CN115265364A - 一种液力变矩器叶栅装配精度的测量和评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液力变矩器叶栅装配精度的测量和评价方法，涉及带曲面/曲线零件总成的装配精度测量或者逆向尺寸分析、质量评价领域，解决了液力变矩器叶栅在空间上分布呈弧面或弧边的特征，导致对其测量困难的问题，包括通过三维蓝光扫描仪扫描叶栅，得到叶栅特征部位的三维坐标点图；构建叶栅三维数字化模型；以叶栅三维数字化模型底平面为角度基准平面，利用角度基准平面和叶栅三维数字化模型相交测量，得到角度数据宽度范围；设定量高基准面，利用量高基准面和叶栅三维数字化模型相交测量；本发明利用角度基准平面和叶栅三维数字化模型相交测量，利用量高基准面和叶栅三维数字化模型相交测量，解决了测量困难的问题。

Description

一种液力变矩器叶栅装配精度的测量和评价方法

技术领域

本发明涉及带曲面/曲线零件总成的装配精度测量或者逆向尺寸分析、质量评价领域，更具体的是涉及液力变矩器叶栅装配精度的测量和评价方法技术领域。

背景技术

液力变矩器是各类工程机械中必不可少的传动部件，其结构组成包括泵轮、涡轮、导轮等典型的叶栅，其中，涡轮、泵轮等的典型特征包括叶栅、内轮和外轮等零件。工作时，叶栅之间的油道是工作液压油的通道，承载着一定的压力、流速、流量，且涡轮与泵轮之间的间隙很小，因此，叶栅安装精度对涡轮、泵轮的液压油的能量传递就有很大的影响。但叶栅的外形一般为弧面、弧边，其在内环和外环上均匀分布后，由于基准点不好选取，测量难度大。

目前，在叶栅角度测量方面，常用的方法有：采用辅助测量装置测量法以及采用卡板工具并结合公式计算法。辅助测量装置测量法其辅助测量装置制作周期较长，测量效率低下，操作相对较复杂。采用卡板工具并结合公式计算法其卡板测量的操作难度较高，公式计算的准确度也较难保证；在测量叶栅高度方面，主要依靠设计辅助测量装置进行辅助测量，同样测量效率低，且操作较复杂。因此，目前行业内尚急需一种能够更加直接、高效的测量方法。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决液力变矩器叶栅在空间上分布呈弧面或弧边的特征，导致了对其测量困难的技术问题，本发明提供一种液力变矩器叶栅装配精度的测量和评价方法。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种液力变矩器叶栅装配精度的测量和评价方法，包括以下步骤：

1)通过三维蓝光扫描仪扫描叶栅，得到叶栅特征部位的三维坐标点图；

2)构建叶栅三维数字化模型；

3)以叶栅三维数字化模型底平面为角度基准平面，利用角度基准平面和叶栅三维数字化模型相交测量，得到角度数据宽度范围；

4)设定量高基准面，利用量高基准面和叶栅三维数字化模型相交测量，得到高度数据宽度范围。

步骤3)中利用角度基准平面和叶栅三维数字化模型相交测量包括以下步骤：

A.设定角度基准平面的偏移个数为S，向叶栅叶片方向偏移S个角度基准平面，形成S个偏移角度基准平面；

B.叶栅叶片的棱边直线分别与S个偏移角度基准平面相交，每个偏移角度基准平面得到与叶片数量相同的交点；

C.确定叶栅三维数字化模型中心轴线，S个偏移角度基准平面分别与中心轴线相交，得到每个偏移角度基准平面的高度中心点，高度中心点与交点连接，得到与叶栅叶片数量相同的角度线和叶栅角度；

