CN217504732U - 一种三坐标测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种三坐标测量装置，其包括三坐标测量机以及水平转台。水平转台包括限位结构，限位结构用于限位待测量回转件，且使限位后的待测量回转件的轴线沿水平方向延伸。同时水平转台还用于带动待测量回转件绕待测量回转件的轴线转动。三坐标测量机用于测量水平转台上限位的待测量回转件，如此在三坐标测量机对待测量回转件进行测量时，能够通过水平转台带动待测量回转件转动，同时由于待测量回转件的转动轴线水平延伸，如此通过待测量回转件的转动，能够使待测量回转件周向上任一位置处转动至朝上的方向，便于三坐标测量机对该处进行测量，进而有助于实现对待测量回转件的全周向测量，测量精度高。

Description

一种三坐标测量装置

技术领域

本实用新型涉及测量结构技术领域，具体而言，涉及一种三坐标测量装置。

背景技术

三坐标测量机是目前进行较高精度的检测首选的检测设备，而在机械领域中，重要部件的精度要求较高，需要进行高精密的检测。例如航空发动机的高压压气机转子，在装配后续进行多处轴向距离和径向直径的检测，而高压压气机转子作为航工发动机最关键的部件之一，要求其进行高精密的检测。

然而在高压压气机转子装配状态下进行测量时，由于转子尺寸及结构限制，导致高压压气机转子单元在三坐标测量机时，无法实现周向全尺寸检测，导致测量精度受限，尤其是对篦齿结构进行测量时，缺少全局尺寸很容易忽略关键部分，对后续的装配分析及关键尺寸计算存在一定的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种三坐标测量装置，其有助于实现对待测量回转件的周向全尺寸测量，进而能够提升测量精度以及为后续装配分析、性能分析提供可靠数据。

本实用新型提供的三坐标测量装置可以通过下述方式实现：

一种三坐标测量装置，包括三坐标测量机以及水平转台，所述水平转台包括限位结构，所述限位结构用于限位待测量回转件，且使所述待测量回转件的轴线沿水平方向延伸；所述水平转台用于带动所述待测量回转件绕所述轴线转动；所述三坐标测量机用于测量所述水平转台上限位的所述待测量回转件。

可选地，所述限位结构包括第一转轮和第二转轮，所述第一转轮的转轴与所述第二转轮的转轴均平行于所述轴线，且所述第一转轮和所述第二转轮均用于与所述待测量回转件的外周缘接触，以限位所述待测量回转件的径向位置。

可选地，所述水平转台还包括基座，所述基座上设置有倒梯形槽，所述倒梯形槽的长底边形成开口；所述第一转轮和所述第二转轮分别安装在所述倒梯形槽的两条腰与短底边的连接处。

可选地，所述水平转台还包括驱动件，所述第一转轮和所述第二转轮中的一方与所述驱动件连接，以在所述驱动件驱动所述一方转动的情况下，带动所述待测量回转件转动。

可选地，所述限位结构还包括轴向限位件，所述轴向限位件位于所述第一转轮和所述第二转轮的轴向的两侧，且所述轴向限位件用于限位所述待测量回转件的轴向位置。

可选地，所述三坐标测量装置还包括所述角度检测件，所述角度检测件用于检测所述待测量回转件转动的角度值。

可选地，所述水平转台还包括硬件集成系统，所述硬件集成系统与所述角度检测件通信，以获得所述角度检测件检测到的角度值信息。

可选地，所述三坐标测量装置还包括控制系统，所述三坐标测量机以及硬件集成系统均与所述控制系统通信，所述控制系统用于获取所述角度检测件检测的角度值，并控制所述三坐标测量机。

本实用新型的实施例提供的三坐标测量装置的有益效果包括，例如：

本实用新型的实施例提供了一种三坐标测量装置，其包括三坐标测量机以及水平转台。水平转台包括限位结构，限位结构用于限位待测量回转件，且使限位后的待测量回转件的轴线沿水平方向延伸。同时水平转台还用于带动待测量回转件绕待测量回转件的轴线转动，即待测量回转件的转动轴线为水平轴线。三坐标测量机用于测量水平转台上限位的待测量回转件，如此在三坐标测量机对待测量回转件进行测量时，能够通过水平转台带动待测量回转件转动，同时由于待测量回转件的转动轴线水平延伸，如此通过待测量回转件的转动，能够使待测量回转件周向上任一位置处转动至朝上的方向，便于三坐标测量机对该处进行测量，进而有助于实现对待测量回转件的全周向测量，测量精度高。

附图说明

在结合以下附图阅读本实用新型的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1示出了一种航空发动机的高压转子结构的剖面结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的一方面提供的三坐标测量装置中三坐标测量机的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型的一方面提供的三坐标测量装置中水平转台的结构示意图。

