CN115931223B - 一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法 - Google Patents

一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115931223B
CN115931223B CN202211671885.9A CN202211671885A CN115931223B CN 115931223 B CN115931223 B CN 115931223B CN 202211671885 A CN202211671885 A CN 202211671885A CN 115931223 B CN115931223 B CN 115931223B
Authority
CN
China
Prior art keywords
workpiece
sensor
point
machine tool
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211671885.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115931223A (zh
Inventor
钱红梅
张映宁
胡余平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Erzhong Group Deyang Heavy Industries Co Ltd
Original Assignee
China Erzhong Group Deyang Heavy Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Erzhong Group Deyang Heavy Industries Co Ltd filed Critical China Erzhong Group Deyang Heavy Industries Co Ltd
Priority to CN202211671885.9A priority Critical patent/CN115931223B/zh
Publication of CN115931223A publication Critical patent/CN115931223A/zh
Priority to PCT/CN2023/140925 priority patent/WO2024140456A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115931223B publication Critical patent/CN115931223B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/12—Static balancing; Determining position of centre of gravity

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

本发明提供了一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法，包括机床，所述机床上设置平台，所述平台的右端上安装有两个方箱A，左端上安装有方箱B，所述方箱B上安装有垫铁，所述方箱A上设置传感器电子秤和千斤顶，所述传感器电子秤上安装垫板，所述垫板、千斤顶和垫铁上安装工件。通过在工件三点支撑位置焊接传感器垫板，称重前和工件在机床上同加工的方法保证传感器的水平度和工件水平度一致，传感器通过垫板固定在工件上，保证称重位置不变，并根据机床打表实测传感器位置的方法，保证受力点计算力臂的准确性，对大尺寸、大吨位的异形结构件能够获得高精度的重量及质心位置。