D.设定理论值＝360°/叶栅个数；

E.选取靠近理论值的100～116个叶栅角度，得到角度数据宽度范围。

步骤4)中利用量高基准面和叶栅三维数字化模型相交测量包括以下步骤：

A.以叶栅三维数字化模型底平面的圆心点为基点，并沿着叶栅三维数字化模型底平面的法线方向生成直径不同的N个量高基准面；

B.将叶栅叶片的棱边直线分别与N个量高基准面相交，每个量高基准面上得到与叶片数量相同的交点；

C.选取远离叶栅三维数字化模型底平面的100～116个交点为高度检测点，高度检测点到叶栅三维数字化模型底平面的距离为叶栅高度，得到高度数据宽度范围。

本发明的有益效果如下：

1.在本发明中，利用角度基准平面和叶栅三维数字化模型相交测量，得到角度数据宽度范围，利用量高基准面和叶栅三维数字化模型相交测量，得到高度数据宽度范围，而且在测量的过程中，无需其他辅助工具就能在短时间内测量出，还排除了人为测量误差带来的数据偏差，因此不仅解决了测量困难的问题，还提高了测量的精确度和可信度。

2.在本发明中，角度数据宽度范围，可表达叶栅之间角度的均匀性。

3.在本发明中，高度数据宽度范围，可表达叶栅高度的均匀性。

附图说明

图1是利用三维蓝光扫描仪获得叶栅的三维坐标点图的加工图；

图2是叶栅三维数字化模型图；

图3是实施例1中角度基准平面与叶栅叶片相交的示意图；

图4是实施例1中偏移角度基准平面与叶栅叶片相交得到角度检测点的示意图；

图5是实施例1中叶栅角度数据宽度范围及公差带宽度的示意图；

图6是实施例1中圆柱面与叶栅叶片相交的示意图；

图7是实施例1中圆柱面与叶栅叶片相交得到高度检测点的示意图；

图8是实施例1中叶栅高度数据分布及公差带宽度的示意图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种液力变矩器叶栅装配精度的测量和评价方法，包括以下步骤：

1)如图1所示，通过三维蓝光扫描仪扫描叶片个数为29个的叶栅，利用光学反射原理，得到叶栅特征部位的三维坐标点图；

2)如图2所示，利用三维坐标图构建叶栅三维数字化模型，并对其进行去噪、修复等处理；

3)以叶栅三维数字化模型底平面为角度基准平面，利用角度基准平面和叶栅三维数字化模型相交测量，得到角度数据宽度范围；具体测量步骤如下：

A.如图3所示，设定角度基准平面的偏移个数为5，向叶栅叶片方向偏移5个角度基准平面，得到偏移角度基准平面1、偏移角度基准平面2、偏移角度基准平面3、偏移角度基准平面4、偏移角度基准平面5；

B.如图4所示，叶栅叶片的棱边直线分别与偏移角度基准平面1、偏移角度基准平面2、偏移角度基准平面3、偏移角度基准平面4、偏移角度基准平面5相交，每个偏移角度基准平面得到与叶片数量相同的交点；

C.如图3所示，确定叶栅三维数字化模型中心轴线，5个偏移角度基准平面分别与中心轴线相交，得到每个偏移角度基准平面的高度中心点，即平面高度中心点1、平面高度中心点2、平面高度中心点3、平面高度中心点4、平面高度中心点5；平面高度中心点1、平面高度中心点2、平面高度中心点3、平面高度中心点4、平面高度中心点5分别与相对应的偏移角度基准平面上的交点连接，则每个偏移角度基准平面上有与叶栅叶片数量相同的角度线和叶栅角度；

D.设定理论值＝360°/29，则理论值＝12.414°，每个偏移角度基准平面上分别有29条角度线，相邻角度线的夹角为叶栅角度，则29条角度线由29个，5个偏移角度基准平面则有145条角度线，则叶栅角度有145个，如图4所示；

E.选取靠近理论值的100～116个叶栅角度，即100～116个角度检测点，得到角度数据宽度范围；选取靠近理论值的108个角度检测点，这108个角度检测点得到108个角度数据，则108个角度数据为角度数据宽度范围，若108个角度数据越靠近12.414°，则108个角度数据之间的差异就越小，叶栅叶片之间的分布就越均匀；而且，108个角度数据宽度范围的公差带宽度为0.499mm，如图5所示。

