CN114888631B - 可避免找正台累积误差的环形件装夹找正方法及系统 - Google Patents

可避免找正台累积误差的环形件装夹找正方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种可避免找正台累积误差的环形件装夹找正方法及系统，包括：步骤S1：工件预定位装夹；步骤S2：进行工件和零点快换子盘圆周轮廓检测；步骤S3：处理工件和零点快换子盘圆周轮廓测量数据并计算偏移量；步骤S4：辅助找正调整及再检测。本发明在现有人工找正台的基础上，针对零点快换系统线外找正会引入找正台累积误差的问题，通过增加位移传感器和中央控制单元算法的方式，辅助人工直接将工件理论几何中心与零点快换子盘理论几何中心调整为同轴状态；本发明只需在设备调试时将零点快换子盘理论几何中心与设备转台回转中心调整至同轴，即可在正常生产过程消除找正台本身的误差影响。

Description

可避免找正台累积误差的环形件装夹找正方法及系统
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体地，涉及一种使用零点快换夹具的薄壁回转零件的找正方法，更为具体地，涉及一种可避免找正台累积误差的环形件装夹找正方法及系统。
背景技术
航发机匣是典型的薄壁回转类零件，其装夹跳动精度直接影响零件后续的回转加工尺寸精度，装夹精度要求高，现有航发零件的装夹通常在加工设备内部采用人工手动打表测量跳动值，找到最大跳动处手动移动工件进行多次重复调整的方法。该方法需要在设备内部进行调整，严重影响设备开动率。因此在高产出的需求下通常采用零点快换夹具的方式，将零件在线外装夹找正，使零件的几何中心与线外找正台的旋转中心同轴，再通过零点快换快模块将夹具和工件快速安装到设备中，但是如此又引入了线外找正台上零点快换母盘对子盘的累积误差，提高该精度会极大的增加零点快换子母盘的制造成本。
对于航发机匣薄壁回转零件的线外找正需求，其关键是获得在线外找正平台上变形工件在夹具上的真实零件状态的理论几何中心，并将理论几何中心调至与加工设备转台的回转轴线重合，而非与线外找正平台的回转中心重合。
专利文献CN107900779A(申请号：CN201711084341.1)公开了一种盾构盾体加工装夹找正装置，包括拆卸式的定位装置和拆卸式的调整装置，定位装置均匀布置在机床工作台外侧，调整装置方式均匀布置在机床工作台下面。本发明还提供一种盾构盾体加工装夹找正方法。但该发明是针对盾构盾体的，且该发明没有有效解决零点快换系统线外找正会引入找正台累积误差的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可避免找正台累积误差的环形件装夹找正方法及系统。
根据本发明提供的一种可避免找正台累积误差的环形件装夹找正系统，包括：
找正台本体：找正台框架放置于地面上，转台定子部分固接在找正台框架上，转台转子部分上固接有零点快换母盘，零点快换子盘通过零点快换母盘内的零点单元与零点快换母盘连接，工件固定在零点快换子盘上的工装夹具；
测量系统：测量支架与找正台框架固接，激光位移传感器位于测量支架末端，激光位移传感器控制器通过线缆连接激光位移传感器和中央控制单元；可移动支架位于找正台框架上，接触式位移传感器位于可移动支架末端，接触式位移传感器控制器通过线缆连接接触式位移传感器和中央控制单元；
交互控制系统：转台控制器与中央控制单元相连，激光位移传感器控制器、接触式位移传感器控制器与中央控制单元相连，找正状态显示器与中央控制单元相连。
优选地，在所述找正台本体中：
找正台本体包括找正台框架、转台、转台控制器、零点快换母盘、零点快换子盘、工装夹具、工件：
