CN114279327B - 一种用于高速悬浮电磁铁箱梁的尺寸检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高速悬浮电磁铁箱梁的尺寸检测方法，基于尺寸检测工装实现,工装包括:T型槽平台，在T型槽平台上对称设置有两个尺寸检测单元,支承座，上位机；方法包括：根据所要测量的箱梁的尺寸，在T型槽平台安装尺寸检测单元和支承座，并将箱梁安装在支承座上；上位机控制尺寸检测单元进行初始化；上位机控制尺寸检测单元对箱梁上的定位安装结构进行尺寸测量，并将第一测量结果反馈至上位机；上位机控制尺寸检测单元对箱梁上的基准定位结构进行测量，并将第二测量结果反馈至上位机；上位机基于第一测量结果和第二测量结果，对定位安装结构的尺寸，以及定位结构与基准定位结构之间的相对位置和尺寸公差进行可视化显示。

Description

一种用于高速悬浮电磁铁箱梁的尺寸检测方法

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其涉及一种用于高速悬浮电磁铁箱梁的尺寸检测方法。

背景技术

高速磁浮车的悬浮电磁铁装配对尺寸要求较为严格，而箱梁的加工尺寸是保证装配尺寸的重要基础和前提。但是，高速电磁铁箱梁长度均超过3米，大部分公差要求在0.1-0.2mm区间，而且某些关键尺寸是空间距离，无法直接测量，对箱梁来料检验带来了新的难度。

此外，由于高速磁浮车的电磁铁箱梁是铆接了端板和托臂支撑等结构的组合式箱梁，属于一个结构较为复杂的装配体，进而对其各结构、部件等进行测量的难度进一步加大。而且，在现有技术中也不具有一种能够针对上述高速电磁铁箱梁进行整体测量的尺寸检测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高速悬浮电磁铁箱梁的尺寸检测方法。

为实现上述发明目的，本发明提供一种用于高速悬浮电磁铁箱梁的尺寸检测方法，基于尺寸检测工装实现,所述尺寸检测工装包括:T型槽平台，在所述T型槽平台上具有间隔的对称设置有两个尺寸检测单元,用于支撑高速悬浮电磁铁箱梁的支承座，以及与所述尺寸检测单元相连接的上位机；

所述支承座与所述T型槽平台可拆卸地设置有多个，且所述支承座位于两个所述尺寸检测单元之间；

所述尺寸检测方法包括以下步骤：

S1.根据所要测量的所述高速悬浮电磁铁箱梁的尺寸，在所述T型槽平台安装所述尺寸检测单元和所述支承座，并将所述高速悬浮电磁铁箱梁安装在所述支承座上；

S2.所述上位机控制所述尺寸检测单元进行初始化；

S3.所述上位机控制所述尺寸检测单元对所述高速悬浮电磁铁箱梁上的定位安装结构进行尺寸测量，并将第一测量结果反馈至所述上位机；

S4.所述上位机控制所述尺寸检测单元对所述高速悬浮电磁铁箱梁上的基准定位结构进行测量，并将第二测量结果反馈至所述上位机；

S5.所述上位机基于所述第一测量结果和所述第二测量结果，对所述定位安装结构的尺寸，以及所述定位结构与所述基准定位结构之间的相对位置和尺寸公差进行可视化显示。

根据本发明的一个方面，所述尺寸检测单元包括：第一位移装置，承载在所述第一位移装置上的第二位移装置，安装在所述第二位移装置上的激光位移传感器，设置在所述第一位移装置上的磁栅尺组件，以及设置在所述第二位移装置上的光栅尺组件；

所述第一位移装置用于驱动所述第二位移装置沿水平方向线性往复移动，所述磁栅尺组件用于输出所述第二位移装置在水平方向上的位置；

所述第二位移装置用于驱动所述激光位移传感器沿竖直方向线性往复移动，所述光栅尺组件用于输出所述激光位移传感器在竖直方向上的位置；

所述激光位移传感器的探测端与所述高速悬浮电磁铁箱梁的侧面相对设置。

根据本发明的一个方面，所述定位安装结构为支撑平面和/或安装孔；

若所述定位安装结构为支撑平面，则所述第一测量结果为所述支撑平面边缘上的多个点坐标；

若所述定位安装结构为安装孔，则所述第一测量结果为所述安装孔边缘上至少三个点的点坐标。

根据本发明的一个方面，若所述定位安装结构为支撑平面；

步骤S3中，所述上位机控制所述尺寸检测单元对所述高速悬浮电磁铁箱梁上的定位安装结构进行尺寸测量步骤中，包括：

所述上位机驱动所述第一位移装置和所述第二位移装置移动，并通过所述激光位移传感器获取所述支撑平面边缘上具有间隔的点的点坐标；其中，所述点包括所述支撑平面相对两端的顶点；

若所述定位安装结构为多个，则当前所述定位安装结构测量完成后，所述上位机控制所述尺寸检测单元返回初始位置，并重新执行步骤S3对下一个所述定位安装结构进行测量。

根据本发明的一个方面，若所述定位安装结构为安装孔，步骤S3中，所述上位机控制所述尺寸检测单元对所述高速悬浮电磁铁箱梁上的定位安装结构进行尺寸测量步骤中，包括：

所述上位机驱动所述第一位移装置和所述第二位移装置移动，并通过所述激光位移传感器获取所述安装孔边缘上具有间隔的点的点坐标；其中，所述点包括沿竖直方向在所述安装孔边缘上相对的两个点和沿水平方向在所述安装孔边缘上相对的两个点；

若所述定位安装结构为多个，则当前所述定位安装结构测量完成后，所述上位机控制所述尺寸检测单元返回初始位置，并重新执行步骤S3对下一个所述定位安装结构进行测量。

根据本发明的一个方面，所述基准定位结构为平面，则所述第二测量结果为所述平面边缘上的多个点坐标。

根据本发明的一个方面，步骤S5中，所述上位机基于所述第一测量结果和所述第二测量结果，对所述定位安装结构的尺寸，以及所述定位结构与所述基准定位结构之间的相对位置和尺寸公差进行可视化显示的步骤中，包括：

