度尺，找正横梁上表面两端跳动，找正测针3侧面从尖端到尾部跳动；
②高度尺组装完毕后，用测针3找正夹具6上的夹具定位槽14，保证测具横梁的滑轨方向过夹具定位槽14，即转盘中心；
③径向过中心定位后压紧高度尺，高度尺此刻开始不再调整，并防止碰撞等影响状态的情况发生；
④用测针3与定位销表面的角向槽找正零件11角向，清零数显转台的角度数据；
⑤用测针3与零件11大端配合，确定轴向基准，清零高度尺数据；
⑥用测针3与零件11大端外止口配合，确定径向基准，清零横梁数显数据；
（4）测量
① 测量斜面点
a. 已知高度值，测量径向尺寸：将高度尺调至图纸要求的尺寸（即端面基准的高度），沿横梁导轨移动测针3，直至针尖接触零件11表面，记录横梁数显值a1，利用公式
Figure 725900DEST_PATH_IMAGE001
运算得到该点的径向半径R；
b. 已知径向直径
Figure 144243DEST_PATH_IMAGE002
，测量高度值：利用公式
Figure 374367DEST_PATH_IMAGE003
运算得到该点与大端外径基准的径向理论差值
Figure 172077DEST_PATH_IMAGE004
，经横梁数显值调至该理论差值，调整高度尺，直至测针3针尖接触零件11表面，记录高度尺数显值即为该点高度测量值；
② 测量凸台角向角度：根据图纸要求，用卡尺划线确定凸台表面测量点位置，然后转到数显转台并移动测针3使得针尖与划线点重合，记录转台数显仪数据即为凸台角向角度测量值；
③ 测量零件11薄壁或凸台表面的斜向角度尺寸：移动测针3，在需要测量的区域沿轴向采两点，在许可的范围内两点的距离越长越好，记录两点的轴向坐标（
Figure 804047DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 393291DEST_PATH_IMAGE006
）和径向坐标（
Figure 376291DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 709183DEST_PATH_IMAGE008
），利用公式
Figure 257976DEST_PATH_IMAGE009
或
Figure 283701DEST_PATH_IMAGE010
运算得到两点连线与水平线或铅垂线的夹角C；
④ 测量表面槽或孔的角向值：用测针3确定槽或孔两侧边的角度值，取二者平均值即为测量结果。

Claims (7)

1.一种万能回转测量工作台系统，其特征在于：该系统包括角度数显转台和数显高度尺结构测具，角度数显转台固定在安装平台上，转台一侧设有转台显示器，另一侧固定安装有数显高度尺结构测具，角度数显转台中间设有可转动的转盘，待测零件及夹具均安装在转盘上，转盘下部设有定位槽，定位槽与待测零件装夹夹具的定位止口配合，同时在夹具表面设有两个通过夹具中心的夹具定位槽；数显高度尺结构测具由两个高度尺相互垂直通过高度尺转接套组装而成，水平高度尺端部通过锁紧套和测针转接套固定安装有测针，水平高度尺、竖直高度尺分别作为横梁、纵梁。
2.根据权利要求1所述的万能回转测量工作台系统，其特征在于高度尺转接套为T型固定块，内部设有相互垂直的两个孔腔，外部设有紧固孔，水平高度尺、竖直高度尺安装在孔腔内，紧固孔中旋入螺栓并采用栓紧螺母锁紧实现高度尺的固定。
3.根据权利要求1所述的万能回转测量工作台系统，其特征在于所述测针转接套为L型固定块，一端内部设有测针安装孔，测针安装孔轴线的垂直方向设有锁紧孔，锁紧孔与测针安装孔贯通，测针安装在测针安装孔内，锁紧孔中旋入螺钉实现测针的固定，另一端通过螺钉锁紧固定在锁紧套中。
4.根据权利要求1所述的万能回转测量工作台系统，其特征在于所述水平高度尺、竖直高度尺和测针均采用M42工具钢制造。
5.权利要求1所述的万能回转测量工作台系统的使用方法，其特征在于：通过模拟X轴、Z轴、C轴三轴联动，实施测量端的任意位置精准定位和读数，具体操作步骤如下：
（1）装夹零件：将夹具安装在角度数显转台上，找正夹具的定位止口跳动后固定，保证夹具与转盘同中心；
（2）测量零件外径尺寸并记录实际值D1，零件与夹具定位止口紧密配合装夹；
（3）找正高度尺
①组装高度尺，找正横梁上表面两端跳动，找正测针侧面从尖端到尾部跳动；
②高度尺组装完毕后，用测针找正夹具定位槽，保证测针通过转盘中心；
③径向过中心定位后压紧高度尺；
④找正零件角向：通过零件角向孔找正零件的角向零点，清零数显转台的角度数据；
⑤用测针与零件配合，确定轴向、径向基准，清零高度尺数据；
（4）测量
①测量斜面点
a.已知零件高度值，测量径向尺寸：将高度尺调至图纸要求的尺寸，沿横梁导轨移动测针，直至针尖接触零件表面，记录横梁数显值a1，利用公式                                                
Figure 633920DEST_PATH_IMAGE001
运算得到所测点的径向半径R；
b.已知零件径向直径
Figure 90440DEST_PATH_IMAGE002
，测量高度值：利用公式
Figure 487923DEST_PATH_IMAGE003
运算得到该点与零件外径基准的径向理论差值
Figure 216845DEST_PATH_IMAGE004
，将横梁数显值调至该理论差值，调整高度尺，直至测针针尖接触零件表面，记录高度尺数显值即为该点高度测量值；
②测量凸台角向角度：根据图纸要求，用卡尺划线确定凸台表面测量点位置，然后转动数显转台并移动测针使针尖与划线点重合，记录转台显示器数据即为凸台角向角度测量值；
③测量零件薄壁或凸台表面的斜向角度尺寸：移动测针，在需要测量的区域沿轴向采两点，在许可的范围内两点的距离越长越好，记录两点的轴向坐标（
Figure 108709DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 669003DEST_PATH_IMAGE006
）和径向坐标（
Figure 253699DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 204338DEST_PATH_IMAGE008
），利用公式
Figure 149160DEST_PATH_IMAGE009
或
Figure 311763DEST_PATH_IMAGE010
运算得到两点连线与水平线或铅垂线的夹角C；
④测量表面槽或孔的角向值：用测针确定槽或孔两侧边的角度值，取二者平均值即为测量结果。
6.根据权利要求5所述的万能回转测量工作台系统的使用方法，其特征在于找正零件角向时，若测针无法与零件角向孔直接找正，在零件上设置定位销，并在定位销上设角向槽，再利用测针与定位销表面上的角向槽找正。
7.根据权利要求5所述的万能回转测量工作台系统的使用方法，其特征在于所述测量零件表面槽或孔的角向值的方式还包括采用零件槽或孔的形状倒模侧头确定槽或孔的角向值。
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