转台包括转台定子部分和转台转子部分，二者之间通过电机连接；转台定子部分通过螺栓固接在找正台框架上，转台定子部分沿圆周刻有显示角度的分度标记，转台转子部分通过转台驱动电机驱动在找正台框架上转动，转台转子部分上固接有零点快换母盘，零点快换子盘通过固定在零点快换母盘内的零点单元与零点快换母盘配合，工件通过固定在零点快换子盘上的工装夹具进行装夹定位；转台控制器通过线缆连接转台的驱动电机和角度测量传感器，控制转台运动时的旋转角度、速度、定位并获得转台实际状态；
找正台本体能够实现工件的装夹定位以及工件装夹跳动误差测量时的旋转角度控制。
优选地，在所述测量系统中：
测量系统包括零点快换子盘轮廓测量系统和工件轮廓测量系统；
零点快换子盘轮廓测量系统包括激光位移传感器、测量支架、激光位移传感器控制器：
通过激光位移传感器控制器控制激光位移传感器的测量启动以及测量数据的传输；根据中央控制单元的指令控制激光位移传感器的启动和关闭，将激光位移传感器的测量数据采集并反馈给中央控制单元。
优选地，在所述测量系统中：
工件轮廓测量系统包括接触式位移传感器、可移动支架、接触式位移传感器控制器：
通过接触式位移传感器控制器控制触式位移传感器的测量启动以及测量数据的传输；根据中央控制单元的指令控制接触式位移传感器的启动和关闭，将接触式位移传感器的测量数据采集并反馈给中央控制单元。
优选地，在所述交互控制系统中：
交互控制系统包括找正平台中央控制单元、转台控制器、激光位移传感器控制器、接触式位移传感器控制器、找正状态显示器；
交互控制系统实现找正测量以及找正平台的旋转控制、找正数据的处理以及工件找正状态的实时显示。
根据本发明提供的一种可避免找正台累积误差的环形件装夹找正方法，采用所述的可避免找正台累积误差的环形件装夹找正系统，执行包括：
步骤S1：工件预定位装夹；
步骤S2：进行工件和零点快换子盘圆周轮廓检测；
步骤S3：处理工件和零点快换子盘圆周轮廓测量数据并计算偏移量；
步骤S4：辅助找正调整及再检测。
优选地，在所述步骤S1中：
转台位于零位分度并锁止，将工件放置在工装夹具上并压紧初始固定，将接触式位移传感器移动到与工件径向共线的测量位置，输入当前工件理论直径尺寸值至找正平台中央控制单元；激光位移传感器与零点快换子盘的相对距离固定，零点快换子盘的理论直径尺寸提前设置再找正平台中央控制单元。
优选地，在所述步骤S2中：
启动测量，分别记录零位处激光位移传感器和接触式位移传感器到转台中心的距离；找正平台中央控制单元通过激光位移传感器控制器和接触式位移传感器控制器控制激光位移传感器和接触式位移传感器启动，并采集激光位移传感器和接触式位移传感器的实时测量数据通过激光位移传感器控制器和接触式位移传感器控制器传输回找正平台中央控制单元；找正平台中央控制单元通过转台电机控制器控制转台带动工件旋转一周，旋转过程中转台电机控制器实时将转角信号传递给找正平台中央控制单元；当旋转一周至末端时，转台控制电机与激光位移传感器和接触式位移传感器停止，完成初始装夹状态下的工件径向尺寸测量和零点快换子盘径向尺寸测量。
优选地，在所述步骤S3中：
找正平台中央控制单元将转台的转角信号与接触式位移传感器测量的数据进行时间同步处理记为δ0测(ω)，计算工件各转角处的半径轮廓值为：
L0测(ω)＝δ0测(ω)+L0
L0为当前工件的理论半径尺寸值；
分别绘制出工件在当前夹持状态下的理论形状{L0(ω)}与实际测量形状{L0测(ω)}；
找正平台中央控制单元将转台的转角信号与激光位移传感器测量数据进行时间同步处理记为δ1测(ω)，计算零点快换子盘各转角处的半径轮廓值为：
L1测(ω)＝δ1测(ω)+L1
L1为当前零点快换子盘的理论半径尺寸值；