S51.所述上位机基于所述第一测量结果拟合出所述定位安装结构的第一模型，并获取所述定位安装结构的尺寸和中心位置；

S52.所述上位机基于所述第二测量结果拟合出所述基准定位结构的第二模型；

S53.基于所述第一测量结果和所述第二测量结果将所述第一模型和所述第二模型在同一坐标系下进行显示；

S54.所述上位机基于所述第一测量结果和所述第二测量结果计算所述定位安装结构相对所述基准定位结构是否存在尺寸公差，若存在，则将所述尺寸公差拟合在所述第一模型上并进行显示。

根据本发明的一个方面，步骤S54中，将所述尺寸公差拟合在所述第一模型上并进行显示的步骤中，所述尺寸公差以区别于所述第一模型的颜色带进行显示。

根据本发明的一个方面，步骤S5中还包括：

S55.若所述定位安装结构在所述高速悬浮电磁铁箱梁上设置有多个，则基于获取的所述中心位置获取多个所述定位安装结构之间的相对位置公差，并将所述相对位置公差进行显示。

根据本发明的一个方面，所述上位机中设置有所述高速悬浮电磁铁箱梁的箱梁模型，则还包括：

S6.所述上位机将所述第二模型拟合在所述箱梁模型上，并基于所述第二模型，在所述箱梁模型上添加所述第一模型、所述尺寸公差和所述相对位置公差。

根据本发明的一种方案，本发明的尺寸检测方法能够用于大型结构件上安装平面、安装孔的尺寸测量，不仅测量效率高，且使用方便且精度高。

根据本发明的一种方案，本发明可自动运行，可有效减少人为因素带来的系统误差，简化操作过程，提高检测效率。

根据本发明的一种方案，本发明的尺寸检测方法通过非接触测量的方式实现，进而有效避免了测量过程中被测物体的移动，对保证本发明的测量精度有益。此外，通过无接触的测量方式，还有效减少了被测物体的安装难度，极大的提高了本发明的测量效率。

根据本发明的一种方案,本发明在测量过程中将测量结果进行可视化显示,使得测量结果更加直观，且容易被工程人员参考，进而对被测箱梁的进一步优化和加工有益。

附图说明

图1是示意性表示根据本发明的一种实施方式的尺寸检测方法的步骤框图；

图2是示意性表示根据本发明的一种实施方式的尺寸检测工装的立体图；

图3是示意性表示图1中E位置的局部放大图；

图4是示意性表示根据本发明的一种实施方式的第二位移装置的结构图；

图5是示意性表示根据本发明的一种实施方式的尺寸检测工装的工作原理图；

图6是示意性表示根据本发明的一种实施方式的高速悬浮电磁铁箱梁的结构图；

图7是示意性表示根据本发明的一种实施方式的尺寸检测工装的侧视图；

图8是示意性表示根据本发明的一种实施方式的固定连接件的结构图；

图9是示意性表示根据本发明的一种实施方式的固定座的结构图；

图10是示意性表示根据本发明的另一种实施方式的固定座的结构图；

图11是示意性表示根据本发明的一种实施方式的锁紧座的结构图；

图12是示意性表示根据本发明的一种实施方式的支承座与箱梁的支撑安装图；

图13是示意性表示根据本发明的一种实施方式的托臂支撑结构的检测路径图；

图14是示意性表示根据本发明的另一种实施方式的托臂支撑结构的检测路径图；

图15是示意性表示根据本发明的一种实施方式的磁极安装孔的检测路径图；

图16是示意性表示根据本发明的一种实施方式的托臂支撑结构的尺寸公差叠加显示图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的一种用于高速悬浮电磁铁箱梁的尺寸检测方法，基于尺寸检测工装实现,尺寸检测工装包括:T型槽平台1，在T型槽平台1上具有间隔的对称设置有两个尺寸检测单元2,用于支撑高速悬浮电磁铁箱梁的支承座3，以及与尺寸检测单元2相连接的上位机4；

支承座3与T型槽平台1可拆卸地设置有多个，且支承座3位于两个尺寸检测单元2之间。

基于上述的尺寸检测工装，本发明的尺寸检测方法包括以下步骤：

S1.根据所要测量的高速悬浮电磁铁箱梁的尺寸，在T型槽平台1安装尺寸检测单元2和支承座3，并将高速悬浮电磁铁箱梁安装在支承座3上；

S2.上位机4控制尺寸检测单元2进行初始化；

S3.上位机4控制尺寸检测单元2对高速悬浮电磁铁箱梁上的定位安装结构进行尺寸测量，并将第一测量结果反馈至上位机4；

S4.上位机4控制尺寸检测单元2对高速悬浮电磁铁箱梁上的基准定位结构进行测量，并将第二测量结果反馈至上位机4；

S5.上位机4基于第一测量结果和第二测量结果，对定位安装结构的尺寸，以及定位结构与基准定位结构之间的相对位置和尺寸公差进行可视化显示。

为充分说明本发明的检测过程，首先结合附图对所采用的尺寸检测工装的结构进行说明。

结合图2、图3和图4所示，根据本发明的一种实施方式，尺寸检测单元2包括：第一位移装置21，承载在第一位移装置21上的第二位移装置22，安装在第二位移装置22上的激光位移传感器23，设置在第一位移装置21上的磁栅尺组件24，以及设置在第二位移装置22上的光栅尺组件25。在本实施方式中,第一位移装置21用于驱动第二位移装置22沿水平方向线性往复移动，磁栅尺组件24用于输出第二位移装置22在水平方向上的位置；第二位移装置22用于驱动激光位移传感器23沿竖直方向线性往复移动，光栅尺组件25用于输出激光位移传感器23在竖直方向上的位置。

