CN107063083A - 一种用于激光跟踪仪检测u型盒体内壁的测量工具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于激光跟踪仪检测U型盒体内壁的测量工具，其特征在于：包括有Z型基座、销杆型测针、T型销底座以及目标靶球，所述的Z型基座为Z字型，其底工作面、左侧工作面、顶工作面为精密加工面，底工作面与顶工作面平行，侧工作面垂直于底工作面，Z型基座的左侧面加工有一列等间距侧面销孔，侧面销孔中心线垂直左侧工作面，顶工作面加工有两个顶部销孔，顶部销孔中心线垂直顶工作面；所述的销杆型测针一端加工为销杆、另一端加工为圆锥尖、中间加工有限位面。本发明解决了激光跟踪仪在测量深U型盒体内壁时的光线遮挡无法测量的难题，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及测量工具领域，具体是一种用于激光跟踪仪检测U型盒体内壁的测量工具。
背景技术
国际热核聚变实验堆ITER（International Thermonuclear ExperimentalReactor）是一项正在研究的大型国际合作项目，其目的是研制一个可以自持燃烧的托卡马克核聚变实验堆，用来验证热核聚变反应堆的工程可行性和可靠性，对实际应用核聚变能时所需要的各种要素进行试验。
ITER校正场超导磁体系统主要用来补偿由于制造公差、接头、引线、母线及装配公差造成的纵场和极向场线圈和绕组位形偏离所带来的磁场误差，消除或尽可能减少磁场误差的影响，保证托卡马克核聚变实验堆的正常运行。中科院等离子体物理研究所承担了该线圈的研制生产任务。ITER校正场线圈是具有大尺寸复杂三维形态超导线圈，采用真空压力浸渍绝缘处理工艺和窄间隙激光填热丝焊接等技术。
在对线圈进行真空压力浸渍绝缘处理工艺时，需要把大尺寸复杂三维形态的超导线圈放入U型盒体进行固化，为了保证线圈固化过程的形态，U型盒体内壁要有较高的加工精度要求，因此在U型盒体加工、制造、装配过程中要对内壁尺寸进行现场检测。
在现场测量中采用一台Leica AT401激光跟踪仪，对于大尺寸、非线性、深U型、复杂盒体的内壁尺寸测量，由于AT401没有T-Probe功能，需要多次转站才能实现对盒体内壁的测量，测量效率极低，而购买带有T-Probe功能的新型激光跟踪仪需要200万左右，成本较高。本发明提出并设计了一种用于激光跟踪仪检测U型盒体的内壁的测量工具和测量方法，不用进行多次转站，大大提高了测量效率，同时也节约了测量成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于激光跟踪仪检测U型盒体的内壁的测量工具和测量方法，解决大型热核聚变装置领域中超导线圈非线性、深U型固化盒体内壁尺寸的现场检测，以及其它大尺寸、U型腔体装置在生产、制造、装配过程中内壁尺寸的现场测量。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种用于激光跟踪仪检测U型盒体内壁的测量工具，其特征在于：包括有Z型基座、销杆型测针、T型销底座以及目标靶球，所述的Z型基座为Z字型，其底工作面、左侧工作面、顶工作面为精密加工面，底工作面与顶工作面平行，侧工作面垂直于底工作面，Z型基座的左侧面加工有一列等间距侧面销孔，侧面销孔中心线垂直左侧工作面，顶工作面加工有两个顶部销孔，顶部销孔中心线垂直顶工作面；所述的销杆型测针一端加工为销杆、另一端加工为圆锥尖、中间加工有限位面；所述的T型销底座和测量靶球为激光跟踪仪测量系统附件；所述的销杆型测针装配到Z型基座的侧面销孔，T型销底座装配到Z型基座的顶部销孔，激光跟踪仪的目标靶球装配到T型销底座上。
所述的一种用于激光跟踪仪检测U型盒体内壁的测量工具，其特征在于：所述T型销底座和目标靶球装配到Z型基座上后，目标靶球中心在Z型基座顶部销孔的孔中心延长线上，且到顶工作面的距离固定；销杆型测针无论装配到任何一个侧面销孔内，其圆锥尖顶点均在左侧的顶部销孔的孔中心延长线上，且到顶工作面的距离可知。
所述的一种用于激光跟踪仪检测U型盒体内壁的测量工具，其特征在于：所述Z型基座材质为高强度铝合金。
所述的一种用于激光跟踪仪检测U型盒体内壁的测量工具，其特征在于：所述销杆型测针材质为高强度合金钢。
一种用于激光跟踪仪检测U型盒体内壁的测量工具，其在实际测量中的使用步骤如下：
步骤一、把T型销底座和目标靶球装配到Z型基座上右侧顶部销孔内，移动Z型基座，保证Z型基座的底工作面与U型盒体的底平面接触，用激光跟踪仪测量目标靶球，获得U型盒体底平面测量数据。
步骤二、把T型销底座和目标靶球装配到Z型基座上左侧顶部销孔内，把销杆型测针装配到Z型基座某一侧边销孔内（根据检测盒体内壁不同高度，变换不同销孔），移动Z型基座，保证Z型基座的底工作面与U型盒体的底平面接触，同时保证销杆型测针的圆锥尖顶点接触U型盒体内壁，用激光跟踪仪测量目标靶球，获得U型盒体内壁测量数据。