分别绘制出零点快换子盘的理论形状{L1(ω)}与实际测量形状{L1测(ω)}；
找正平台中央控制单元根据实际测量形状{L0测(ω)}和{L1测(ω)}结合最小二乘法计算获得当前状态下的最小二乘圆，其圆心记为{x0,y0}测和{x1,y1}测，并计算当前夹持状态下的工件圆心与零点快换子盘圆心的偏离矢量；根据矢量得出工件找正调整角度ωδ及位移dδ(ωδ)；找正平台中央控制单元将找正调整角度及位移实时的显示到找正状态显示器。
优选地，在所述步骤S4中：
通过计算获得的找正调整角度及位移，结合转台定子部分上的分度标记找到需要调整的位置及方向，调整初始装夹的工件至找正位置并重新装夹固定；重新进行工件和零点快换子盘圆周轮廓检测，获得调整后的装夹状态，当计算获得工件找正待调整位移dδ(ωδ)满足小于工艺要求的找正阀值时完成找正操作；
若工件找正待调整位移dδ(ωδ)不满足小于工艺要求的找正阀值时，则重复处理跳动测量数据、计算偏移量和辅助找正调整，直至满足dδ(ωδ)小于工艺要求的找正阀值。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明在现有人工找正台的基础上，针对零点快换系统线外找正会引入找正台累积误差的问题，通过增加位移传感器和中央控制单元算法的方式，辅助人工直接将工件理论几何中心与零点快换子盘理论几何中心调整为同轴状态；
2、本发明只需在设备调试时将零点快换子盘理论几何中心与设备转台回转中心调整至同轴，即可在正常生产过程消除找正台本身的误差影响；
3、本发明有效降低多子母盘的制造一致性要求，从而降低了制造精度要求和成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为一种可避免找正台累积误差的环形件装夹找正方法的系统结构图；
图2为一种可避免找正台累积误差的环形件装夹找正方法的工件找正调整角与位移计算方法。
图中：
1为找正台框架；
2为转台；
3为转台控制器；
4为零点快换母盘；
5为零点快换子盘；
6为工装夹具；
7为工件；
8为激光位移传感器；
9为测量支架；
10为激光位移传感器控制器；
11为接触式位移传感器；
12为可移动支架；
13为接触式位移传感器控制器；
14为中央控制单元；
15为找正状态显示器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1：
根据本发明提供的一种可避免找正台累积误差的环形件装夹找正系统，如图1-图2所示，包括：
找正台本体：找正台框架1放置于地面上，转台2定子部分固接在找正台框架1上，转台2转子部分上固接有零点快换母盘4，零点快换子盘5通过零点快换母盘4内的零点单元与零点快换母盘4连接，工件7固定在零点快换子盘5上的工装夹具6上；
测量系统：测量支架9与找正台框架1固接，激光位移传感器8位于测量支架9末端，激光位移传感器控制器10通过线缆连接激光位移传感器8和中央控制单元14；可移动支架12位于找正台框架1上，接触式位移传感器11位于可移动支架12末端，接触式位移传感器控制器13通过线缆连接接触式位移传感器11和中央控制单元14；
交互控制系统：转台控制器3与中央控制单元14相连，激光位移传感器控制器10、接触式位移传感器控制器13与中央控制单元14相连，找正状态显示器15与中央控制单元14相连。
具体地，在所述找正台本体中：
找正台本体包括找正台框架1、转台2、转台控制器3、零点快换母盘4、零点快换子盘5、工装夹具6、工件7：