在本实施方式中，本发明的尺寸检测工装是用于对前述的高速电磁铁箱梁进行尺寸检测的，进而，两个尺寸检测单元2分别位于高速电磁铁箱梁的相对两侧，且两个尺寸检测单元2可以为同时运行的，也可以是独立运行的。在本实施方式中，在尺寸检测单元2运行的过程中，通过第一位移装置21上设置磁栅尺组件24可以方便且准确的对第一位移装置21的实际位移进行测量，这样即可输出高速电磁铁箱梁上相应结构在水平方向上的尺寸数据。同样的，通过在第二位移装置22上设置光栅尺组件25可以方便且准确的对第二位移装置22的实际位移进行测量，这样即可输出高速电磁铁箱梁上相应结构在竖直方向上的尺寸数据。通过垂直设置的第一位移装置21和第二位移装置22可实现在水平和竖直方向对高速电磁铁箱梁上各结构的测量。

通过在高速电磁铁箱梁两侧设置尺寸检测单元2，这样可实现尺寸检测单元2对相应结构在两侧的尺寸进行分别测量，进而将测量结果反馈至上位机4即可实现对相应结构整体尺寸的汇总和处理，保证对结构测量的全面。

在本实施方式中，激光位移传感器23的作用是对高速电磁铁箱梁上相应结构的边、点进行标记探测，根据上位机根据标记到的相应边或点，即可对磁栅尺组件24和光栅尺组件25所输出的信号中获取相应结构的尺寸数据，实现相应结构尺寸的无接触测量。具体的，尺寸检测单元2中的激光位移传感器23的探测端与高速悬浮电磁铁箱梁的侧面相对设置，方便对高速悬浮电磁铁箱梁上的结构边或点进行探测标记。进而，在激光位移传感器23的标记作用下，即可基于磁栅尺组件24和光栅尺组件25输出的横坐标和纵坐标进行尺寸计算。

通过上述设置，本发明的测量精度高且速度快，同时可实现无接触测量，非常适用工件内外侧或者复杂结构面的测量。

结合图2、图3和图4所示，根据本发明的一种实施方式，第一位移装置21包括：第一导轨单元211，设置在第一导轨单元211上的第一滑块212，第一驱动结构213。在本实施方式中，第二位移装置22竖直的支承在第一滑块212上。

在本实施方式中，第一导轨单元211中采用双导轨的设置方式。第一滑块212则分别与双导轨相互滑动的连接，实现了滑块在导轨上的自由滑动。在本实施方式中，第二位移装置22竖直的支承在第一滑块212上；其中，第一滑块212采用承载式结构的方式安装在导轨上，用于保证对第二位移装置22的稳定支撑。在本实施方式中，第一驱动结构213设置在第一滑块212上，并与第一导轨单元211传动连接。在本实施方式中，通过第一驱动结构213的驱动作用，实现第一滑块212在第一导轨单元211上的自由滑动。

根据本发明的一种实施方式，第一驱动结构213为齿轮齿条结构。在本实施方式中，第一驱动结构213包括齿条部分、齿轮部分和第一驱动电机。在本实施方式中，齿条部分与第一导轨单元211上的导轨相平行的设置在一侧，而齿轮部分可齿条部分相啮合，而第一驱动电机在连接在第一滑块212上，其转轴穿过第一滑块212设置，同时，齿轮部分在安装在第一驱动电机的转轴上。在本实施方式中，齿条部分与第一导轨单元211上的导轨相平行的设置。

通过上述设置，在本方案中通过采用齿轮齿条结构的第一驱动结构，其可实现相互啮合的齿实现机械传动，不仅能够有效保证移动的精度和速度，而且由于齿轮齿条结构并不会受到滑块上载重的影响，有利于保证在载重状态下的运行稳定和运行精度。

结合图1、图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，第二位移装置22包括：第二导轨单元221，设置在第二导轨单元221上的第二滑块222，第二驱动结构223。在本实施方式中，第二驱动结构223支承在第二导轨单元221上，并与第二滑块222传动连接，用于驱动第二滑块222沿第二导轨单元221线性往复移动。

在本实施方式中，第二导轨单元221可采用单导轨结构也可采用双导轨结构，其可根据实际需要进行设置。

在本实施方式中，第二驱动结构223为丝杆螺母结构，其包括：丝杆螺母部分和第二驱动电机。在本实施方式中，第二驱动电机固定在第二线性导轨单元的端部，丝杆螺母部分与导轨相平行的支撑在第二线性导轨单元上，且丝杆螺母部分需要与第二线性导轨单元转动连接。进而，第二滑块222与第二线性导轨单元上导轨滑动连接的同时，还需要与丝杆螺母部分的螺母相连接，这样第二驱动电机在转动输出时，通过丝杆螺母部分即可驱动第二滑块在竖直方向上往复移动。

通过上述设置，通过采用丝杆螺母结构的第二驱动结构，其整体质量在第二线性导轨单元上，进而不会对滑块产生影响，这样在滑块沿竖直方向移动是其运动精度能够更高。尤其是，通过丝杆螺母结构的驱动方式还能够有效抑制滑块自重所带来的误差，进一步有效保证了本发明的控制精度。此外，通过竖直方向上设置丝杆螺母结构的第二驱动结构同样也有效避免了自重使丝杆螺母部分产生变形的影响，可有效的保证丝杆螺母部分的运行稳定性和灵活性。

结合图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，磁栅尺组件24包括：磁头241和磁条242。在本实施方式中，磁条242为具有刻度信息的长条状结构，且磁条242安装在第一导轨单元211上；其中，在第一导轨单元211的侧边上设置有一长度与第一导轨单元211相一致的磁条安装结构2111。在本实施方式中，磁条安装结构2111采用铝制型材制成，其通过L型连接件与第一导轨单元211的侧边相连接，而磁条242则嵌入在磁条安装结构2111侧边的安装槽内。在本实施方式中，磁条242的长度方向与第一导轨单元211的延伸方向相平行。此外，在磁条安装完成后，磁头241需要与磁条242相对的设置，用以方便读取磁条242上的信息。