Description

一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法
技术领域
本发明涉及结构件质心测量技术领域，尤其是一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法。
背景技术
某产品主臂为大型异形焊接结构件，长10.4米，宽5.6米，高2米，重量约84吨，要求重量测量误差不大于总重量的万分之二点五，实际质心偏差控制在水平面理论几何中心Φ1.5mm内，对于质心测量，常用的主要有机械重力法、多支点支撑法等，考虑到主臂尺寸大、重量重、结构异形的特点，其刚性较弱，起吊翻身易造成变形、影响零件的机械加工精度，并结合测量精度及适用范围，三点支撑法比较适用于该主臂的质心测量。但传统的三点支撑法，测量精度不高，一般只能达到千分之一的精度；定位精度不高；试验的重复性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法，取样方便快捷，提高工作效率，节约生产成本，消除安全隐患，保证生产顺利进行。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法，包括以下步骤：
S1、以机床上的平台对工件进行质心测量，将工件放置在平台上，机床的主轴上安装百分表，通过百分表检测被测工件的水平状态，在机床的角铣头上安装百分表，通过机床的数显和百分表数值，测量质心支撑点和被测工件几何位置的精确值；
S2、通过工件的重量分布采用平衡力矩法确定三点支撑位置的受力情况，步骤如下：
一、确定工件三个称重传感器的支撑点A、B、C，依据工件尺寸及总重，确定三个称重传感器的支撑点位置A、B、C，以设计理论重心“O”点为原点建立平面坐标系，A点和B点对称于OC中心线，C点位于OC线上，AB线垂直于OC线，A点、B点和C点三个支撑点靠近工件的边缘，通过支撑点A、B、C重量在X轴、Y轴平衡的原理确定A、B、C三点的重量及传感器量程；
二、将三个称重传感器固定，通过机床打表确定A、B、C三点在XY坐标系中的位置即A(XA,YA)、B(XB,YB)、C(XC,YC)；
三、将三台称重显示器与称重传感器连接形成传感器电子秤，先通过传感器电子秤对工件的重量进行测量，再根据实测数据通过称重传感器进行小量程范围精确标定；
S3、测量时在每个传感器电子秤处添加标准砝码，进行校验，并根据显示变化值和补码重量，精确测量出传感器电子秤未显示值，如下；
定义A、B、C三点传感器显示值分别为FA、FB、FC,三点对应传感器自重及工装总重量分别为MA、MB、MC,三点显示器的跳变值分别为QA、QB、QC,三点补码分别为GA、GB、GC,则质心坐标X0、Y0如下：
S4、传感器电子秤的水平度和工件水平度一致,传感器电子秤通过垫板固定在工件上，保证称重位置不变，并根据机床打表实测传感器位置，保证三处受力点到坐标系原点“O”处力臂的准确性；
S5、质心测量进行多次重复试验，在测量时通过千斤顶同时升降，保证工件的水平度不发生大幅度的改变，并通过机床打表实时监测工件的水平度变化情况，并根据水平度误差值进行调整。
所述机床上设置平台，所述平台的右端上安装有两个方箱A，左端上安装有方箱B，所述方箱B上安装有垫铁，所述方箱A上设置传感器电子秤和千斤顶，所述传感器电子秤上安装垫板，所述垫板、千斤顶和垫铁上安装工件。
所述机床为大型桥式数控龙门铣床。
本发明的有益效果是：
1.先通过传感器电子秤对工件的重量进行测量；再通过实测数据，如A、B两点显示12吨，C点显示60吨；最后通过称重传感器进行小量程范围精确标定，如A、B两点传感器将11～13吨范围的称量精度从千分之一标定至万分之二，C点传感器将59～61吨范围的称量精度从千分之一标定至万分之二；传感器在工件上的承重位置对于质心的测量结果影响较大，本方法采用预先在工件三点支撑位置焊接传感器垫板，称重前和工件在机床上同加工的方法保证传感器的水平度和工件水平度一致，传感器通过垫板固定在工件上，保证称重位置不变，并根据机床打表实测传感器位置的方法，保证受力点计算力臂的准确性，对大尺寸、大吨位的异形结构件能够获得高精度的重量及质心位置。
2.通过同步千斤顶同时升降，保证工件的水平度不发生大幅度的改变，并通过机床打表实时监测工件的水平度变化情况，并可根据水平度误差值进行微量调整，保证重复测量状态一致，减小测量的重复性误差。
3.通过质心测量后的配平、减重工作，可在机床上立即执行，并能马上重新检测验证，工件处于使用状态进行测量，因不需要翻身操作，减少了工件变形风险。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中平衡力矩法确定三点支撑位置的分解示意图(图1中D方向示意图)；
图中所示：1-垫板；2-传感器电子秤；3-千斤顶；4-工件；5-垫铁；6-砝码；7-机床；8-平台；9-方箱A；10-方箱B。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法，包括以下步骤：
S1、以机床7上的平台8对工件4进行质心测量，将工件4放置在平台8上，机床7的主轴上安装百分表，通过百分表检测被测工件4的水平状态，在机床7的角铣头上安装百分表，通过机床7的数显和百分表数值，测量质心支撑点和被测工件4几何位置的精确值；
S2、如图2所示，通过工件4的重量分布采用平衡力矩法确定三点支撑位置的受力情况，步骤如下：
一、确定工件4三个称重传感器的支撑点A、B、C，依据工件4尺寸及总重，确定三个称重传感器的支撑点位置A、B、C，以设计理论重心“O”点为原点建立平面坐标系，A点和B点对称于OC中心线，C点位于OC线上，AB线垂直于OC线，A点、B点和C点三个支撑点靠近工件的边缘，通过支撑点A、B、C重量在X轴、Y轴平衡的原理确定A、B、C三点的重量及传感器量程；
二、将三个称重传感器固定，通过机床7打表确定A、B、C三点在XY坐标系中的位置即A(XA,YA)、B(XB,YB)、C(XC,YC)；
三、将三台称重显示器与称重传感器连接形成传感器电子秤2，先通过传感器电子秤2对工件4的重量进行测量，再根据实测数据(如A、B两点显示12吨，C点显示60吨)通过称重传感器进行小量程范围精确标定(如A、B两点传感器将11～13吨范围的称量精度从千分之一标定至万分之二，C点传感器将59～61吨范围的称量精度从千分之一标定至万分之二)；
S3、测量时在每个传感器电子秤2处添加标准砝码6，进行校验，并根据显示变化值和补码重量，精确测量出传感器电子秤2未显示值，如下；
定义A、B、C三点传感器显示值分别为FA、FB、FC,三点对应传感器自重及工装总重量分别为MA、MB、MC,三点显示器的跳变值分别为QA、QB、QC,三点补码分别为GA、GB、GC,则质心坐标X0、Y0如下：
S4、传感器电子秤2的水平度和工件4水平度一致,传感器电子秤2通过垫板1固定在工件4上，保证称重位置不变，并根据机床7打表实测传感器位置，保证三处受力点到坐标系原点“O”处力臂的准确性且在多次测量过程中保持不变；
S5、质心测量进行多次重复试验，在测量时通过千斤顶3同时升降，保证工件4的水平度不发生大幅度的改变，并通过机床7打表实时监测工件的水平度变化(由于同步千斤顶的同步误差会造成工件在X、Y方向的偏斜从而造成工件的水平度出现变化，比如从初始的0.10mm变成0.50mm)情况，并根据水平度误差值(如果水平度误差超出0.10mm就需要进行调整至0.10mm以内)进行调整。
所述机床7上设置平台8，所述平台8的右端上安装有两个方箱A9，左端上安装有方箱B10，所述方箱B10上安装有垫铁5，所述方箱A9上设置传感器电子秤2和千斤顶3，所述传感器电子秤2上安装垫板1，所述垫板1、千斤顶3和垫铁5上安装工件4。
所述机床7为大型桥式数控龙门铣床。
先通过传感器电子秤2对工件4的重量进行测量；再通过实测数据，如A、B两点显示12吨，C点显示60吨；最后通过称重传感器进行小量程范围精确标定，如A、B两点传感器将11～13吨范围的称量精度从千分之一标定至万分之二，C点传感器将59～61吨范围的称量精度从千分之一标定至万分之二；传感器在工件上的承重位置对于质心的测量结果影响较大，本方法采用预先在工件4三点支撑位置焊接传感器垫板，称重前和工件4在机床7上同加工的方法保证传感器的水平度和工件4水平度一致，传感器通过垫板1固定在工件4上，保证称重位置不变，并根据机床7打表实测传感器位置的方法，保证受力点计算力臂的准确性，对大尺寸、大吨位的异形结构件能够获得高精度的重量及质心位置。
通过同步的千斤顶3同时升降，保证工件4的水平度不发生大幅度的改变，并通过机床7打表实时监测工件4的水平度变化情况，并可根据水平度误差值进行微量调整，保证重复测量状态一致，减小测量的重复性误差。
通过质心测量后的配平、减重工作，可在机床7上立即执行，并能马上重新检测验证，工件4处于使用状态进行测量，因不需要翻身操作，减少了工件变形风险。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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 (3)