转台2包括转台2定子部分和转台2转子部分，二者之间通过电机连接；转台2定子部分通过螺栓固接在找正台框架1上，转台2定子部分沿圆周刻有显示角度的分度标记，转台2转子部分通过转台2驱动电机驱动在找正台框架1上转动，转台2转子部分上固接有零点快换母盘4，零点快换子盘5通过固定在零点快换母盘4内的零点单元与零点快换母盘4配合，工件7通过固定在零点快换子盘5上的工装夹具6进行装夹定位；转台控制器3通过线缆连接转台2的驱动电机和角度测量传感器，控制转台2运动时的旋转角度、速度、定位并获得转台2实际状态；
找正台本体能够实现工件7的装夹定位以及工件7装夹跳动误差测量时的旋转角度控制。
具体地，在所述测量系统中：
测量系统包括零点快换子盘5轮廓测量系统和工件7轮廓测量系统；
零点快换子盘5轮廓测量系统包括激光位移传感器8、测量支架9、激光位移传感器控制器10：
通过激光位移传感器控制器10控制激光位移传感器8的测量启动以及测量数据的传输；根据中央控制单元14的指令控制激光位移传感器8的启动和关闭，将激光位移传感器8的测量数据采集并反馈给中央控制单元14。
具体地，在所述测量系统中：
工件7轮廓测量系统包括接触式位移传感器11、可移动支架12、接触式位移传感器控制器13：
通过接触式位移传感器控制器13控制触式位移传感器11的测量启动以及测量数据的传输；根据中央控制单元14的指令控制接触式位移传感器11的启动和关闭，将接触式位移传感器11的测量数据采集并反馈给中央控制单元14。
具体地，在所述交互控制系统中：
交互控制系统包括找正平台中央控制单元14、转台控制器3、激光位移传感器控制器10、接触式位移传感器控制器13、找正状态显示器15；
交互控制系统实现找正测量以及找正平台的旋转控制、找正数据的处理以及工件7找正状态的实时显示。
实施例2：
实施例2为实施例1的优选例，以更为具体地对本发明进行说明。
本领域技术人员可以将本发明提供的一种可避免找正台累积误差的环形件装夹找正方法，理解为可避免找正台累积误差的环形件装夹找正系统的具体实施方式，即所述可避免找正台累积误差的环形件装夹找正系统可以通过执行所述可避免找正台累积误差的环形件装夹找正方法的步骤流程予以实现。
根据本发明提供的一种可避免找正台累积误差的环形件装夹找正方法，采用所述的可避免找正台累积误差的环形件装夹找正系统，执行包括：
步骤S1：工件7预定位装夹；
步骤S2：进行工件7和零点快换子盘5圆周轮廓检测；
步骤S3：处理工件7和零点快换子盘5圆周轮廓测量数据并计算偏移量；
步骤S4：辅助找正调整及再检测。
具体地，在所述步骤S1中：
转台2位于零位分度并锁止，将工件7放置在工装夹具6上并压紧初始固定，将接触式位移传感器11移动到与工件7径向共线的测量位置，输入当前工件7理论直径尺寸值至找正平台中央控制单元14；激光位移传感器8与零点快换子盘5的相对距离固定，零点快换子盘5的理论直径尺寸提前设置再找正平台中央控制单元14。
具体地，在所述步骤S2中：
启动测量，分别记录零位处激光位移传感器8和接触式位移传感器11到转台2中心的距离；找正平台中央控制单元14通过激光位移传感器控制器10和接触式位移传感器控制器13控制激光位移传感器8和接触式位移传感器11启动，并采集激光位移传感器8和接触式位移传感器11的实时测量数据通过激光位移传感器控制器10和接触式位移传感器控制器13传输回找正平台中央控制单元14；找正平台中央控制单元14通过转台2电机控制器控制转台2带动工件7旋转一周，旋转过程中转台2电机控制器实时将转角信号传递给找正平台中央控制单元14；当旋转一周至末端时，转台2控制电机与激光位移传感器8和接触式位移传感器11停止，完成初始装夹状态下的工件7径向尺寸测量和零点快换子盘5径向尺寸测量。
具体地，在所述步骤S3中：
找正平台中央控制单元14将转台2的转角信号与接触式位移传感器11测量的数据进行时间同步处理记为δ0测(ω)，计算工件7各转角处的半径轮廓值为：