在本实施方式中，磁条安装结构2111上安装磁条242的安装槽的线性精度与磁条242是相一致的，用于保证磁条242在长度方向的测量精度。

通过设置磁条安装结构固定磁条242，有效的保证了磁条安装的稳定和精度，有效避免了磁条产生形变而带来的测量误差，极大的提高了本发明的测量精度。

在本实施方式中，磁头241安装在第一滑块212上，且磁头241与磁条242相对设置，用于读取磁条242上的刻度信息。在本实施方式中，磁头241通过磁头连接块与第一滑块212的侧边相连接。其中，磁头连接块一端与第一滑块212相连接，另一端相下方延伸设置，然后，磁头241通过连接件连接在磁头连接块的另一端上(即下端)。在本实施方式中，磁头241在磁头连接块上的安装位置是可调整的，用于调整磁头241与磁条242之间的相对位置，保证检测精度和有效性。

结合图2和图4所示，所示，根据本发明的一种实施方式，光栅尺组件25包括：光栅尺头251和光栅尺252。在本实施方式中，光栅尺252与第二导轨单元221相互固定的连接，其中，在第二导轨单元221的外侧设置有L型的光栅尺安装座2211，进而光栅尺252的相对两端分别与光栅尺安装座2211相互固定连接。在本实施方式中，光栅尺252与第二导轨单元221上的导轨相平行的设置。

通过上述设置，采用相互独立的两个光栅尺安装座与光栅尺相对两端安装的方式，可有效的利用光栅尺本身的结构刚度实现其位置的准确安装。此外，通过这种方式还可有效抑制使用过多安装连接件使得光栅尺上连接受力点过多产生的结构形变。

在本实施方式中,第二滑块222和光栅尺组件25处于第二导轨单元221的同一侧。在本实施方式中，第二滑块222与光栅尺252并排的设置在第二导轨单元221的同一侧。通过上述设置，使得第二滑块222与光栅尺在第二导轨单元221同侧设置的方式，可实现第二滑块222与光栅尺的近距离设置，这样可以通过光栅尺更加准确的测量第二滑块222的移动位置，对减少安装结构所带来的系统误差有益，极大的提高了本发明的测量精度。

在本实施方式中，光栅尺头251安装在第二滑块222上，且光栅尺头251与光栅尺252相对设置，用于读取光栅尺252上的刻度信息。在本实施方式中，为方便光栅尺头251的安装，在第二滑块222上设置有尺头安装座，该尺头安装座的端部延伸至光栅尺252的位置，进而方便安装光栅尺头251后与光栅尺252相对的设置。

结合图2、图3和图4所示，根据本发明的一种实施方式，激光位移传感器23采用水平连接结构26与第二滑块222相连接。在本实施方式中，水平连接结构26分别与第一位移装置21和第二位移装置22相垂直的设置。在本实施方式中，水平连接结构26一端与第二滑块222固定连接，另一端与激光位移传感器23相连接。

在本实施方式中，激光位移传感器23和光栅尺组件25在第二导轨单元221的相对两侧分别布置。

通过上述设置，基于水平连接结构26可使得激光位移传感器23悬空设置，进而能够避免第一位移装置21和第二位移装置22在空间上的干涉或阻挡，进而能够保证所测量的工件与驱动部分分离，即保证了测量过程的便捷性，还有利于工件的安装。

结合图2、图3和图4所示，根据本发明的一种实施方式，水平连接结构26为长条状的板状体；在本实施方式中，该板状体可采用金属板制成，不仅结构强度高，且容易安装和加工。此外，该板状体还可设置为多个部分，各部分之间可相互滑动的连接，进而可实现伸缩调节，在调节到设定的长度后，通过各部分设置的锁紧件锁紧即可，使用方便灵活且结构简单。

根据本发明的一种实施方式，水平连接结构26为可驱动激光位移传感器23线性往复移动的线性驱动结构。在本实施方式中，水平连接结构26可采用小型电缸或者手动丝杆螺母结构实现。

通过上述设置，可实现激光位移传感器23位置的准确的调整，对保证测量精度即可有利。

如图5所示，根据本发明的一种实施方式，上位机4分别与第一位移装置21、第二位移装置22相连接，通过设置的电机驱动器控制第一位移装置21、第二位移装置22的移动速度和移动位置。在本实施方式中，上位机4分别与激光位移传感器23、磁栅尺组件24和光栅尺组件25相连接，用于采集激光位移传感器23、磁栅尺组件24和光栅尺组件25输出的电信号。

根据本发明的一种实施方式，磁栅尺组件24响应频率为50kHz，分辨率为5μm，最大检测速度为25m/min。

通过上述设置，本发明通过采用上述参数的磁栅尺组件24有效保证了测量精度的同时，还可适用于高度测量，极大的提高了本发明的测量效率。

根据本发明的一种实施方式，光栅尺组件25的栅距为0.02mm，分辨率为5μm，最大移动速度为60m/min。

通过上述设置，本发明通过采用上述参数的光栅尺组件25有效保证了测量精度的同时，还可适用于高度测量，极大的提高了本发明的测量效率，

为进一步说明本发明的检测方法，对本发明中所要测量的一种高速电磁铁箱梁进行说明。

结合图2和图6所示，根据本发明的一种实施方式中，本实施方式中所要测量的高速电磁铁箱梁为一中空的框架结构，其主体包括：侧板D1，顶板D2，基准面板D3和端板D4。在本实施方式中，侧板D1位矩形的板状体，其相互平行的设置有两个，顶板D2也为矩形的板状体，其与侧板D1相互固定的连接，同样的，基准面板D3也为矩形板状体，其与侧板D1相互固定的连接，且基准面板D3和顶板D2相互平行的设置在侧板D1的相对两端。而端板D4在侧板D1长度方向的两端分别与侧板D1和顶板D2相互固定连接。进而，侧板D1，顶板D2，基准面板D3、端板D4相互连接围成一个中空的矩形箱体。在本实施方式中，基准面板D3的长度要小于侧板D1的长度，进而在设置基准面板D3的一侧具有较大的开口。