1.一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、以机床(7)上的平台(8)对工件(4)进行质心测量，将工件(4)放置在平台(8)上，机床(7)的主轴上安装百分表，通过百分表检测被测工件(4)的水平状态，在机床(7)的角铣头上安装百分表，通过机床(7)的数显和百分表数值，测量质心支撑点和被测工件(4)几何位置的精确值；
S2、通过工件(4)的重量分布采用平衡力矩法确定三点支撑位置的受力情况，步骤如下：
一、确定工件(4)三个称重传感器的支撑点A、B、C，依据工件(4)尺寸及总重，确定三个称重传感器的支撑点位置A、B、C，以设计理论重心“O”点为原点建立平面坐标系，A点和B点对称于OC中心线，C点位于OC线上，AB线垂直于OC线，A点、B点和C点三个支撑点靠近工件的边缘，通过支撑点A、B、C重量在X轴、Y轴平衡的原理确定A、B、C三点的重量及传感器量程；
二、将三个称重传感器固定，通过机床(7)打表确定A、B、C三点在XY坐标系中的位置即A(XA,YA)、B(XB,YB)、C(XC,YC)；
三、将三台称重显示器与称重传感器连接形成传感器电子秤(2)，先通过传感器电子秤(2)对工件(4)的重量进行测量，再根据实测数据通过称重传感器进行小量程范围精确标定；
S3、测量时在每个传感器电子秤(2)处添加标准砝码(6)，进行校验，并根据显示变化值和补码重量，精确测量出传感器电子秤(2)未显示值，如下；
定义A、B、C三点传感器显示值分别为FA、FB、FC,三点对应传感器自重及工装总重量分别为MA、MB、MC,三点显示器的跳变值分别为QA、QB、QC,三点补码分别为GA、GB、GC,则质心坐标X0、Y0如下：
S4、传感器电子秤(2)的水平度和工件(4)水平度一致,传感器电子秤(2)通过垫板(1)固定在工件(4)上，保证称重位置不变，并根据机床(7)打表实测传感器位置，保证三处受力点到坐标系原点“O”处力臂的准确性；
S5、质心测量进行多次重复试验，在测量时通过千斤顶(3)同时升降，保证工件(4)的水平度不发生大幅度的改变，并通过机床(7)打表实时监测工件的水平度变化情况，并根据水平度误差值进行调整。
2.如权利要求1所述的一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法，其特征在于：所述机床(7)上设置平台(8)，所述平台(8)的右端上安装有两个方箱A(9)，左端上安装有方箱B(10)，所述方箱B(10)上安装有垫铁(5)，所述方箱A(9)上设置传感器电子秤(2)和千斤顶(3)，所述传感器电子秤(2)上安装垫板(1)，所述垫板(1)、千斤顶(3)和垫铁(5)上安装工件(4)。
3.如权利要求1所述的一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法，其特征在于：所述机床(7)为大型桥式数控龙门铣床。
CN202211671885.9A 2022-12-26 2022-12-26 一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法 Active CN115931223B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211671885.9A CN115931223B (zh) 2022-12-26 2022-12-26 一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法
PCT/CN2023/140925 WO2024140456A1 (zh) 2022-12-26 2023-12-22 一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211671885.9A CN115931223B (zh) 2022-12-26 2022-12-26 一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115931223A CN115931223A (zh) 2023-04-07
CN115931223B true CN115931223B (zh) 2024-05-28