L0测(ω)＝δ0测(ω)+L0
L0为当前工件7的理论半径尺寸值；
分别绘制出工件7在当前夹持状态下的理论形状{L0(ω)}与实际测量形状{L0测(ω)}；
找正平台中央控制单元14将转台2的转角信号与激光位移传感器8的测量数据进行时间同步处理记为δ1测(ω)，计算零点快换子盘5各转角处的半径轮廓值为：
L1测(ω)＝δ1测(ω)+L1
L1为当前零点快换子盘5的理论半径尺寸值；
分别绘制出零点快换子盘5的理论形状{L1(ω)}与实际测量形状{L1测(ω)}；
找正平台中央控制单元14根据实际测量形状{L0测(ω)}和{L1测(ω)}结合最小二乘法计算获得当前状态下的最小二乘圆，其圆心记为{x0,y0}测和{x1,y1}测，并计算当前夹持状态下的工件7圆心与零点快换子盘5圆心的偏离矢量；根据矢量得出工件找正调整角度ωδ及位移dδ(ωδ)；找正平台中央控制单元14将找正调整角度及位移实时的显示到找正状态显示器15。
具体地，在所述步骤S4中：
通过计算获得的找正调整角度及位移，结合转台2定子部分上的分度标记找到需要调整的位置及方向，调整初始装夹的工件7至找正位置并重新装夹固定；重新进行工件7和零点快换子盘5圆周轮廓检测，获得调整后的装夹状态，当计算获得工件找正待调整位移dδ(ωδ)满足小于工艺要求的找正阀值时完成找正操作；
若工件找正待调整位移dδ(ωδ)不满足小于工艺要求的找正阀值时，则重复处理跳动测量数据、计算偏移量和辅助找正调整，直至满足dδ(ωδ)小于工艺要求的找正阀值。
实施例3：
实施例3为实施例1的优选例，以更为具体地对本发明进行说明。
针对航发机匣薄壁件自动生产线零点快换系统的高精度找正需求，提出一种可消除找正台上零点快换子盘对母盘同轴度误差的找正方法。通过在线外找正平台将工件的理论几何中心直接调整至与零点快换子盘的理论几何中心同轴的方式，避免了找正台累积误差的影响。
本发明特别指可避免线外找正台累积误差的找正方法，即单子盘对多母盘的累积误差，和找正台母盘与转台回转中心的安装误差。
该方法采用线外找正台上一套自动分度转台与两个测量头联动，一个测头进行装夹工件的外/内圆转动尺寸检测，另一个测头进行零点快换子盘的外/内圆转动尺寸检测。通过径向检测尺寸的拟合获得当前夹持状态下工件的圆心和零点快换子盘的圆心，并计算得到二者的偏离矢量。将二者实际圆心相对的偏移角度和位移通过可视化的界面显示给操作人员。操作人员根据该数据将二者实际圆心调整到同轴。如此避免了子盘与线外找正台母盘的同轴度误差、母盘与找正台回转中心的同轴度安装误差。有效降低多子母盘的制造一致性要求，从而降低了制造精度要求和成本。
一种适用于航发机匣薄壁回转件的可消除零点快换多母盘对多子盘误差的找正方法，包括找正台本体、测量系统、交互控制系统组成。
找正台本体包括找正台框架、转台、转台控制器、零点快换母盘、零点快换子盘、工装夹具、工件：
找正台框架放置于地面上，转台包括两个部分，转台定子部分是指固定不动的部分，转台转子部分是指可以旋转的部分，二者之间通过电机连接。转台定子部分通过螺栓固接在找正台框架上，转台定子部分沿圆周刻有显示角度的分度标记，转台转子部分通过转台驱动电机驱动，可以在设备框架上转动，转台转子上固接有零点快换母盘，零点快换子盘通过固定在零点快换母盘内的零点单元与零点快换母盘配合，工件通过固定在零点快换子盘上的工装夹具进行装夹定位，转台控制器通过线缆连接转台的驱动电机和角度测量传感器。一方面控制转台运动时的旋转角度、速度、定位，另一方面获得转台实际状态(旋转角度、速度等)；找正台本体可实现工件的装夹定位以及工件装夹跳动误差测量时的旋转角度控制；
