CN114838639B - 一种非连续空间组合检测平台及其平面度检测方法 - Google Patents

一种非连续空间组合检测平台及其平面度检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种非连续空间组合检测平台，包括两个检测平台单元，每个检测平台单元包括机床备用工作台和设于其底部的支撑装置；两个机床备用工作台沿长度方向间隔设定距离并列设置，该距离根据待检测产品的长度确定，需满足两个机床备用工作台的纵向长度与该设定距离之和大于或等于待检测产品的长度；所述支撑装置至少设于机床备用工作台两侧长边的端部和中部，并且两侧长边的支撑装置对称设置，通过支撑装置调整平台的平面度。本发明还公开了对应的检测平台平面度的检测方法。本发明利用现有机床备用工作台搭建检测平台，满足较长产品形位公差的检测需求，并且通过平面度的检测方法，保证了两个平面工作面的平面度保持一致。

Description

一种非连续空间组合检测平台及其平面度检测方法
技术领域
本发明属于检测平台技术领域，具体涉及一种非连续空间组合检测平台及其平面度检测方法。
背景技术
检测平台主要用于检测、划线、组装、定位、装配、测量、检验、动力机械试验等，适用于各种检验工作，是精密测量用的基准平面。检测平台是检验机械零件、平面度、平行度、直线度等形位公差的测量基准。
但是对于长度较长的产品，一个检测平台往往长度不够，甚至采用两个检测平台拼接仍然不能满足产品的长度，此时若购置大尺寸的检测平台，购置成本较高，因此需要利用现有的检测平台搭建出一种适合较长产品的形位公差的检测需求，并且两个检测平台搭建时，还需要保证两个平面工作面的平面度保持一致。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种非连续空间组合检测平台，满足较长产品形位公差的检测需求，并且利用现有机床备用工作台搭建检测平台，节省了检测平台的购置成本。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种非连续空间组合检测平台，包括两个检测平台单元，每个检测平台单元包括机床备用工作台和设于其底部的支撑装置；
两个机床备用工作台沿长度方向间隔设定距离并列设置，该距离根据待检测产品的长度确定，需满足两个机床备用工作台的纵向长度与该设定距离之和大于或等于待检测产品的长度；
所述支撑装置至少设于机床备用工作台两侧长边的端部和中部，并且两侧长边的支撑装置对称设置；
所述支撑装置包括第一研磨块和位于顶部的第二研磨块，其中第一研磨块具有研磨部和螺栓固定部，所述研磨部的磨面与第二研磨块磨面相匹配，所述螺栓固定部用于固定调节螺杆，所述调节螺杆一端固定于所述螺栓固定部，另一端与所述第二研磨块连接。
作为本发明的进一步改进，所述研磨部顶面设有纵向凹槽，与所述第二研磨块底部的凸起块相匹配，且所述第一研磨块的研磨面向螺栓固定部倾斜，所述第二研磨块的研磨面倾斜方向与之相反。
作为本发明的进一步改进，所述研磨部和螺栓固定部呈L型设置。
作为本发明的进一步改进，所述调节螺杆包括杆体，杆体固定于螺栓固定部的竖向凹槽中，其端部设有螺杆限位机构，卡于所述竖向凹槽两侧，其另一端与所述第二研磨块侧面预设的螺纹孔螺纹连接。
作为本发明的进一步改进，所述第二研磨块顶部与机床备用工作台之间还设有调节垫片，所述调节垫片放置在第二研磨块上表面。
作为本发明的进一步改进，所述第一研磨块底部设有支撑底座，两者为一体铸造结构。
按照本发明的另一个方面，提供一种所述的检测平台平面度的检测方法，包括如下步骤：
S1将所述机床备用工作台放置于支撑装置上后，分别对两块工作台调水平，按有效的平板检定规程检定合格；
S2确定测量路线，选用长度适宜的平尺，将固定有电子水平仪的平尺放置于被测截面上，将平尺按照设定的测量路线等跨距、首尾衔接地移动进行测量，记录各测量点的读数；
S3根据电子水平仪在每个测点位置的读数，按平面度评定方法进行数据处理，求出平面度值，选取各截面中最大的直线度为该非连续空间组合平台的平面度；
