CN103072082B - 一种气囊抛光工具球面度检测装置 - Google Patents

Abstract

一种气囊抛光工具球面度检测装置，涉及球面度检测装置。提供一种适用于气囊抛光工具球形面形检测的气囊抛光工具球面度检测装置。包括支座、摆动电机、摆动盘、液压胀套、旋转电机、升降电机、丝杆、丝杆螺母、导轨、探针座和检测探针；摆动电机固于支座上，摆动电机输出轴与摆动盘连接，液压胀套设于摆动盘上，液压胀套下端与旋转电机输出轴连接，液压胀套上部用于胀撑住待检的气囊抛光工具，升降电机固于支座上端，升降电机输出轴与丝杆上端联接，丝杆螺母与丝杆螺纹配合并与导轨滑动配合，丝杆与导轨平行且呈立式设置，探针座与丝杆螺母固连，检测探针设于探针座上且位于所述液压胀套上方。立式结构，结构简洁、占用空间较小。

Description

一种气囊抛光工具球面度检测装置

技术领域

本发明涉及球面度检测装置，尤其是涉及用于气囊抛光加工的气囊抛光工具进行球面度检测的一种气囊抛光工具球面度检测装置。

背景技术

气囊式抛光是一种新兴的抛光方法，尤其适合曲面的抛光。气囊抛光采用充气球形柔性气囊作为抛光工具或气囊外表面粘贴抛光垫作为抛光工具对曲面进行抛光，不仅可以保证抛光头与被抛光工件表面吻合性好，而且可以通过调节压力控制抛光效率和被抛光工件的表面质量；气囊抛光采用了一种类似陀螺的“进动”运动,抛光时气囊抛光头的旋转轴线与工件抛光点的法线成一固定角度。由此,抛光区域在不同的方向得到了均匀一致的抛光,不但获得了高斯型的去除函数，而且抛光的划痕也得到了平滑,因此有利于气囊抛光材料去除的数值优化和保证整个加工的质量，是一种具有发展潜力的非球曲面抛光方法（参见文献：1、计时鸣，张利，金明生，李研彪，万跃华.气囊抛光技术及其研究现状[J]，机电工程，2010，27（5）：1-12）。

气囊抛光的去除函数呈类高斯分布，但是随着抛光时间和次数的增加，气囊和抛光垫往往都会磨损。在抛光过程中，气囊或抛光垫的磨损会导致气囊抛光工具表面不再是球面，引起抛光工具与工件接触区域的变化，影响去除函数的形状，从而导致抛光加工精度和加工的不确定性。气囊磨损后为了保证加工精度，通常只有更换新的抛光气囊，这造成了成本增加和材料浪费。

通过对气囊抛光工具球面度的检测，确定修整后的气囊抛光工具能否满足加工要求，进一步指导抛光工具的修整工作十分重要。但目前还没有对气囊抛光工具球面度进行检测的适用装置。

发明内容

本发明的目的在于提供适用于气囊抛光工具球形面形检测的一种气囊抛光工具球面度检测装置。

本发明包括支座、摆动电机、摆动盘、液压胀套、旋转电机、升降电机、丝杆、丝杆螺母、导轨、探针座和检测探针；

摆动电机固于支座上，摆动电机输出轴与摆动盘连接，液压胀套设于摆动盘上，液压胀套下端与旋转电机输出轴连接，液压胀套上部用于胀撑住待检的气囊抛光工具，升降电机固于支座上端，升降电机输出轴与丝杆上端联接，丝杆螺母与丝杆螺纹配合并与导轨滑动配合，丝杆与导轨平行且呈立式设置，探针座与丝杆螺母固连，检测探针设于探针座上且位于所述液压胀套上方。

所述摆动盘的形状最好为L字形。

所述丝杆上下两端最好通过轴承与支座转动配合。

所述升降电机输出轴与丝杆上端联接，最好是升降电机输出轴通过联轴器与丝杆上端联接。

所述导轨最好设有2根导轨，2根导轨以丝杆为基准呈左右对称设置。

所述升降电机最好采用具有抱闸制动装置的电机。

与现有技术比较，本发明的工作原理及有益效果如下：

检测前，先将气囊抛光工具固定在液压胀套上，并保证气囊抛光工具的球心位于摆动轴的轴线上，且摆动盘处于水平位置。检测时，升降电机驱动探针座向下运动，直至检测探针的探头接触到气囊抛光工具头，升降电机抱闸，之后摆动电机驱动摆动盘做一定角度的来回摆动，且保证气囊边缘位置被检测到，通过外部数据采集系统即可测得气囊抛光工具上一条母线的面型。之后，升降电机控制探针向上移动，使得探头离开气囊抛光工具的表面，旋转电机驱动气囊抛光工具旋转30°，升降电机再驱动探针座向下运动，直至检测探针的探头接触到气囊抛光工具头，并重复上述检测过程。每隔30°测量得到一组数据，经过12次检测之后，通过外部数据采集系统即可测得气囊抛光工具上12条母线的数据。检测完毕后，将每一条母线上获得的数据使用最小二乘法进行拟合圆，通过计算每一条母线上的圆度来间接获取其球面度。而且将多条母线数据拟合得到的圆的半径按取平均值的方法来确定气囊抛光工具表面的球面半径。