此外，高速电磁铁箱梁为方便电磁铁的安装，进而在侧板D1上设置有托臂支撑结构D5和磁极安装孔D6。而托臂支撑结构D5和磁极安装孔D6的加工精度即为本发明所要测量的结构。在本实施方式中,在设置托臂支撑结构D5和磁极安装孔D6的过程中,基于基准面板D3上的基准点和基准面,以及侧板D1上的基准点分别对托臂支撑结构D5和磁极安装孔D6进行定位。

结合前述对尺寸检测工装和高速电磁铁箱梁的说明，进一步对本发明的尺寸检测方法做进一步阐述。

结合图1和图2所示,根据本发明的一种实施方式，步骤S1中，根据所要测量的高速电磁铁箱梁的整体尺寸大小和外形结构，选择适应其尺寸的T型槽平台1、尺寸检测单元2和支承座3。其中，T型槽平台1选用铸铁平台，且表面加工精度达IT3，保证其表面精度，有利于保证其他结构的安装精度。

在本实施方式中，根据选择好的尺寸检测单元2和支承座3，将其安装在T型槽平台1上。其中，由于尺寸检测单元2是获取高速电磁铁箱梁上相应结构尺寸的重要部分，因此，在安装时要保证其安装精度。在本实施方式中，尺寸检测单元2在安装过程中，需要采用千分表和平行直尺进行安装精度和平行度的检测，以保证其测量的精度。其中，安装IT5的精度等级进行检测。

结合图2、图7和图8所示，根据本发明的一种实施方式，尺寸检测单元2和支撑座3均采用固定连接件5在T型槽平台1上定位连接的。在本实施方式中，固定连接件5包括：固定座51、锁紧座52和连接螺柱53。在本实施方式中，连接螺柱53用于连接固定座51和锁紧座52；其中，固定座51是用于与T型槽平台1上的T型槽的开口部相接触的，具体的，通过连接螺柱53穿过固定座51与锁紧座52相螺接，然后基于锁紧座52与固定座51的配合实现固定座51与T型槽的夹持固定。在本实施方式中，固定座51和锁紧座52的配合实现相互配合固定的同时，也实现了对连接螺柱53的自定位，保证连接螺柱53位置的准确和稳定，从而实现对尺寸检测单元2和支承座3安装连接位置的准确定位。

结合图8和图9所示，根据本发明的一种实施方式，固定座51整体呈中空的环状结构，其包括：环状主体511，沿环状主体511的周向，等间隔的设置有多个分割槽512，以使得环状主体511的下部被分割成多个卡爪513。在本实施方式中，环状主体511的截面可以呈圆环状或矩形环状。在本实施方式中，在靠近环状主体511下端的外侧设置有第一环面51a和第二环面51b，第一环面51a和第二环面51b相互垂直的设置，其中第一环面51a水平设置，第二环面51b垂直设置，进而在环状主体511靠近下端的位置可形成与T性槽平台1上的T型槽开口位置相抵靠的结构，参见图6。由于环状主体511倍分隔槽412所分割，进而第一环面51a和第二环面51b也被分割的独立位于各个卡爪513上。

通过上述设置，在固定座51上形成相互独立的卡爪513可在与锁紧座52相连接时，实现锁紧座52与固定座51连接位置的不同而使得卡爪513在径向可被有效的张开，进而实现整个固定连接件5与T型槽抵靠力的调整，以实现连接稳定性的调整。

在本实施方式中，环状主体511中间的中空部514呈锥形结构设置(如圆锥状或棱锥状)。连接螺柱53穿过环状主体511的中空部514与锁紧座52相互螺接。在本实施方式中，环状主体511的上端面51c为与连接螺柱53相互抵靠的承载基准面。在连接螺柱53与锁紧座52连接时，上端面51c为连接螺柱53的承靠基准面，因此，上端面51c的水平度和表面粗糙度要进行较高的设置。此外，在环状主体511与T型槽相连接时，第一环面51a作为竖直方向与T型槽相互抵靠的限位面其应当与上端面51c平行设置且平行度要满足设计要求，而第二环面51b作为水平方向的与T型槽相互抵靠的限位面，其垂直度要满足设计要求。

在本实施方式中，第一环面51a和第二环面51b均为圆环面，且相互同轴的设置。通过将第一环面和第二环面设置为同轴的圆环面(参见图9)或同轴的正多边形环面，使得其可一起成型，有利于保证同轴度，进而对保证固定座的水平定位精度有益。此外，第一环面51a和第二环面51b还可以设置为相互同轴且不同形状的环面，例如，第一环面51a为圆环面，而第二环面51b可设置为多边形环面，(如图10所示的正方形环面)。通过上述设置，通过将第二环面设置为多边形环面，这样可以使得其在与T型槽的侧面相接触时的接触面积更大，进而对于提高水平方向的定位精度有益。

结合图8和图11所示，根据本发明的一种实施方式，锁紧座52整体呈柱状结构，包括：座体52a。在座体52a的外侧面部分或全部设置为锥面52b，用于实现与固定座51a的中空部514的内侧面相抵靠，实现对卡爪513的径向抵靠。在本实施方式中，在座体52a上设置有贯穿其本体的螺纹孔521，用于实现与连接螺柱53的连接。需要注意的是，锥面52b可以为圆锥面或棱锥面，尤其是设置为棱锥面时其抵靠的方向性更好。