S4若平面度超出工艺要求时，调整各支撑装置对工作台调平；
S5重复步骤S3至步骤S4直至平面度满足工艺要求。
作为本发明的进一步改进，步骤S2中，以平尺工作面的长度为所述跨距，所述测量路线为机床备用工作台长度方向两侧边，以及两侧边之间的对角线方向。
作为本发明的进一步改进，所述平尺的工作面长度需要保证铸铁平尺按照上述设定的测量路线跨过两机床备用工作台之间间隙时不掉落，在该前提下，保证所述平尺工作面长度尽可能小。
作为本发明的进一步改进，所述按平面度评定方法包括如下步骤：
1)测量位置仪器读数差的计算，见公式(1)；
a′i＝a″i-a″1………(1)
式中，a″i为电子水平仪在第i个测量位置的读数，单位为字；a″1为第1 个测量位置电子水平仪的读数，单位为字；a′i为第i个测量位置与第1个测量位置的读数差，单位为字；
2)测量位置读数差累计求和计算，见公式(2)：
式中，ai为第1个测量位置到第i个测量位置读数值的累积求和；
3)测量位置的修正值计算，见公式(3)：
式中，Bi为第i个测量位置的修正值，并且1≤n≤i，n为自然数；
4)测量截面的直线度误差计算，见公式(4)：
Δi＝Ai-Bi…………(4)
式中，Δi为第i个测量点的直线度误差，单位为字；
5)测量点的格值转换成线性值，按照以下公式(5)计算：
δi＝LτΔi……………(5)
式中，δi为导轨直线度偏差，单位为μm，τ为仪器的分度值，单位为 mm/m；
6)截面直线度的计算，见公式(6)：
F＝δmax-δmin………(6)
式中，F为截面的直线度，单位为μm，δmax为直线度偏差δi中的最大值，单位为μm，δmin为线度偏差δi中的最小值，单位为μm。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明的非连续空间组合检测平台，适于较长产品的形位公差的检测，其结构简单、易于安装和进行水平调整，满足较长产品形位公差的检测需求，并且利用现有机床备用工作台搭建检测平台，节省了检测平台的购置成本。通过控制支撑装置两个研磨块相对移动，能够调整检测平台的平面度，从而保证本发明非连续空间组合整体检测平台的平台度保持一致。
(2)本发明的检测平台平面度的检测方法，先对两个工作台分别进行调水平工作，再调整两个工作台之间的平面度，保证两个平面工作面的平面度保持一致，本发明的检测方法简单，便于操作。
附图说明
图1为本发明实施例的检测平台使用状态示意图；
图2为本发明实施例的检测平台俯视结构示意图；
图3为本发明实施例的检测平台涉及的支撑装置结构示意图；
图4为本发明实施例的检测平台涉及的支撑装置装配结构示意图；
图5为本发明实施例涉及的平尺与电子水平仪结构示意图；
图6为本发明实施例的检测平台平板被测截面和测量点示意图。
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-支撑装置、2-机床备用工作台、3-平尺、4-电子水平仪、5-固定件；11-支撑底座、 12-第一研磨块、13-第二研磨块、14-调节垫片、15-调节螺杆、16-凹槽；151- 杆体、152-螺纹孔、153-螺杆限位机构。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
图1为本发明实施例的检测平台使用状态示意图；图2为本发明实施例的检测平台俯视结构示意图。如图1所示，本发明的检测平台，包括两个检测平台单元，每个检测平台单元包括机床备用工作台2和设于其底部的支撑装置1，本发明附图所示的具体实施例中，待检测产品为箱体，待测箱体放置在整体检测平台上进行检测。两个机床备用工作台2沿长度方向间隔设定距离并列设置，该距离根据箱体的长度确定，需满足两个机床备用工作台2的纵向长度与该设定距离之和大于或等于箱体的长度，从而使得待检测的箱体整体放置于检测平台上，实现检测。