Family

ID=86655882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211671885.9A Active CN115931223B (zh) 2022-12-26 2022-12-26 一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN115931223B (zh)
WO (1) WO2024140456A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115931223B (zh) * 2022-12-26 2024-05-28 二重（德阳）重型装备有限公司 一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103712745A (zh) * 2013-12-26 2014-04-09 哈尔滨工业大学 直升机旋翼桨叶重心参数测量装置及方法
CN105806562A (zh) * 2016-05-16 2016-07-27 北京航天发射技术研究所 一种质量质心三点支撑冗余测量设备
JP2016151507A (ja) * 2015-02-18 2016-08-22 日章電機株式会社 被測定物の立体重心及び重量の測定方法並びに測定装置
CN106768639A (zh) * 2017-03-27 2017-05-31 江苏科技大学 调距桨桨叶重心测量装置和测量方法
CN108007643A (zh) * 2018-01-22 2018-05-08 北京卫星环境工程研究所 多点布站式质心测量装置及测量方法
CN108051142A (zh) * 2017-11-30 2018-05-18 北京卫星环境工程研究所 三点测力式质心测量台多级整体标定方法
JP2020076647A (ja) * 2018-11-08 2020-05-21 日本電信電話株式会社 重心位置推定装置、重心位置推定方法、プログラム