如图8所示，根据本发明的一种实施方式，连接螺柱53包括：第一螺柱部分531，与第一螺柱部分531同轴设置的第二螺柱部分532，与第二螺柱部分532相连接的夹持部分533。在本实施方式中，第一螺柱部分531的直径小于第二螺柱部分532的直径，进而在连接的位置形成与固定座51的上端面51c相抵靠的抵靠面。在本实施方式中，夹持部分533设置在第二螺柱部分532的另一端，且夹持部分533的截面尺寸要小于第二螺柱部分532的截面尺寸，以保证其他连接件的顺利通过。在本实施方式中，第一螺柱部分531与锁紧座52的螺纹孔521螺纹连接，通过夹持部分533施加相应的力，即可实现锁紧座52沿连接螺柱53实现线性移动，当锥面52b与中空部514的内侧面相抵靠后，通过进一步旋紧连接螺柱53即可实现卡爪513的径向张开并与T型槽的侧面相抵靠，这样即实现了固定连接件5在T型槽平台1上的定位连接，还可通过固定座51和锁紧座的42的自定心作用实现连接螺柱53的准确定位，进而在连接尺寸检测单元2和支承座3时，进一步保证了连接位置的准确。

结合图2和图12所示，根据本发明的一种实施方式，步骤S1中，高速悬浮电磁铁箱梁安装在上。在本实施方式中，支承座3设置有三个且相互间隔的设置。在本实施方式中，支承座3包括：支撑凸台31和连接在支撑凸台31下端两侧的连接部32。在本实施方式中，支撑凸台31为上端为与高速电磁铁箱梁相抵靠的支撑位置。在本实施方式中，根据高速电磁铁箱梁的结构可将支撑凸台31的上端设置为凸台状或者凹槽状。其中，通过将支撑凸台31的上端设置为凸台状或凹槽状时，其可实现对高速电磁铁箱梁宽度方向的限位，以实现对高速电磁铁箱梁的稳定安装。在本实施方式中，三个支承座3中，仅有一个设置在中间位置的支承座3的支撑凸台31上端设置为凹槽状，其余支承座3的上端设置为凸台状且设置于靠近高速电磁铁箱梁端部的位置。

结合图2和图12所示，支承座3的上端设置为凸台状时，该凸台伸入到高速电磁铁箱梁的内侧，而支承座3的上端设置为凹槽状时，该高速电磁铁箱梁则被放入在凹槽中，通过这种设置，实现了对高速电磁铁箱梁内外侧的组合限位，保证了高速电磁铁箱梁的安装稳定。

根据本发明的一种实施方式，在步骤S2中，上位机4控制尺寸检测单元2进行初始化。在对尺寸检测单元2进行初始化的过程中，上位机4分别控制第一位移装置21和第二位移装置22的位移归零，以保证测试过程中的参数准确。而为防止第一位移装置21的运行过度，在T型槽平台上还设置有限位传感器b，限位传感器b在第一导轨单元211的端部位置的一侧设置，用于防止第一导轨单元211运行的过度，保证第一导轨单元211的运行安全，参见图7所示。

结合图2和图6所示，根据本发明的一种实施方式，如前所述，由于高速悬浮电磁铁箱梁的上设置的托臂支撑结构D5和磁极安装孔D6是安装其他结构的重要位置，进而本发明的检测方法中定位安装结构为支撑平面(托臂支撑结构D5上的平面)和/或安装孔(磁极安装孔D6)。在本实施方式中，由于尺寸检测单元2采用激光位移传感器23进行标记测量，进而若定位安装结构为支撑平面，则第一测量结果为支撑平面边缘上的多个点坐标；若定位安装结构为安装孔，则第一测量结果为安装孔边缘上至少三个点的点坐标。

结合图13和图14所示，根据本发明的一种实施方式，若定位安装结构为支撑平面；步骤S3中，上位机4控制尺寸检测单元2对高速悬浮电磁铁箱梁上的定位安装结构进行尺寸测量步骤中，包括：

上位机4驱动第一位移装置21和第二位移装置22移动，并通过激光位移传感器23获取支撑平面边缘上具有间隔的点的点坐标；其中，点包括：支撑平面相对两端的顶点。

具体的，上位机4驱动第一位移装置21沿水平方向移动，并移动至与定位安装结构相对应的位置后(例如，可通过人工指定、图像识别等的方式实现定位安装结构位置的粗定位)，通过第二位移装置22沿竖直方向移动，当激光位移传感器23检测达到有定位安装结构的边缘后，会产生相应的反馈，进而将相应的水平方向的横坐标和竖直方向的纵坐标反馈至上位机4中记录。在本实施方式中，为实现对定位安装结构顶点的准确检测，上位机4会重复驱动第一位移装置21和第二位移装置22在设定的移动范围内对所测得的定位安装结构进行确认，根据测量出的定位安装结构的边缘上相距最远的两个点的坐标即可判定为顶点(参见图13)。进而，根据确认出的顶点的坐标(即第一测量结果)将其记录后反馈至上位机4。当然，在本实施方式中，还可以增加更多个点的坐标(参见图14)，可根据需要进行设置。

在本实施方式中，若定位安装结构为多个，则当前定位安装结构测量完成后，上位机4控制所述尺寸检测单元2返回初始位置，并重新执行步骤S3对下一个定位安装结构进行测量。通过上述设置，可有效消除测量过程中的累积误差，有效的提高本发明的测量精度。

如图15所示，根据本发明的一种实施方式，若定位安装结构为安装孔，步骤S3中，上位机4控制尺寸检测单元2对高速悬浮电磁铁箱梁上的定位安装结构进行尺寸测量步骤中，包括：

上位机4驱动第一位移装置21和第二位移装置22移动，并通过激光位移传感器23获取安装孔边缘上具有间隔的点的点坐标；其中，点包括：沿竖直方向在安装孔边缘上相对的两个点和沿水平方向在安装孔边缘上相对的两个点。