在本发明附图所示的一个具体实施例中，两个机床备用工作台2台面尺寸一致(2000mm×3000mm)，沿其长度方向放置，中间间隔1000mm。在一些非限制的实施方式中，两个机床备用工作台2为铸铁工作台，在一些非限制的实施方式中，两个铸铁工作台为箱体式铸铁平板。
支撑装置1支撑于机床备用工作台2底部边缘，具体地，支撑装置1 至少设于机床备用工作台2两侧长边的端部和中部，并且两侧长边的支撑装置1对称设置，即每个机床备用工作台2底部边缘通过至少6个对应的支撑装置支撑。在附图所示的一个具体实施例中，每个机床备用工作台均采用6个支撑装置支撑。
图3为本发明实施例的检测平台涉及的支撑装置结构示意图；图4为本发明实施例的检测平台涉及的支撑装置装配结构示意图。结合图3和图4 所示，支撑装置1具体包括支撑底座11、第一研磨块12、第二研磨块13、调节螺杆15等。其中支撑底座11与地面可拆地固定，便于拆装；第一研磨块12与支撑底座11为一体铸造结构，第一研磨块12具有研磨部和螺栓固定部，且研磨部和螺栓固定部呈L型设置。研磨部顶面设有纵向凹槽(垂直于螺栓固定部)，与第二研磨块13底部的凸起块相匹配，螺栓固定部用于固定调节螺杆15，调节螺杆15一端卡于第一研磨块12的螺栓固定部内，另一端固定于第二研磨块13上。具体地，螺栓固定部设有竖向凹槽16，调节螺杆15卡于凹槽16内。
调节螺杆15包括杆体151，杆体151卡于凹槽16内，能够对其进行横向限位。杆体151端部固定有第一螺杆限位机构，另一端与第二研磨块13 侧面预设的螺纹孔152相匹配，并且杆体151上还固定有第二螺杆限位机构，第二螺杆限位机构与第一螺杆限位机构间隔设置，并且两个螺杆限位机构分别卡于第一研磨块12螺栓固定部的凹槽16两侧，另外两个螺杆限位机构的直径均大于凹槽16的宽度，分别在螺杆进退过程中起到限位。
第二研磨块13位于第一研磨块12的上方，机床备用工作台支撑于第二研磨块13顶部，优选地，第二研磨块13顶部与机床备用工作台之间还设有调节垫片14，调节垫片14放置在第二研磨块13上表面，可对机床备用工作台进行粗调。
第二研磨块13与第一研磨块12研磨面相互贴合，优选地，第一研磨块12的研磨面向螺栓固定部倾斜，第二研磨块13的研磨面倾斜方向与之相反，通过旋动调整螺杆15，螺杆的进退可带动第二研磨块13进退，从而对第二研磨块13顶部的机床备用工作台进行水平微调，从而保证机床备用工作台平面度。
优选地，支撑装置1的支撑于机床备用工作台2底部时，各调节螺杆 15均位于外侧，便于调整。
本发明的检测平台，适于较长产品的形位公差的检测，其结构简单、易于安装和进行水平调整，满足较长产品形位公差的检测需求。利用现有机床备用工作台搭建检测平台，节省了检测平台的购置成本。
针对上述检测平台，本发明还提供了用于检测和调整该检测平台平面度的方法，包括如下步骤：
步骤一，将机床备用工作台2放置于支撑装置上后，分别对两个工作台调水平，按有效的平板检定规程检定合格。
两块机床备用工作台虽然型号规格相同，该步骤对两个工作台分别进行调水平工作，先进行大致的粗调工作，检定合格后仍需对两块平台整体进行检测。本发明采用现有技术中有效的平板检定规程检测即可，例如《中华人民共和国国家计量检定规程》JJC117-2003对于平板的检测标准。
步骤二，确定测量路线，选用长度适宜的平尺，将电子水平仪固定在平尺上表面，把放置有电子水平仪的平尺的下工作面放置于被测截面上，将平尺按照设定的测量路线等跨距(以平尺工作面的长度为跨距)、首尾衔接地移动进行测量，记录各测量点的读数；测量路线为机床备用工作台2 长度方向两侧边(包括两工作台中间的空间平面)，以及两侧边之间的对角线方向。
图5为本发明实施例提供的平尺与电子水平仪结构示意图，如图所示，电子水平仪4放置在平尺3上表面，并用固定件5固定。优选地，固定件5 可以选择诸如皮筋、卡箍、螺栓、橡皮泥、粘胶等连接方式，只要能够实现稳定连接即可，在此不作限定。
图6是本发明实施例提供的平板被测截面和测量点示意图。如图所示，根据机床备用工作台的形状、尺寸选择布点形式，并确定各个截面的分段数及铸铁平尺工作面长度：