测量系统包括子盘轮廓测量系统和工件轮廓测量系统。
子盘轮廓测量系统包括激光位移传感器、测量支架、激光位移传感器控制器：测量支架与找正台框架固接，激光位移传感器位于测量支架末端，通过传感器控制器控制传感器的测量启动以及测量数据的传输；
工件轮廓测量系统包括接触式位移传感器、可移动支架、接触式位移传感器控制器，可移动支架置于找正台框架上，接触式位移传感器位于可移动支架末端，通过传感器控制器控制传感器的测量启动以及测量数据的传输；
激光位移传感器控制器通过线缆连接激光位移传感器和中央控制单元，可以根据中央控制单元的指令控制激光位移传感器的启动和关闭，并能将激光位移传感器的测量数据采集到，再反馈给中央控制单元。
接触式位移传感器控制器通过线缆连接接触式位移传感器和中央控制单元，可以根据中央控制单元的指令控制接触式位移传感器的启动和关闭，并能将接触式位移传感器的测量数据采集到，再反馈给中央控制单元。
交互控制系统包括找正平台中央控制单元、转台控制器、激光位移传感器控制器、接触式位移传感器控制器、找正状态显示器。转台控制器与找正平台中央控制单元相连、两个位移传感器控制器与找正平台中央控制单元相连、找正状态显示器与找正平台中央控制单元相连，可实现找正测量以及找正平台的旋转控制、找正数据的处理以及工件找正状态的实时显示。
一种用于航发机匣薄壁回转件的辅助智能找正平台智能辅助找正方法包括以下几个步骤：
第一步，工件预定位装夹及工件和零点快换子盘跳动检测。
首先，初始时，转台位于零位分度并锁止，将工件放置在夹具工装上并压紧初始固定，将接触式位移传感器移动到与工件径向共线的测量位置，输入当前工件理论直径尺寸值至找正平台中央控制单元。激光位移传感器与零点快换子盘的相对距离固定，零点快换子盘的理论直径尺寸提前设置再找正平台中央控制单元。启动测量，分别记录零位处接触式位移传感器和激光位移传感器到转台中心的距离；找正平台中央控制单元一方面通过激光位移传感器控制器和接触式位移传感器控制器控制激光位移传感器和接触式位移传感器启动，并采集激光位移传感器和接触式位移传感器的实时测量数据通过激光位移传感器控制器和接触式位移传感器控制器传输回找正平台中央控制单元；另一方面找正平台中央控制单元通过转台电机控制器控制转台带动工件缓慢旋转一周，旋转过程中转台电机控制器实时将转角信号传递给找正平台中央控制单元；当旋转一周至末端时，转台控制电机与测头停止，完成初始装夹状态下的工件径向尺寸测量和子盘径向尺寸测量。
第二步，跳动测量数据处理及偏移量计算。
当测量结束时，找正平台中央控制单元将转台的转角信号与接触式位移传感器测量的数据进行时间同步处理记为δ0测(ω)，可计算工件各转角处的半径轮廓值为
L0测(ω)＝δ0测(ω)+L0
L0为当前工件的理论半径尺寸值。
分别绘制出工件在当前夹持状态下的理论形状{L0(ω)}与实际测量形状{L0测(ω)}；
同时，找正平台中央控制单元将转台的转角信号与激光位移传感器测量数据进行时间同步处理记为δ1测(ω)，可计算子盘各转角处的半径轮廓值为
L1测(ω)＝δ1测(ω)+L1
L1为当前零点快换子盘的理论半径尺寸值。
分别绘制出零点快换子盘的理论形状{L1(ω)}与实际测量形状{L1测(ω)}；
然后，智能找正平台中央控制单元根据实际测量形状{L0测(ω)}和{L1测(ω)}结合最小二乘法计算获得当前状态下的最小二乘圆，其圆心记为{x0,y0}测和{x1,y1}测，计算获得当前夹持状态下的工件圆心与子盘圆心的偏离矢量；根据该矢量得出工件找正调整角度ωδ及位移dδ(ωδ)；找正平台中央控制单元将找正调整角度及位移实时的显示到找正状态显示器上，直观的呈现给找正操作人员。
第三步，辅助找正调整及再检测.
