CN110006461A - 一种标定工装 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种标定工装,该标定工装包括两侧设置有限位面的安装过渡板,安装过渡板一侧的限位面上设置有锁紧定位装置,锁紧定位装置包括顶板、安装板、螺杆、螺钉以及对顶板起导向作用的导向组件,安装板与顶板之间通过螺杆和螺钉连接,导向组件为偶数组,对称设置在螺杆两侧。本发明可以快速实现惯组在转台上的拆卸与装夹固定,提高惯组标定的效率。

Description

一种标定工装
技术领域
本发明涉及零件测量领域,尤其是一种标定工装。
背景技术
惯性导航系统(INS,以下简称惯导)是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面,还可以在水下。惯导的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础,通过测量载体在惯性参考系的加速度,将它对时间进行积分,且把它变换到导航坐标系中,就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息,因此惯导产品参数的精度和稳定性非常重要。为精确测量惯导产品中惯性仪表的各项参数,惯导产品惯性仪表各项参数的测量一般采用参数表定的方法,即采用多位置速率和位置标定的方法,通过一定的误差模型解算出仪表输出信号中包含的误差参数,也就是仪表精度和性能参数。
惯组在进行标定时,需要放置在转台上随转台以一定的角速率旋转,此时需要将惯组固定在转台台面上,由于条件限制只能使用单轴转台进行速率标定时,多位置的速率标定就需要拆卸安装惯组多次,效率低下。
发明内容
本发明为解决背景技术中存在的上述技术问题,而提供一种手动翻转标定工装,可以快速实现惯组在转台上的拆卸与装夹固定,提高惯组标定的效率。
本发明的技术解决方案是:本发明为一种标定工装,其特殊之处在于:该标定工装包括两侧设置有限位面的安装过渡板,安装过渡板一侧的限位面上设置有锁紧定位装置,锁紧定位装置包括顶板、安装板、螺杆、螺钉以及对顶板起导向作用的导向组件,安装板与顶板之间通过螺杆和螺钉连接,导向组件为偶数组,对称设置在螺杆两侧。
优选的,螺杆外端为十字花结构或抓把结构,内端外侧为与安装板螺纹连接的外螺纹圆柱结构,顶板上设置有可让螺钉穿过的过孔,螺钉穿过过孔与螺杆螺纹连接。
优选的,螺钉长度是在保证旋入螺杆后,在拧紧的状态下螺钉头与顶板的过孔端面之间存在间隙。
优选的,导向组件包括导向座、导向杆、限制滚珠位置的滚珠支架、滚珠和限位板,所述导向座设置在安装板内,所述导向座内设置有可让导向杆穿过的导向过孔,所述滚珠支架环绕设置在导向座和导向杆之间,所述滚珠设置在滚珠支架内,所述导向杆外端设置有限位板。
优选的,导向座内圆直径和导向杆外圆直径差应保证滚珠装入后有0.01mm—0.015mm的过盈量。
优选的,导向座和导向杆选用轴承钢或合金钢,所述滚珠为钢珠。
优选的,安装过渡板为轻质金属或硬质金属,所述轻质金属为铝合金或镁铝合金,所述硬质金属为不锈钢或合金结构钢。
优选的,安装过渡板为轻质金属时,所述安装过渡板底面上表面设置有安装基准定位块,所述安装过渡板对应锁紧定位装置的另一侧的限位面上设置有方位基准定位块,所述安装基准定位块和方位基准定位块为不锈钢或合金结构钢。
优选的,限位面为限位台或限位板。
优选的,安装过渡板上设置有安装孔和减重孔,减重孔设置在安装过渡板中央。