首先，铸铁平尺工作面长度L需要保证铸铁平尺按照上述设定的测量路线跨过两机床备用工作台之间间隙时不掉落；其次，铸铁平尺工作面长度L满足：
L＝I/n
式中：I为被测截面长度，mm；L为铸铁平尺工作面长度，mm；n为分段数。
另外需要说明的是，铸铁平尺工作面长度L在保证顺序跨越工作台之间间隙的前提下，其长度L越小，分段数越多，测量误差越小。
优选实施例中，采用拉线、划线或其他标记方式对测量路线进行标记，便于平尺按照该标记移动。
例如本发明一个具体实施例中，所述电子水平仪选用分度值为 0.01mm/m的电子水平仪，平尺选择1200mm的铸铁平尺，两个平台的长度分别为3000mm，两个平台的间隙为1000mm，长度方向分段数n为5，长度方向被测截面长度I为6000。
步骤三，根据电子水平仪在每个测点位置的读数，按平面度评定方法进行数据处理，求出平面度值，选取各截面中最大的直线度为该非连续空间组合平台的平面度；
参阅图6，测量时可以依次按照a2f1截面、a1f2截面、a2f2截面、a1f1截面的测量路线进行，但不限于上述测量路线，只要保证收尾衔接依次移动测量即可。该方式能够避免平尺的大幅度移动，对电子水平仪的测量精度造成影响。
平面度评定方法步骤为：
1)测量位置仪器读数差的计算，见公式(1)；
a′i＝a″i-a″1………(1)
式中，a″i为电子水平仪在第i个测量位置的读数，单位为字；a″1为第1 个测量位置电子水平仪的读数，单位为字；a′i为第i个测量位置与第1个测量位置的读数差，单位为字；
2)测量位置读数差累计求和计算，见公式(2)：
式中，ai为第1个测量位置到第i个测量位置读数值的累积求和；
3)测量位置的修正值计算，见公式(3)：
式中，Bi为第i个测量位置的修正值，并且1≤n≤i，n为自然数；
4)测量截面的直线度误差计算，见公式(4)：
Δi＝Ai-Bi…………(4)
式中，Δi为第i个测量点的直线度误差，单位为字；
5)测量点的格值转换成线性值，按照以下公式(5)计算：
δi＝LτΔi……………(5)
式中，δi为导轨直线度偏差，单位为μm，τ为仪器的分度值，单位为 mm/m；
6)截面直线度的计算，见公式(6)：
F＝δmax-δmin………(6)
式中，F为截面的直线度，单位为μm，δmax为直线度偏差δi中的最大值，单位为μm，δmin为线度偏差δi中的最小值，单位为μm。
按照上述方法依次对a2f1截面中a2、b2f1、c2f1、d2f1、e2f1、f1各测量点进行读数，计算出a2f1截面的直线度；同样地，依次对a1f2截面a1、b1f2、 c1f2、d1f2、e1f2、f2各测量点进行读数，计算出a1f2截面的直线度；依次对 a2f2截面a2、b2、c2、d2、e2、f2各测量点进行读数，计算出a2f2截面的直线度；依次对a1f1截面a1、b1、c1、d1、e1、f1各测量点进行读数，计算出a1f1截面的直线度；选择上述截面中最大的直线度为该非连续空间组合平板的平面度。
步骤四，若平面度超出工艺要求时，调整各支撑装置对工作台调平。
例如对于本申请具体实施例的箱体，6个悬挂面相对高度尺寸(平面度) 要求为1mm，若平面度超出工艺要求1mm时，调整各支撑装置对工作台调平。
步骤五，重复步骤三至步骤四直至平面度满足工艺要求。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种非连续空间组合检测平台，其特征在于，包括两个检测平台单元，每个检测平台单元包括机床备用工作台（2）和设于其底部的支撑装置（1）；
两个机床备用工作台（2）沿长度方向间隔设定距离并列设置，该距离根据待检测产品的长度确定，需满足两个机床备用工作台（2）的纵向长度与该设定距离之和大于或等于待检测产品的长度；
所述支撑装置（1）至少设于机床备用工作台（2）两侧长边的端部和中部，并且两侧长边的支撑装置（1）对称设置；