步骤三、采用测量软件对底平面测量数据进行处理，获得底平面法向方向；采用测量软件，沿底平面法向方向，对内壁测量数据进行距离补偿处理，获得不同高度的内壁测量数据，从而获得内壁尺寸检测结果。
本发明的有益效果在于：
本发明解决了ITER校正场超导磁体线圈制造过程中大尺寸、非线性、深U型盒体内壁的检测难题，在保证测量精度要求的前提下，利用本发明专利提供的测量工具和测量方法，解决了激光跟踪仪在测量深U型盒体内壁时的光线遮挡无法测量的难题；解决了激光跟踪仪在测量非线性盒体内壁时多次转站的问题，提高了工作效率。利用本发明专利提供的测量工具和测量方法，完成了对ITER校正场超导磁体线圈制造固化盒体内壁表面的检测，保证了其制造质量，避免了高昂仪器设备的购置，节约了生产检测成本。
附图说明
图1 是Z型基座示意图。
图2 是销杆型测针示意图。
图3 是U型盒体底面测量时中心剖面示意图。
图4 是U型盒体侧边测量时中心剖面示意图。
图5 是测量工具配合激光跟踪仪测量U型盒体示意图。
1、Z型底座；2、销杆型测针；3、T型销底座；4、目标靶球；5、底工作面；6、左侧工作面；7、顶工作面；8、侧面销孔；9、顶部销孔；10、销杆；11、圆锥尖；12、限位面；13、U型盒体；14、激光跟踪仪。
具体实施方式
参见附图，一种用于激光跟踪仪检测U型盒体内壁的测量工具，包括Z型基座1、销杆型测针2、T型销底座3以及目标靶球4。其中如图1所示，Z型基座1为“Z”字型，其底工作面5、左侧工作面6、顶工作面7均为精密加工面，底工作面5与顶工作面7平行，左侧工作面6垂直于底工作面5，左侧面加工有一列等间距侧边销孔8，侧边销孔8中心线垂直左侧工作面6，顶端加工有左、右两个顶部销孔9，顶部销孔9中心线垂直顶工作面7。如图2所示，销杆型测针2一端加工为销杆10，另一端加工为圆锥尖11，中间加工有限位面12。T型销底座3和目标靶球4为激光跟踪仪14测量系统附件。
如图3、4所示， 销杆型测针2装配到Z型基座1的侧面销孔8，T型销底座3装配到Z型基座1的顶部销孔9，目标靶球4装配到T型销底座3上；装配后，目标靶球4中心在Z型基座1顶部销孔9的孔中心延长线上，且到顶工作面7的距离固定；销杆型测针2无论装配到任何一个侧面销孔8内，其圆锥尖11顶点均在左侧的顶部销孔9的孔中心延长线上，且到顶工作面7的距离可知。
Z型基座1材质为高强度铝合金；销杆型测针2材质为高强度合金钢。
一种用于激光跟踪仪检测U型盒体内壁的测量工具，其在实际测量U型盒体13内壁的过程中的使用步骤如下：
步骤一、如图3、5所示，把T型销底座3和目标靶球4装配到Z型基座1右侧的顶部销孔9内，移动Z型基座1，保证Z型基座1的底工作面5与U型盒体13的底平面接触，用激光跟踪仪14测量目标靶球4，获得U型盒体13底平面测量数据。
步骤二、如图4、5所示，把T型销底座3和目标靶球4装配到Z型基座1左侧的顶部销孔9内，把销杆型测针2装配到Z型基座1某一侧面销孔8内（根据检测盒体内壁不同高度，变换不同销孔），移动Z型基座1，保证Z型基座1的底工作面5与U型盒体13的底平面接触，同时保证销杆型测针2的圆锥尖11顶点接触U型盒体13内壁，用激光跟踪仪14测量目标靶球4，获得U型盒体13内壁测量数据。
步骤三、采用测量软件对底平面测量数据进行处理，获得底平面法向方向；采用测量软件，沿底平面法向方向，对内壁测量数据进行距离补偿处理，获得不同高度的内壁测量数据，从而获得内壁尺寸检测结果。
Claims (4)
1.一种用于激光跟踪仪检测U型盒体内壁的测量工具，其特征在于：包括有Z型基座、销杆型测针、T型销底座以及目标靶球，所述的Z型基座为Z字型，其底工作面、左侧工作面、顶工作面为精密加工面，底工作面与顶工作面平行，侧工作面垂直于底工作面，Z型基座的左侧面加工有一列等间距侧面销孔，侧面销孔中心线垂直左侧工作面，顶工作面加工有两个顶部销孔，顶部销孔中心线垂直顶工作面；所述的销杆型测针一端加工为销杆、另一端加工为圆锥尖、中间加工有限位面；所述的销杆型测针装配到Z型基座的侧面销孔，T型销底座装配到Z型基座的顶部销孔，激光跟踪仪的目标靶球装配到T型销底座上。
2.根据权利要求1所述的一种用于激光跟踪仪检测U型盒体内壁的测量工具，其特征在于：所述T型销底座和目标靶球装配到Z型基座上后，目标靶球中心在Z型基座顶部销孔的孔中心延长线上，且到顶工作面的距离固定；销杆型测针无论装配到任何一个侧面销孔内，其圆锥尖顶点均在左侧的顶部销孔的孔中心延长线上，且到顶工作面的距离可知。
3.根据权利要求1所述的一种用于激光跟踪仪检测U型盒体内壁的测量工具，其特征在于：所述Z型基座材质为高强度铝合金。
4.根据权利要求1所述的一种用于激光跟踪仪检测U型盒体内壁的测量工具，其特征在于：所述销杆型测针材质为高强度合金钢。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2016
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