本发明由三部分组成:安装过渡板、定位块和锁紧定位装置,其中安装过渡板固定在转台台面上,是标定工装的基体,起安装连接作用;定位块通过螺钉固定在安装过渡板上,其定位面必须留有适当的加工余量,然后再进行组合加工成一个部件即组合加工过渡板,保证各个安装定位面的型位公差。定位块表面与标定对象的定位面和基准面接触,起精确定位作用;定位块有安装基准定位块和方位基准定位块两种,安装基准定位块安装在安装过渡板的底面上表面上,方位基准定位块安装在安装过渡板对应锁紧定位装置的另一侧的限位面上;锁紧定位装置是使工装可以进行水平位移的部件,安装在安装过渡板上,起到快速定位和固定标定对象的功能,同时也可以快速松开标定对象,其翻转方位后再快速定位和夹紧。因此本发明具有以下优点:
1、提高惯组标定的效率;本发明的锁紧定位装置起到快速定位和固定标定对象的功能,同时也可以快速松开标定对象,手动使其翻转方位后再快速定位和夹紧,可手动翻转标定对象,并且可以快速实现惯组在转台上的拆卸与装夹固定,提高惯组标定的效率。
2、标定结果精确;本发明利用定位块表面与标定对象的定位面和基准面接触,起到精确定位作用,同时通过锁紧定位装置对标定对象水平位移的精确调整,并防止和定位面及基准面产生间隙,可保证标定结果的精确。
3、使用范围广;本发明不仅可以实现惯组的精确标定,还可以用于零件测量领域内各种需要标定的零件。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的安装过渡板方位型位公差的示意图;
图3为本发明的安装过渡板安装型位公差的示意图;
图4为本发明的锁紧定位装置的结构示意图;
图5为本发明的导向组件的结构示意图;
图6为本发明的标定工装安装工作示意图。
附图标记如下:
1、安装过渡板;2、螺钉;3、螺杆;4、导向组件;5、顶板;6、过孔、7、螺钉头;8、过孔端面;9、导向座;10、导向杆;11、限位板;12、滚珠支架;13、滚珠;14、导向过孔;15、方位基准定位块;16、安装基准定位块;17、限位面;18、锁紧定位装置;19、安装孔;20、标定工装;21标定对象(惯组);22、转台;23、减重孔。
具体实施方式
参见图1,本发明具体实施例的结构由三部分组成:
安装过渡板1:固定在转台台面上,是标定工装的基体,起安装连接作用;安装过渡板1两侧设置有限位面17,限位面17可以是限位台或限位板,安装过渡板1还设置将安装过渡板1安装在转台台面上的安装孔19。
定位块:通过螺钉固定在安装过渡板1上,其定位面必须留有适当的加工余量,然后再进行组合加工成一个部件即组合加工过渡板,保证各个安装定位面的型位公差。定位块表面与标定对象的定位面和基准面接触,起精确定位作用;定位块有安装基准定位块16和方位基准定位块15两种,安装基准定位块16安装在安装过渡板1的底面上表面上,方位基准定位块15安装在安装过渡板1对应锁紧定位装置18的另一侧的限位面17上。
锁紧定位装置18:工装中可以进行水平位移的部件,安装在安装过渡板1上一侧的限位面17上,起到快速定位和固定标定对象的功能,同时也可以快速松开标定对象,其翻转方位后再快速定位和夹紧。
安装过渡板1一般使用密度较低、比刚度较高的轻质金属材料,如铝合金、镁铝合金等,以降低零件自身质量的前提下保证零件型位公差的稳定性,同时降低转台负载。
定位块一般选用不锈钢或合金结构钢,经固容或调质处理后提高零件表面硬度,保证长时间工作后零件表面质量,防止出现划痕、凹坑、高点等缺陷,使标定对象定位面和定位块表面紧密贴合,保证标定精度。零件材料如采用合金结构钢时需进行表面镀覆处理,防止锈蚀。
如果转台负载允许,安装过渡板1和定位块可以合二为一,成为一个零件,即去掉定位块,安装过渡板1直接采用硬质金属,选用不锈钢或合金结构钢,直接加工保证零件安装定位面之间的型位公差要求,此时零件材料以及热处理和表面处理要求与有定位块时的要求一致。