所述支撑装置（1）包括第一研磨块（12）和位于顶部的第二研磨块（13），其中第一研磨块（12）具有研磨部和螺栓固定部，所述研磨部的磨面与第二研磨块（13）磨面相匹配，所述螺栓固定部用于固定调节螺杆（15），所述调节螺杆（15）一端固定于所述螺栓固定部，另一端与所述第二研磨块（13）连接。
2.根据权利要求1所述的非连续空间组合检测平台，其特征在于，所述研磨部顶面设有纵向凹槽，与所述第二研磨块（13）底部的凸起块相匹配，且所述第一研磨块（12）的研磨面向螺栓固定部倾斜，所述第二研磨块（13）的研磨面倾斜方向与之相反。
3.根据权利要求1所述的非连续空间组合检测平台，其特征在于，所述调节螺杆（15）包括杆体（151），杆体（151）固定于螺栓固定部的竖向凹槽（16）中，其端部设有螺杆限位机构，卡于所述竖向凹槽（16）两侧，其另一端与所述第二研磨块（13）侧面预设的螺纹孔螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的非连续空间组合检测平台，其特征在于，所述第二研磨块（13）顶部与机床备用工作台之间还设有调节垫片（14），所述调节垫片（14）放置在第二研磨块（13）上表面。
5.根据权利要求2所述的非连续空间组合检测平台，其特征在于，所述第一研磨块（12）底部设有支撑底座（11），两者为一体铸造结构。
6.根据权利要求5所述的非连续空间组合检测平台，其特征在于，所述研磨部和螺栓固定部呈L型设置。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的检测平台平面度的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1将所述机床备用工作台放置于支撑装置上后，分别对两块工作台调水平，按有效的平板检定规程检定合格；
S2确定测量路线，选用长度适宜的平尺，将固定有电子水平仪的平尺放置于被测截面上，将平尺按照设定的测量路线等跨距、首尾衔接地移动进行测量，记录各测量点的读数；
S3根据电子水平仪在每个测点位置的读数，按平面度评定方法进行数据处理，求出平面度值，选取各截面中最大的直线度为该非连续空间组合平台的平面度；
S4若平面度超出工艺要求时，调整各支撑装置对工作台调平；
S5重复步骤S3至步骤S4直至平面度满足工艺要求。
8.根据权利要求7中所述的检测平台平面度的检测方法，其特征在于，步骤S2中，以平尺工作面的长度为所述跨距，所述测量路线为机床备用工作台长度方向两侧边，以及两侧边之间的对角线方向。
9.根据权利要求7或8中所述的检测平台平面度的检测方法，其特征在于，所述平尺的工作面长度需要保证铸铁平尺按照上述设定的测量路线跨过两机床备用工作台之间间隙时不掉落，在该前提下，保证所述平尺工作面长度尽可能小。
10.根据权利要求7或8中所述的检测平台平面度的检测方法，其特征在于，所述按平面度评定方法包括如下步骤：
1）测量位置仪器读数差的计算，见公式（1）；
………（1）
式中，为电子水平仪在第i个测量位置的读数，单位为字；/>为第1个测量位置电子水平仪的读数，单位为字；/>为第i个测量位置与第1个测量位置的读数差，单位为字；
2）测量位置读数差累计求和计算，见公式（2）：
…………（2）
式中，为第1个测量位置到第i个测量位置读数差的累积求和；
3）测量位置的修正值计算，见公式（3）：
………（3）
式中，为第i个测量位置的修正值，并且1≤n≤i，n为自然数；
4）测量截面的直线度误差计算，见公式（4）：
…………（4）
式中，为第i个测量点的直线度误差，单位为字；
5）测量点的格值转换成线性值，按照以下公式（5）计算：
……………（5）
式中，为导轨直线度偏差，单位为μm，/>为仪器的分度值，单位为mm/m；L为铸铁平尺工作面长度，单位为mm；
6）截面直线度的计算，见公式（6）：
………（6）
式中，F为截面的直线度，单位为μm，为直线度偏差/>中的最大值，单位为μm，/>为线度偏差/>中的最小值，单位为μm。
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