4)设定量高基准面，即圆柱面，利用圆柱面和叶栅三维数字化模型相交测量，得到高度数据宽度范围；具体测量步骤如下：

A.以叶栅三维数字化模型底平面的圆心点为基点，并沿着叶栅三维数字化模型底平面的法线方向生成直径不同的圆柱面1、圆柱面2、圆柱面3、圆柱面4、圆柱面5，如图6所示；

B.将叶栅三维数字化模型中的29个叶片的棱边直线分别与圆柱面1、圆柱面2、圆柱面3、圆柱面4、圆柱面5相交，每个圆柱面上得到与叶片数量相同的交点，即29个交点，5个圆柱面则有145个交点，如图7所示；

C.选取远离叶栅三维数字化模型底平面的100～116个交点为高度检测点，高度检测点到叶栅三维数字化模型底平面的距离为叶栅高度，得到高度数据宽度范围；即选取远离叶栅三维数字化模型底平面的108个交点为高度检测点，得到108个叶栅高度数值，108个叶栅高度数值分布在5个两个基准面上，因而得到5组叶栅高度数值宽度，圆柱面1上的叶栅高度数值宽度范围的公差为0.761mm、圆柱面2上的叶栅高度数值宽度范围的公差带宽度为0.857mm、圆柱面3上的叶栅高度数值宽度范围的公差带宽度为0.553mm、圆柱面4上的叶栅高度数值宽度范围的公差带宽度为0.494mm、圆柱面5上的叶栅高度数值宽度范围的公差带宽度为0.517mm，叶栅高度数值宽度范围越小，说明该组的高度差异，如图8所示。

具体的，棱边直线是指叶片靠近叶栅中心一侧的直线。

Claims (3)

1.一种液力变矩器叶栅装配精度的测量和评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)通过三维蓝光扫描仪扫描叶栅，得到叶栅特征部位的三维坐标点图；

2)构建叶栅三维数字化模型；

3)以所述叶栅三维数字化模型底平面为角度基准平面，利用角度基准平面和叶栅三维数字化模型相交测量，得到角度数据宽度范围；

4)设定量高基准面，利用量高基准面和叶栅三维数字化模型相交测量，得到高度数据宽度范围。

2.根据权利要求1所述的一种液力变矩器叶栅装配精度的测量和评价方法，其特征在于，所述步骤3)中利用角度基准平面和叶栅三维数字化模型相交测量包括以下步骤：

A.设定所述角度基准平面的偏移个数为S，向叶栅叶片方向偏移S个角度基准平面，形成S个偏移角度基准平面；

B.叶栅叶片的棱边直线分别与S个偏移角度基准平面相交，每个所述偏移角度基准平面得到与叶片数量相同的交点；

C.确定叶栅三维数字化模型中心轴线，S个偏移角度基准平面分别与中心轴线相交，得到每个偏移角度基准平面的高度中心点，所述高度中心点与交点连接，得到与叶栅叶片数量相同的角度线和叶栅角度；

D.设定理论值＝360°/叶栅个数；

E.选取靠近理论值的100～116个叶栅角度，得到角度数据宽度范围。

3.根据权利要求1所述的一种液力变矩器叶栅装配精度的测量和评价方法，其特征在于，所述步骤4)中利用量高基准面和叶栅三维数字化模型相交测量包括以下步骤：

A.以所述叶栅三维数字化模型底平面的圆心点为基点，并沿着叶栅三维数字化模型底平面的法线方向生成直径不同的N个量高基准面；

B.将所述叶栅叶片的棱边直线分别与N个量高基准面相交，每个量高基准面上得到与叶片数量相同的交点；

C.选取远离所述叶栅三维数字化模型底平面的100～116个交点为高度检测点，所述高度检测点到叶栅三维数字化模型底平面的距离为叶栅高度，得到高度数据宽度范围。

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