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4878175B2 (ja) * 2006-02-24 2012-02-15 Ｊｆｅメカニカル株式会社 バランス検査装置
DE102007017462B4 (de) * 2007-04-10 2012-08-30 Aker Mtw Werft Gmbh Verfahren zur Bestimmung von Schwerpunkten bei Großstrukturen
GB201603545D0 (en) * 2016-03-01 2016-04-13 Vestas Wind Sys As Method and apparatus for weighing an elongate object
CN114088293B (zh) * 2021-10-22 2024-07-05 株洲时代新材料科技股份有限公司 叶片质量矩测量工装及叶片质量矩测量的方法
CN115931223B (zh) * 2022-12-26 2024-05-28 二重（德阳）重型装备有限公司 一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103712745A (zh) * 2013-12-26 2014-04-09 哈尔滨工业大学 直升机旋翼桨叶重心参数测量装置及方法
JP2016151507A (ja) * 2015-02-18 2016-08-22 日章電機株式会社 被測定物の立体重心及び重量の測定方法並びに測定装置
CN105806562A (zh) * 2016-05-16 2016-07-27 北京航天发射技术研究所 一种质量质心三点支撑冗余测量设备
CN106768639A (zh) * 2017-03-27 2017-05-31 江苏科技大学 调距桨桨叶重心测量装置和测量方法
CN108051142A (zh) * 2017-11-30 2018-05-18 北京卫星环境工程研究所 三点测力式质心测量台多级整体标定方法
CN108007643A (zh) * 2018-01-22 2018-05-08 北京卫星环境工程研究所 多点布站式质心测量装置及测量方法
JP2020076647A (ja) * 2018-11-08 2020-05-21 日本電信電話株式会社 重心位置推定装置、重心位置推定方法、プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024140456A1 (zh) 2024-07-04
CN115931223A (zh) 2023-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107340098B (zh) 一种四点法测量质量、质心和质偏的方法
CN101226094A (zh) 一种用于六维力传感器标定装置的标定方法
CN111872743B (zh) 卧式加工中心热致直线度-垂直度误差检测装置及其方法
CN102506666B (zh) 一种数控铣床几何精度的综合检验方法
CN115931223B (zh) 一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法
CN108287523B (zh) 一种带外支架立式机床几何精度检测方法
CN113418451A (zh) 一种四轴激光定心测量装置及方法
CN201247031Y (zh) 端面环形梯形槽检测量具
CN102554703B (zh) 具有平衡加工余量的铸件初基准加工方法
CN110220436A (zh) 用于测量轴外壁斜置孔位置精度的检具
JP2020003468A (ja) 軸方向圧力に基づく柱体のササエ圧断面のオフセットを決定する方法及びシステム
CN113021077A (zh) 一种数控机床在机测量系统的精度校准方法
CN203550937U (zh) 一种大尺寸带表直角垂直度测量检具
CN106989723B (zh) 超高精度倾斜测试平台
CN206862350U (zh) 一种超高精度倾斜测试平台
CN110346084B (zh) 一种质心检测装置及方法
CN114705361A (zh) 一种不规则物体的重心重量测量系统及测量方法
CN114963948A (zh) 一种输送泵轴线与电动机轴线偏差的测量装置及确定方法
CN221859807U (zh) 一种重心检测装置
CN217122641U (zh) 一种测量工具
CN219532061U (zh) 一种测量尺
CN220339292U (zh) 多面体同心度测量装置
CN110907094B (zh) 大型臂式回转件静平衡检测方法及装置
CN219608059U (zh) 一种水平尺校准装置
CN214747633U (zh) 一种类圆柱体下移量和位移量衡重设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant