CN108120421A - 一种发动机双喷管轴线空间角度自动测量系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种发动机双喷管轴线空间角度自动测量系统，包括控制系统、双轴光电自准直仪、条形水准器、基准棱体、测量靶标，其中控制系统通过信号电缆与双轴光电自准直仪连接，双轴光电自准直仪、条形水准器、基准棱体、测量靶标均安装在测试基座之上，被测发动机零件包括两个按设计角度装配的被测孔，安装在被测件安装座上，被测件安装座安装在测试基座之上。所述双轴光电自准直仪利用自准直法可以实现水平和垂直两个正交方向上，小角度范围内被测反光面的微小转动进行测量。所述条形水准器可调整被测发动机零件在被测件安装座内的周向位置，以保证被测发动机零件的两个被测孔轴线所在平面的水平。
Description
技术领域
该技术属于自动测量领域，具体涉及一种发动机双喷管轴线空间角度自动测量系统及方法。
背景技术
早在60年代，国外就已经开始关注发动机双喷管安装位置对发动机推力的影响。美国采用轴对称喷管的F100和F110发动机已分别装在F-16和F-15上试验，并利用有限元方法建立了轴对称矢量喷管的数字仿真模型，并分析了推力系数与矢量偏转角的关系。
某型发动机后球体属于复杂型面的机械加工零件，是发动机双喷管和弹翼的承载零件。因此，该零件的加工精度和角位一致性、质量可靠性直接影响产品的性能指标。该零件在批量生产中，必须要经过100％检验后才能转入发动机部件装配。现有检测方法有三坐标测量和专用量具检验等。
对孔的轴线进行拟合方式传统方式为利用标准圆棒或三坐标测量机，但标准圆棒没有反光面，很使用光电测角仪器难实现被测孔轴线的姿态空间转换；而且其尺寸为固定值，只能对单一孔径进行测量；另外标准圆棒对配合间隙要求高，在实际使用中测量稳定性较差。
若使用三坐标方法测量时需要采集多切面多点数据，建立虚拟坐标系来模拟中心轴线，测量耗费时间长，工序复杂；而且，由于工件每次摆放位置的不同，导致三坐标测量重复性差，从而无法保证双喷管轴线的几何位置精度的测量。
综合现有测量方法，发动机双喷管基准孔中心轴线空间角度的测量，无法从制造工艺、检测手段、测量一致性、测量稳定性、生产效率等方面得到满足，急需建立发动机双喷管基准孔轴线空间角度自动测量校准装置，以达到发动机后球体双喷管基准孔轴线空间角度的现场、快速、批量测量与校准。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种发动机双喷管轴线空间角度自动测量系统及方法，解决发动机双喷管基准孔轴线空间角度的无法现场快速准确测量校准的难题。
本发明的技术方案如下：一种发动机双喷管轴线空间角度自动测量系统，包括控制系统、双轴光电自准直仪、条形水准器、基准棱体、测量靶标，其中控制系统通过信号电缆与双轴光电自准直仪连接，双轴光电自准直仪、条形水准器、基准棱体、测量靶标均安装在测试基座之上，被测发动机零件包括两个按设计角度装配的被测孔，安装在被测件安装座上，被测件安装座安装在测试基座之上。
所述双轴光电自准直仪利用自准直法可以实现水平和垂直两个正交方向上，小角度范围内被测反光面的微小转动进行测量。
所述条形水准器可调整被测发动机零件在被测件安装座内的周向位置，以保证被测发动机零件的两个被测孔轴线所在平面的水平。
所述基准棱体是校准设备的零位测量基准，其基体采用不锈钢，经过淬火、稳定处理，其反光面位置及角度与被测发动机零件的两个被测孔轴线一致。
测量靶标具有反光面，其可通过定位杆在被测发动机零件的被测孔内定位，测量靶标的反光面的法线即与被测发动机零件被测孔的轴线平行，从而实现对被测发动机零件被测孔轴线的替代。
一种发动机双喷管轴线空间角度自动测量方法；包括以下步骤：
S1：用基准棱体来标定两个双轴光电自准直仪的初始零位；
S2：将测量靶标安装在被测发动机零件的被测孔内，再将被测发动机零件安装在测试基座之上；
S3：用条形水准器整被测发动机零件在被测件安装座内的周向位置，以保证被测发动机零件的两个被测孔轴线所在平面的水平；
S4：通过控制系统操作两个双向自准直仪对装有测量靶标的被测发动机零件被测孔进行测量；
所述S4中还包括，将得到的结果进行计算，显示，保存及打印。
本发明的显著效果在于：采用非接触光电测量技术，实现测量过程自动对线，自动读数以及测量结果的自动处理，有效避免人工操作误差，极大的提高了测量结果的准确性和测量过程的工作效率。解决了发动机双喷管基准孔轴线空间角度的无法现场快速准确测量校准的难题。
附图说明
图1为本发明所述的一种发动机双喷管轴线空间角度自动测量系统示意图
图中：1控制系统、2信号电缆、3双轴光电自准直仪、4条形水准器、5被测发动机零件、6被测件安装座、7基准棱体、8测试基座、9测量靶标。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
一种发动机双喷管轴线空间角度自动测量系统，包括控制系统1、双轴光电自准直仪3、条形水准器4、基准棱体7、测量靶标9，其中控制系统通过信号电缆2与双轴光电自准直仪3连接，双轴光电自准直仪3、条形水准器4、基准棱体7、测量靶标9均安装在测试基座8之上，被测发动机零件5包括两个按设计角度装配的被测孔，安装在被测件安装座6上，被测件安装座6安装在测试基座8之上。
双轴光电自准直仪3利用自准直法可以实现水平和垂直两个正交方向上，小角度范围内被测反光面的微小转动进行测量。
条形水准器4可调整被测发动机零件5在被测件安装座6内的周向位置，以保证被测发动机零件5的两个被测孔轴线所在平面的水平。
基准棱体7是校准设备的零位测量基准，其基体采用不锈钢，经过淬火、稳定处理，其反光面位置及角度与被测发动机零件5的两个被测孔轴线一致。
测量靶标9具有反光面，其可通过定位杆在被测发动机零件5的被测孔内定位，测量靶标9的反光面的法线即与被测发动机零件5被测孔的轴线平行，从而实现对被测发动机零件5被测孔轴线的替代。
一种发动机双喷管轴线空间角度自动测量方法；包括以下步骤：
S1：用基准棱体7来标定两个双轴光电自准直仪3的初始零位
S2：将测量靶标9安装在被测发动机零件5的被测孔内，再将被测发动机零件5安装在测试基座8之上；
S3：用条形水准器4整被测发动机零件5在被测件安装座6内的周向位置，以保证被测发动机零件5的两个被测孔轴线所在平面的水平；
S4：通过控制系统1操作两个双向自准直仪3对装有测量靶标9的被测发动机零件5被测孔进行测量，并将得到的结果进行计算，显示，保存及打印。
Claims (7)
1.一种发动机双喷管轴线空间角度自动测量系统，其特征在于：包括控制系统1、双轴光电自准直仪3、条形水准器4、基准棱体7、测量靶标9，其中控制系统通过信号电缆2与双轴光电自准直仪3连接，双轴光电自准直仪3、条形水准器4、基准棱体7、测量靶标9均安装在测试基座8之上，被测发动机零件5包括两个按设计角度装配的被测孔，安装在被测件安装座6上，被测件安装座6安装在测试基座8之上。
2.根据权利要求1所述的一种发动机双喷管轴线空间角度自动测量系统，其特征在于：所述双轴光电自准直仪3利用自准直法可以实现水平和垂直两个正交方向上，小角度范围内被测反光面的微小转动进行测量。
3.根据权利要求1所述的一种发动机双喷管轴线空间角度自动测量系统，其特征在于：所述条形水准器4可调整被测发动机零件5在被测件安装座6内的周向位置，以保证被测发动机零件5的两个被测孔轴线所在平面的水平。
4.根据权利要求1所述的一种发动机双喷管轴线空间角度自动测量系统，其特征在于：所述基准棱体7是校准设备的零位测量基准，其基体采用不锈钢，经过淬火、稳定处理，其反光面位置及角度与被测发动机零件5的两个被测孔轴线一致。
5.根据权利要求1所述的一种发动机双喷管轴线空间角度自动测量系统，其特征在于：所述测量靶标9具有反光面，其可通过定位杆在被测发动机零件5的被测孔内定位，测量靶标9的反光面的法线即与被测发动机零件5被测孔的轴线平行，从而实现对被测发动机零件5被测孔轴线的替代。
6.一种发动机双喷管轴线空间角度自动测量方法；包括以下步骤：
S1：用基准棱体7来标定两个双轴光电自准直仪3的初始零位；
S2：将测量靶标9安装在被测发动机零件5的被测孔内，再将被测发动机零件5安装在测试基座8之上；
S3：用条形水准器4整被测发动机零件5在被测件安装座6内的周向位置，以保证被测发动机零件5的两个被测孔轴线所在平面的水平；
S4：通过控制系统1操作两个双向自准直仪3对装有测量靶标9的被测发动机零件5被测孔进行测量。
7.根据权利要求1所述的一种发动机双喷管轴线空间角度自动测量方法，其特征在于：所述S4中还包括，将得到的结果进行计算，显示，保存及打印。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204214409U (zh) * | 2014-11-30 | 2015-03-18 | 东北工业集团有限公司吉林江机公司 | 一种交叉孔角度光电测量仪 |
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2016
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