参见图2、3,安装过渡板1需要一个安装定位基准A面,其上加工有与转台台面接口一致的安装孔19,与转台台面精密稳定的贴合并固定,中央开有减重孔23,可以减轻安装过渡板1自身的重量。
安装基准定位块16和方位基准定位块15加工成型后留给定位面一定的加工余量后使用紧固件固定在安装过渡板1上后组合加工至需要的型位精度,依据标定对象的定位面布置方式可以调整安装基准定位块16和方位基准定位块15的数量和位置,原则是尽可能多的与标定对象的定位面贴合;所有安装基准定位块16的定位面理论上必须共面并且与基准A面平行;所有方位基准定位块15的定位面理论上必须共面并且与基准A面垂直,与基准B面L方向平行;在本实施例中安装基准定位块16和方位基准定位块15均为两块,对称设置。
限位面17还可限制标定对象在L方向的位移,保证安装到位。
基准B面是锁紧定位装置18的安装定位面,理论上应与必须共面并且与基准A面垂直。
当安装过渡板1直接采用硬质金属,安装过渡板1和定位块合二为一时,基准要求与上述要求相同。
图2、3中所有型位公差供参考,可依据标定对象仪表参数的精度级别和标定要求进行调整。
参见图4,本发明的锁紧定位装置具体实施例的结构包括顶板5、安装过渡板1、螺杆3、螺钉2以及对顶板5起导向作用的导向组件4,安装过渡板1与顶板5之间通过螺杆3和螺钉2连接,导向组件4为偶数组,对称设置在螺杆3两侧,在本实施例中,导向组件4为两组,对称设置在螺杆3两侧。其中:
导向组件4;约束顶板5除压紧方向的自由度外的其它运动自由度,使顶板5在位移和压紧标定对象的过程中不发生偏转,平行位移,保证标定对象与定位块各表面紧密贴合,不产生缝隙;导向组件4至少两组,以真正起到导向和限制顶板5其它自由度的作用。
顶板5:在螺杆3正向旋合和导向组件4导向作用下平移,推动并压紧标定对象,使之与定位块各面充分贴合;顶板5一般采用不锈钢材料,与标定对象贴合面的平面度较高,保证压紧并紧密贴合。
螺杆3:螺杆3一端为十字花结构或者其它易于人手操作抓把的结构,一端为外螺纹圆柱结构,通过操作正向旋转螺杆3,可以通过螺杆3和安装过渡板1的螺纹副推进顶板5向工装内侧移动,同时产生足够的压紧力,可靠固定标定对象;反向旋转螺杆3,则将顶板5松开;螺杆3长度可以依据标定对象的形状尺寸调整。
螺钉2:此螺钉2为不锈钢材质的标准紧固件,其长度是在保证旋入螺杆3后拧紧的状态下螺钉头7与顶板5的螺钉过孔端面8之间还有间隙,即螺钉2不能将顶板5压紧在螺杆3端面上。在此前提下,当螺杆3反向旋转时,螺钉2起到拉拽作用,可以容易的使顶板5向外移动。螺钉2旋入螺杆3螺纹孔时需要涂少许螺纹胶。
参见图5,本发明具体实施例中的导向组件4包括导向座9、导向杆10、限制滚珠13位置的滚珠支架12、滚珠13和限位板11,导向座9设置在安装过渡板1内,导向座9内设置有可让导向杆10穿过的导向过孔14,滚珠支架12环绕设置在导向座9和导向杆10之间,滚珠13设置在滚珠支架12内。导向杆10外端设置有限位板11。
导向座9、滚珠支架12、导向杆10和滚珠13分别类似于滚珠轴承的轴承外圈、轴承内圈、保持架和滚珠,不同点在于这种结构不但能使导向座9和导向杆10相对转动,还能相对平移,产生导向作用;导向组件4亦可以用于同时需要导向并旋转的结构中。其中:
滚珠13作用类似于轴承滚珠,提供滚动摩擦,并使导向杆10和导向座9径向定位保持同轴。滚珠13可以依据使用环境选用不同直径的,依据使用环境可以选用不同精度等级的,需要承受较大径向载荷或者在恶劣力学条件下工作的,必须选用G10以上精度等级的钢珠;而仅仅起导向作用的导向组件精度等级可以适当放宽,选用G40左右的钢珠即可,钢珠的直径依据结构需要选用。