操作人员通过计算获得的找正调整角度及位移，结合转台定子上的分度标记找到需要调整的位置及方向，轻微的调整初始装夹的工件至找正位置并重新装夹拧紧；重新启动第一步的测量获得调整后的装夹状态，重新启动第二步的计算，当计算获得工件找正待调整位移dδ(ωδ)满足小于工艺要求的找正阀值时即完成找正操作；若不满足，则重复第二步及第三步的找正操作，直至满足dδ(ωδ)小于工艺要求的找正阀值。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (6)

1.一种可避免找正台累积误差的环形件装夹找正系统，其特征在于，包括：
找正台本体：找正台框架(1)放置于地面上，转台(2)定子部分固接在找正台框架(1)上，转台(2)转子部分上固接有零点快换母盘(4)，零点快换子盘(5)通过零点快换母盘(4)内的零点单元与零点快换母盘(4)连接，工件(7)固定在零点快换子盘(5)上的工装夹具(6)上；
测量系统：测量支架(9)与找正台框架(1)固接，激光位移传感器(8)位于测量支架(9)末端，激光位移传感器控制器(10)通过线缆连接激光位移传感器(8)和中央控制单元(14)；可移动支架(12)位于找正台框架(1)上，接触式位移传感器(11)位于可移动支架(12)末端，接触式位移传感器控制器(13)通过线缆连接接触式位移传感器(11)和中央控制单元(14)；
交互控制系统：转台控制器(3)与中央控制单元(14)相连，激光位移传感器控制器(10)、接触式位移传感器控制器(13)与中央控制单元(14)相连，找正状态显示器(15)与中央控制单元(14)相连。
2.根据权利要求1所述的可避免找正台累积误差的环形件装夹找正系统，其特征在于，在所述找正台本体中：
找正台本体包括找正台框架(1)、转台(2)、转台控制器(3)、零点快换母盘(4)、零点快换子盘(5)、工装夹具(6)、工件(7)：
转台(2)包括转台(2)定子部分和转台(2)转子部分，二者之间通过电机连接；转台(2)定子部分通过螺栓固接在找正台框架(1)上，转台(2)定子部分沿圆周刻有显示角度的分度标记，转台(2)转子部分通过转台(2)驱动电机驱动在找正台框架(1)上转动，转台(2)转子部分上固接有零点快换母盘(4)，零点快换子盘(5)通过固定在零点快换母盘(4)内的零点单元与零点快换母盘(4)配合，工件(7)通过固定在零点快换子盘(5)上的工装夹具(6)进行装夹定位；转台控制器(3)通过线缆连接转台(2)的驱动电机和角度测量传感器，控制转台(2)运动时的旋转角度、速度、定位并获得转台(2)实际状态；
找正台本体能够实现工件(7)的装夹定位以及工件(7)装夹跳动误差测量时的旋转角度控制。
3.根据权利要求1所述的可避免找正台累积误差的环形件装夹找正系统，其特征在于，在所述测量系统中：
测量系统包括零点快换子盘(5)轮廓测量系统和工件(7)轮廓测量系统；
零点快换子盘(5)轮廓测量系统包括激光位移传感器(8)、测量支架(9)、激光位移传感器控制器(10)：
通过激光位移传感器控制器(10)控制激光位移传感器(8)的测量启动以及测量数据的传输；根据中央控制单元(14)的指令控制激光位移传感器(8)的启动和关闭，将激光位移传感器(8)的测量数据采集并反馈给中央控制单元(14)。
4.根据权利要求3所述的可避免找正台累积误差的环形件装夹找正系统，其特征在于，在所述测量系统中：
工件(7)轮廓测量系统包括接触式位移传感器(11)、可移动支架(12)、接触式位移传感器控制器(13)：
通过接触式位移传感器控制器(13)控制触式位移传感器(11)的测量启动以及测量数据的传输；根据中央控制单元(14)的指令控制接触式位移传感器(11)的启动和关闭，将接触式位移传感器(11)的测量数据采集并反馈给中央控制单元(14)。
5.根据权利要求1所述的可避免找正台累积误差的环形件装夹找正系统，其特征在于，在所述交互控制系统中：
交互控制系统包括找正平台中央控制单元(14)、转台控制器(3)、激光位移传感器控制器(10)、接触式位移传感器控制器(13)、找正状态显示器(15)；