具体的，上位机4驱动第一位移装置21沿水平方向移动，并移动至与定位安装结构相对应的位置后(例如，可通过人工指定、图像识别等的方式实现定位安装结构位置的粗定位)，通过第二位移装置22沿竖直方向移动，当激光位移传感器23检测达到有定位安装结构的边缘后，会产生相应的反馈，进而将相应的水平方向的横坐标和竖直方向的纵坐标反馈至上位机4中记录。另外，上位机4驱动第二位移装置22沿竖直方向移动到与定位安装结构相对应的高度，然后驱动第一位移装置21沿水平方向移动，当激光位移传感器23检测达到有定位安装结构的边缘后，会产生相应的反馈，进而将相应的水平方向的横坐标和竖直方向的纵坐标反馈至上位机4中记录。在本实施方式中，为实现对定位安装结构顶点的准确检测，上位机4会重复驱动第一位移装置21和第二位移装置22在设定的移动范围内对所测得的定位安装结构进行确认。进而，根据确认出的点的坐标(即第一测量结果)将其记录后反馈至上位机4。当然，在本实施方式中，还可以增加更多个点的坐标，可根据需要进行设置。

在本实施方式中，若定位安装结构为多个，则当前定位安装结构测量完成后，上位机4控制所述尺寸检测单元2返回初始位置，并重新执行步骤S3对下一个定位安装结构进行测量。通过上述设置，可有效消除测量过程中的累积误差，有效的提高本发明的测量精度。

结合图2和图6所示，根据本发明的一种实施方式，基准定位结构为平面，则第二测量结果为平面边缘上的多个点坐标。则步骤S4中，上位机4驱动第一位移装置21沿水平方向移动，并移动至与定位安装结构相对应的位置后，通过第二位移装置22沿竖直方向移动，当激光位移传感器23检测达到有定位安装结构的边缘后，会产生相应的反馈，进而将相应的水平方向的横坐标和竖直方向的纵坐标反馈至上位机4中记录。在本实施方式中，为实现对基准定位结构的准确检测，上位机4会重复驱动第一位移装置21和第二位移装置22在设定的移动范围内对所测得的基准定位结构进行确认，根据测量出的定位安装结构的边缘上相距最远的两个点的坐标即可判定为顶点。进而，根据确认出的顶点的坐标和位于顶点之间的其他点的坐标一同记录后反馈至上位机4。

结合图2和图16所示，根据本发明的一种实施方式，步骤S5中，上位机4基于第一测量结果和第二测量结果，对定位安装结构的尺寸，以及定位结构与基准定位结构之间的相对位置和尺寸公差进行可视化显示的步骤中，包括：

S51.上位机4基于第一测量结果拟合出定位安装结构的第一模型，并获取定位安装结构的尺寸和中心位置。在本实施方式中，若定位安装结构为支撑平面，则上位机4基于所获取的顶点坐标计算两个顶点之间的长度和中心位置，进而以两个顶点拟合出支撑平面的长度、倾斜状态和位置；而若定位结构为安装孔，则上位机4基于所获得的至少三个点的坐标计算出孔的中心坐标和孔径，进而可拟合出安装孔的位置。

S52.上位机4基于第二测量结果拟合出基准定位结构的第二模型。在本实施方式中，上位机4基于第二测量结果中所记录的顶点和其他的点即可方便的拟合出基准定位结构的边缘和位置。

S53.基于第一测量结果和第二测量结果将第一模型和第二模型在同一坐标系下进行显示。在本实施方式中，通过前述两步中的数据处理，而且由于第一测量结果和第二测量结果均处于同一坐标系下实现，进而通过拟合出的各个结构，即可将其在同一坐标系中统一显示，并可直观的展示出定位安装结构与基准定位结构之间的相对位置关系。

S54.上位机4基于第一测量结果和第二测量结果计算定位安装结构相对基准定位结构是否存在尺寸公差，若存在，则将尺寸公差拟合在第一模型上并进行显示。在本实施方式中，若定位安装结构为支撑平面，则由于支撑平面在加工过程中相对基准定位结构之间会存在倾斜，进而支撑平面的顶点与基准定位结构之间的距离是可能存在不同的，进而通过上位机的处理计算，即可获取定位安装结构与基准定位结构之间的尺寸公差。

在本实施方式中，尺寸公差以区别于第一模型的颜色带进行显示，参见图16所示。

如图6所示，根据本发明的一种实施方式，步骤S5中还包括：

S55.若定位安装结构在高速悬浮电磁铁箱梁上设置有多个，则基于获取的中心位置获取多个定位安装结构之间的相对位置公差，并将相对位置公差进行显示。

根据本发明的一种实施方式，上位机4中设置有高速悬浮电磁铁箱梁的箱梁模型，则还包括：

S6.上位机4将第二模型拟合在箱梁模型上，并基于第二模型，在箱梁模型上添加第一模型、尺寸公差和相对位置公差。在本实施方式中，通过前述步骤中获取的第二模型与箱梁模型上的相应位置进行模型拟合，这样，即可实现测量坐标系和模型坐标系的统一，有效减少了统一坐标系的计算量，提高了拟合效率。而进一步基于第二模型与第一模型的相对位置即可将第一模型快速的拟合在箱梁模型上。进一步提高了拟合效率。

此外，通过上述拟合后，可进一步叠加在测量过程中所计算出的公差，进一步实现高速悬浮电磁铁箱梁上实际的尺寸公差在箱梁模型上的直观体现。

上述内容仅为本发明的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于高速悬浮电磁铁箱梁的尺寸检测方法，其特征在于，基于尺寸检测工装实现,所述尺寸检测工装包括:T型槽平台(1)，在所述T型槽平台(1)上具有间隔的对称设置有两个尺寸检测单元(2),用于支撑高速悬浮电磁铁箱梁的支承座(3)，以及与所述尺寸检测单元(2)相连接的上位机(4)；