导向座9和导向杆10选用轴承钢、调质处理后硬度HRC能达到56~62之间的合金钢或者利用其它处理方法表面硬度HRC能达到56~62之间的其它材料,原则是其表面硬度与滚珠13表面硬度接近;导向座9内圆直径和导向杆10外圆直径差必须保证滚珠13装入后有0.01mm—0.015mm的过盈量。
滚珠支架12限制滚珠13的位置,与轴承保持架作用一致,可以选择不锈钢、铝合金或者其它耐高低温、耐腐蚀的材料。滚珠支架12依据轴向尺寸尽量多的布置滚珠13,每圈滚珠13的数量依据滚珠支架12的直径布置,一般在轴向一圈不少于5个,滚珠13一般布置在4圈或4圈以上,在本实施例中,布置为4圈,每圈12个。
限位板11限制导向座9和导向杆10相对位移量,防止没有产品标定时误操作螺杆3使导向座9和导向杆10相对位移过大而导致滚珠13散落。
导向组件4中导向座9、滚珠支架12和导向杆10的轴向尺寸可以依据标定对象各个方向尺寸不同程度调整:标定对象尺寸一致,轴向尺寸可较短;标定对象尺寸一致性越差,在各个方向上顶板5平移的距离越不一致,此时导向座9、滚珠支架12和导向杆10的轴向尺寸需要适当加长。
参见图6,本发明的标定工装20安装固定在转台22台面上,需进行标定的标定对象(惯组)21固定在标定工装20上,标定时,手动翻转标定对象(惯组)21即可完成六个面的标定工作。
以上,仅为本发明公开的具体实施方式,但本发明公开的保护范围并不局限于此,本发明公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种标定工装,其特征在于:该标定工装包括两侧设置有限位面的安装过渡板,所述安装过渡板一侧的限位面上设置有锁紧定位装置,所述锁紧定位装置包括顶板、安装板、螺杆、螺钉以及对顶板起导向作用的导向组件,所述安装板与顶板之间通过螺杆和螺钉连接,所述导向组件为偶数组,对称设置在螺杆两侧。
2.根据权利要求1所述的标定工装,其特征在于:所述螺杆外端为十字花结构或抓把结构,内端外侧为与安装板螺纹连接的外螺纹圆柱结构,所述顶板上设置有可让螺钉穿过的过孔,所述螺钉穿过过孔与螺杆螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的标定工装,其特征在于:所述螺钉长度是在保证旋入螺杆后,在拧紧的状态下螺钉头与顶板的过孔端面之间存在间隙。
4.根据权利要求3所述的标定工装,其特征在于:所述导向组件包括导向座、导向杆、限制滚珠位置的滚珠支架、滚珠和限位板,所述导向座设置在安装板内,所述导向座内设置有可让导向杆穿过的导向过孔,所述滚珠支架环绕设置在导向座和导向杆之间,所述滚珠设置在滚珠支架内,所述导向杆外端设置有限位板。
5.根据权利要求4所述的标定工装,其特征在于:所述导向座内圆直径和导向杆外圆直径差应保证滚珠装入后有0.01mm—0.015mm的过盈量。
6.根据权利要求5所述的标定工装,其特征在于:所述导向座和导向杆选用轴承钢或合金钢,所述滚珠为钢珠。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的标定工装,其特征在于:所述安装过渡板为轻质金属或硬质金属,所述轻质金属为铝合金或镁铝合金,所述硬质金属为不锈钢或合金结构钢。
8.根据权利要求7所述的标定工装,其特征在于:所述安装过渡板为轻质金属时,所述安装过渡板底面上表面设置有安装基准定位块,所述安装过渡板对应锁紧定位装置的另一侧的限位面上设置有方位基准定位块,所述安装基准定位块和方位基准定位块为不锈钢或合金结构钢。
9.根据权利要求8所述的标定工装,其特征在于:所述限位面为限位台或限位板。
10.根据权利要求9所述的标定工装,其特征在于:所述安装过渡板上设置有安装孔和减重孔,所述减重孔设置在安装过渡板中央。
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