交互控制系统实现找正测量以及找正平台的旋转控制、找正数据的处理以及工件(7)找正状态的实时显示。
6.一种可避免找正台累积误差的环形件装夹找正方法，其特征在于，采用权利要求1所述的可避免找正台累积误差的环形件装夹找正系统，执行包括：
步骤S1：工件(7)预定位装夹；
步骤S2：进行工件(7)和零点快换子盘(5)圆周轮廓检测；
步骤S3：处理工件(7)和零点快换子盘(5)圆周轮廓测量数据并计算偏移量；
步骤S4：辅助找正调整及再检测；
在所述步骤S1中：
转台(2)位于零位分度并锁止，将工件(7)放置在工装夹具(6)上并压紧初始固定，将接触式位移传感器(11)移动到与工件(7)径向共线的测量位置，输入当前工件(7)理论直径尺寸值至找正平台中央控制单元(14)；激光位移传感器(8)与零点快换子盘(5)的相对距离固定，零点快换子盘(5)的理论直径尺寸提前设置再找正平台中央控制单元(14)；
在所述步骤S2中：
启动测量，分别记录零位处激光位移传感器(8)和接触式位移传感器(11)到转台(2)中心的距离；找正平台中央控制单元(14)通过激光位移传感器控制器(10)和接触式位移传感器控制器(13)控制激光位移传感器(8)和接触式位移传感器(11)启动，并采集激光位移传感器(8)和接触式位移传感器(11)的实时测量数据通过激光位移传感器控制器(10)和接触式位移传感器控制器(13)传输回找正平台中央控制单元(14)；找正平台中央控制单元(14)通过转台(2)电机控制器控制转台(2)带动工件(7)旋转一周，旋转过程中转台(2)电机控制器实时将转角信号传递给找正平台中央控制单元(14)；当旋转一周至末端时，转台(2)控制电机与激光位移传感器(8)和接触式位移传感器(11)停止，完成初始装夹状态下的工件(7)径向尺寸测量和零点快换子盘(5)径向尺寸测量；
在所述步骤S3中：
找正平台中央控制单元(14)将转台(2)的转角信号与接触式位移传感器(11)测量的数据进行时间同步处理记为δ0测(ω)，计算工件(7)各转角处的半径轮廓值为：
L0测(ω)＝δ0测(ω)+L0
L0为当前工件(7)的理论半径尺寸值；
分别绘制出工件(7)在当前夹持状态下的理论形状{L0(ω)}与实际测量形状
{L0测(ω)}；
找正平台中央控制单元(14)将转台(2)的转角信号与激光位移传感器(8)的测量数据进行时间同步处理记为δ1测(ω)，计算零点快换子盘(5)各转角处的半径轮廓值为：
L1测(ω)＝δ1测(ω)+L1
L1为当前零点快换子盘(5)的理论半径尺寸值；
分别绘制出零点快换子盘(5)的理论形状{L1(ω)}与实际测量形状{L1测(ω)}；
找正平台中央控制单元(14)根据实际测量形状{L0测(ω)}和{L1测(ω)}结合最小二乘法计算获得当前状态下的最小二乘圆，其圆心记为{x0,y0}测和{x1,y1}测，并计算当前夹持状态下的工件(7)圆心与零点快换子盘(5)圆心的偏离矢量；根据矢量得出工件找正调整角度ωδ及位移dδ(ωδ)；找正平台中央控制单元(14)将找正调整角度及位移实时的显示到找正状态显示器(15)；
在所述步骤S4中：
通过计算获得的找正调整角度及位移，结合转台(2)定子部分上的分度标记找到需要调整的位置及方向，调整初始装夹的工件(7)至找正位置并重新装夹固定；重新进行工件(7)和零点快换子盘(5)圆周轮廓检测，获得调整后的装夹状态，当计算获得工件找正待调整位移dδ(ωδ)满足小于工艺要求的找正阀值时完成找正操作；
若工件找正待调整位移dδ(ωδ)不满足小于工艺要求的找正阀值时，则重复处理测量数据、计算偏移量和辅助找正调整，直至满足dδ(ωδ)小于工艺要求的找正阀值。
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JP2018201307A (ja) * 2017-05-29 2018-12-20 三菱電機株式会社 回転電機の固定子およびその製造方法

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