所述支承座(3)与所述T型槽平台(1)可拆卸地设置有多个，且所述支承座(3)位于两个所述尺寸检测单元(2)之间；

所述尺寸检测方法包括以下步骤：

S1.根据所要测量的所述高速悬浮电磁铁箱梁的尺寸，在所述T型槽平台(1)安装所述尺寸检测单元(2)和所述支承座(3)，并将所述高速悬浮电磁铁箱梁安装在所述支承座(3)上；

S2.所述上位机(4)控制所述尺寸检测单元(2)进行初始化；

S3.所述上位机(4)控制所述尺寸检测单元(2)对所述高速悬浮电磁铁箱梁上的定位安装结构进行尺寸测量，并将第一测量结果反馈至所述上位机(4)；

S4.所述上位机(4)控制所述尺寸检测单元(2)对所述高速悬浮电磁铁箱梁上的基准定位结构进行测量，并将第二测量结果反馈至所述上位机(4)；

S5.所述上位机(4)基于所述第一测量结果和所述第二测量结果，对所述定位安装结构的尺寸，以及所述定位结构与所述基准定位结构之间的相对位置和尺寸公差进行可视化显示。

2.根据权利要求1所述的尺寸检测方法，其特征在于，所述尺寸检测单元(2)包括：第一位移装置(21)，承载在所述第一位移装置(21)上的第二位移装置(22)，安装在所述第二位移装置(22)上的激光位移传感器(23)，设置在所述第一位移装置(21)上的磁栅尺组件(24)，以及设置在所述第二位移装置(22)上的光栅尺组件(25)；

所述第一位移装置(21)用于驱动所述第二位移装置(22)沿水平方向线性往复移动，所述磁栅尺组件(24)用于输出所述第二位移装置(22)在水平方向上的位置；

所述第二位移装置(22)用于驱动所述激光位移传感器(23)沿竖直方向线性往复移动，所述光栅尺组件(25)用于输出所述激光位移传感器(23)在竖直方向上的位置；

所述激光位移传感器(23)的探测端与所述高速悬浮电磁铁箱梁的侧面相对设置。

3.根据权利要求2所述的尺寸检测方法，其特征在于，所述定位安装结构为支撑平面和/或安装孔；

若所述定位安装结构为支撑平面，则所述第一测量结果为所述支撑平面边缘上的多个点坐标；

若所述定位安装结构为安装孔，则所述第一测量结果为所述安装孔边缘上至少三个点的点坐标。

4.根据权利要求3所述的尺寸检测方法，其特征在于，若所述定位安装结构为支撑平面；

步骤S3中，所述上位机(4)控制所述尺寸检测单元(2)对所述高速悬浮电磁铁箱梁上的定位安装结构进行尺寸测量步骤中，包括：

所述上位机(4)驱动所述第一位移装置(21)和所述第二位移装置(22)移动，并通过所述激光位移传感器(23)获取所述支撑平面边缘上具有间隔的点的点坐标；其中，所述点包括所述支撑平面相对两端的顶点；

若所述定位安装结构为多个，则当前所述定位安装结构测量完成后，所述上位机(4)控制所述尺寸检测单元(2)返回初始位置，并重新执行步骤S3对下一个所述定位安装结构进行测量。

5.根据权利要求3或4所述的尺寸检测方法，其特征在于，若所述定位安装结构为安装孔，步骤S3中，所述上位机(4)控制所述尺寸检测单元(2)对所述高速悬浮电磁铁箱梁上的定位安装结构进行尺寸测量步骤中，包括：

所述上位机(4)驱动所述第一位移装置(21)和所述第二位移装置(22)移动，并通过所述激光位移传感器(23)获取所述安装孔边缘上具有间隔的点的点坐标；其中，所述点包括沿竖直方向在所述安装孔边缘上相对的两个点和沿水平方向在所述安装孔边缘上相对的两个点；

若所述定位安装结构为多个，则当前所述定位安装结构测量完成后，所述上位机(4)控制所述尺寸检测单元(2)返回初始位置，并重新执行步骤S3对下一个所述定位安装结构进行测量。

6.根据权利要求5所述的尺寸检测方法，其特征在于，所述基准定位结构为平面，则所述第二测量结果为所述平面边缘上的多个点坐标。

7.根据权利要求6所述的尺寸检测方法，其特征在于，步骤S5中，所述上位机(4)基于所述第一测量结果和所述第二测量结果，对所述定位安装结构的尺寸，以及所述定位结构与所述基准定位结构之间的相对位置和尺寸公差进行可视化显示的步骤中，包括：

S51.所述上位机(4)基于所述第一测量结果拟合出所述定位安装结构的第一模型，并获取所述定位安装结构的尺寸和中心位置；

S52.所述上位机(4)基于所述第二测量结果拟合出所述基准定位结构的第二模型；

S53.基于所述第一测量结果和所述第二测量结果将所述第一模型和所述第二模型在同一坐标系下进行显示；

S54.所述上位机(4)基于所述第一测量结果和所述第二测量结果计算所述定位安装结构相对所述基准定位结构是否存在尺寸公差，若存在，则将所述尺寸公差拟合在所述第一模型上并进行显示。

8.根据权利要求7所述的尺寸检测方法，其特征在于，步骤S54中，将所述尺寸公差拟合在所述第一模型上并进行显示的步骤中，所述尺寸公差以区别于所述第一模型的颜色带进行显示。

9.根据权利要求8所述的尺寸检测方法，其特征在于，步骤S5中还包括：

S55.若所述定位安装结构在所述高速悬浮电磁铁箱梁上设置有多个，则基于获取的所述中心位置获取多个所述定位安装结构之间的相对位置公差，并将所述相对位置公差进行显示。

10.根据权利要求9所述的尺寸检测方法，其特征在于，所述上位机(4)中设置有所述高速悬浮电磁铁箱梁的箱梁模型，则还包括：

S6.所述上位机(4)将所述第二模型拟合在所述箱梁模型上，并基于所述第二模型，在所述箱梁模型上添加所述第一模型、所述尺寸公差和所述相对位置公差。