由于液压胀套具有性能好、同轴度高、工作稳定、操作简单等优点，通过合理设计液压胀套的结构尺寸，能够对多种半径的气囊进行检测，目前气囊抛光加工中常用的气囊半径包括40mm、80mm、160mm。在检测不同规格的气囊抛光工具时，选用不同的液压胀套来保证气囊抛光工具球心位于摆动轴线上，即可对不同规格的气囊抛光工具进行检测。

此外，本发明为立式结构，结构简洁、占用空间较小。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例的使用状态示意图。

在图1和2中，各标记为：

1-升降电机、2-升降电机连接座、3-联轴器、4-丝杆上轴承、5-滑块、6-丝杆下轴承、7-摆动电机、8-支座、9-旋转电机、10-旋转电机连接座、11-摆动盘、12-液压胀套、P-气囊抛光工具、14-检测探针、15-探针座、16-丝杆螺母、17-丝杆、18-导轨。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的说明。

参见图1和2，本发明实施例包括支座8、摆动电机7、摆动盘11、液压胀套12、旋转电机9、升降电机1、丝杆17、丝杆螺母16、导轨18、探针座15和检测探针14。

摆动电机7固于支座8上，摆动电机7输出轴与呈L字形的摆动盘11连接，液压胀套12设于摆动盘11上，液压胀套12下端与旋转电机9输出轴连接，旋转电机9通过旋转电机连接座10固于摆动盘11底面。液压胀套12上部用于胀撑固定住待检的气囊抛光工具P，升降电机1通过升降电机连接座2固于支座8上端，升降电机1输出轴通过联轴器3与丝杆17上端联接，丝杆螺母16与丝杆螺纹配合，丝杆螺母16两侧通过滑块5与导轨18滑动配合。导轨18设有2根，2根导轨18以丝杆17为基准呈左右对称设置，丝杆17上下两端分别通过丝杆上轴承4和丝杆下轴承6与支座8转动配合。丝杆17与导轨18平行且呈立式设置。探针座15与丝杆螺母16固连，检测探针14设于探针座15前端且位于所述液压胀套12上方。

所述升降电机采用具有抱闸制动装置的电机。

检测前，先将待检气囊抛光工具P固定在液压胀套12上，并保证气囊抛光工具P的球心位于摆动轴的轴线上，且摆动盘11处于水平位置。检测时，升降电机1驱动探针座15向下运动，直至检测探针14的探头接触到气囊抛光工具头，升降电机1抱闸，之后摆动电机7驱动摆动盘11做一定角度的来回摆动，且保证气囊边缘位置被检测到，通过外部数据采集系统即可测得气囊抛光工具P上一条母线的面型。之后，升降电机1控制探针向上移动，使得探头离开气囊抛光工具P的表面，旋转电机9驱动气囊抛光工具P旋转30°，升降电机1再驱动探针座15向下运动，直至检测探针14的探头接触到气囊抛光工具P，并重复上述检测过程。每隔30°测量得到一组数据，经过12次检测之后，通过外部数据采集系统即可测得气囊抛光工具P上12条母线的数据。检测完毕后，将每一条母线上获得的数据使用最小二乘法进行拟合圆，通过计算每一条母线上的圆度来间接获取其球面度。而且将多条母线数据拟合得到的圆的半径按取平均值的方法来确定气囊抛光工具表面P的球面半径。

液压胀套12具有性能好、同轴度高、工作稳定、操作简单等优点。液压胀套的规格可根据需要设计。在检测时，只需要将待检测的气囊抛光工具P安装在对应的液压胀套12上，即可保证气囊抛光工具P球心位置正确，从而确保检测的正确性。

Claims (1)

1.一种气囊抛光工具球面度检测装置，其特征在于包括支座、摆动电机、摆动盘、液压胀套、旋转电机、升降电机、丝杆、丝杆螺母、导轨、探针座和检测探针；

摆动电机固于支座上，摆动电机输出轴与摆动盘连接，液压胀套设于摆动盘上，液压胀套下端与旋转电机输出轴连接，液压胀套上部用于胀撑住待检的气囊抛光工具，升降电机固于支座上端，升降电机输出轴与丝杆上端联接，丝杆螺母与丝杆螺纹配合并与导轨滑动配合，丝杆与导轨平行且呈立式设置，探针座与丝杆螺母固连，检测探针设于探针座上且位于所述液压胀套上方；

所述摆动盘形状为L字形；

所述丝杆上下两端通过轴承与支座转动配合；

所述升降电机输出轴通过联轴器与丝杆上端联接；

所述导轨设有2根导轨，2根导轨以丝杆为基准呈左右对称设置；

所述升降电机采用具有抱闸制动装置的电机。