附图标记：

100-三坐标测量机；111-底座；112-第一滑轨；113-第二滑轨；114-滑轨支梁；115-支撑梁；116-竖直测量臂；117-检测头；200-水平转台；210-限位结构；211-第一转轮；212-第二转轮；213-轴向限位件；220-基座；221-倒梯形槽；222-开口；231-角度检测件；232-硬件集成系统；233-计算机系统；21-高压转子结构。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本实用新型的保护范围进行任何限制。

图1为一种航空发动机的高压转子结构21的剖面结构示意图，图2为本实施例提供的三坐标测量装置中三坐标测量机100的结构示意图，图3为本实施例提供的三坐标测量装置中水平转台200的结构示意图。请结合参照图1-图3，在航空发动机的高压转子装配后需要对多处轴向距离(如图1中所标注的L3和L4)以及径向直径(如图1中所标注的B1和B2)进行测量，本实用新型提供了一种三坐标测量装置(图未示出)，其能够实现对航空发动机的高压转子结构21的全周向尺寸检测，进而提升检测精度。

需要说明的是，在本实施例中，高压转子结构21即为待测量回转件，可以理解的，在其他实施例中，也可以将该三坐标测量装置用于其他需要进行周向尺寸测量的回转件的测量作业。

三坐标测量装置包括三坐标测量机100以及水平转台200。水平转台200包括限位结构210，限位结构210用于限位待测量回转件，且使限位后的待测量回转件的轴线沿水平方向延伸。同时水平转台200还用于带动待测量回转件绕待测量回转件的轴线转动，即待测量回转件的转动轴线为水平轴线。三坐标测量机100用于测量水平转台200上限位的待测量回转件，如此在三坐标测量机100对待测量回转件进行测量时，能够通过水平转台200带动待测量回转件转动，同时由于待测量回转件的转动轴线水平延伸，如此通过待测量回转件的转动，能够使待测量回转件周向上任一位置处转动至朝上的方向，便于三坐标测量机100对该处进行测量，进而有助于实现对待测量回转件的全周向测量。

如图2所示，本实施例提供的三坐标测量机100包括底座111、第一滑轨112、第二滑轨113、滑轨支梁114、支撑梁115、竖直测量臂116以及检测头117。第一滑轨112和滑轨支梁114相对设置在底座111的两侧，支撑梁115支撑在第一滑轨112上；第二滑轨113的两端分别设置在支撑梁115以及滑轨支梁114上，从而沿第一滑轨112和滑轨支梁114实现第二滑轨113在Y轴上运动；竖直测量臂116安装在第二滑轨113上，竖直测量臂116可沿第二滑轨113实现在X轴上的运动；检测头117设置在竖直测量臂116的下端，且竖直测量臂116可带动检测头117相对第二滑动在Z轴上运动，如此实现了检测头117在XYZ三轴上的运动。

需要说明的是，此处并不对三坐标测量机100的结构进行限制，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据需求选用现有技术中其他结构的三坐标测量机100。

使用时，水平转台200及其上的高压转子结构21位于底座111上，处于检测头117下侧。在本实施例中，底座111上未设置有与水平转台200连接的连接结构，水平转台200可直接放置于底座111上，检测时，三坐标测量机100通过检测到的高压转子结构21所在位置，调节坐标系位置。可以理解的，在其他实施例中，也可以在底座111上设置于水平转台200连接的结构，或者将水平转台200直接固定设置在底座111上，如此保证每次检测时水平转台200的位置固定。

如图3所示，限位结构210包括第一转轮211和第二转轮212，第一转轮211的转轴和第二转轮212的转轴均水平设置，通过第一转轮211和第二转轮212与高压转子结构21的外周缘接触，实现对高压转子结构21的径向位置限位时，高压转子结构21的轴线自然位于预设平面内，预设平面即为垂直第一转轮211的轴心与第二转轮212的轴心的连线的平面，如此实现了对高压转子结构21的自定心定位，且高压转子结构21的轴线自然沿水平方向延伸。同时，通过第一转轮211与第二转轮212对高压转子结构21的支撑，还实现了对高压转子结构21在竖直方向位置的限位。

可以理解的，在其他实施例中，也可以采用其他结构实现对高压转子结构2的自定心定位，并使高压转子结构21的轴线沿水平方向延伸，例如设置径向尺寸可调的中心支撑轴，将该中心支撑轴水平设置，当需要对高压转子结构21进行检测时，将中心支撑轴插入高压转子结构21的内孔中，并调节中心支撑轴的径向尺寸，使得中心支撑轴与高压转子结构21同轴设置，并对高压转子结构的位置进行限定。

进一步地，水平转台200还包括基座220，第一转轮211和第二转轮212均安装在基座220上。在本实施例中，基座220上设置有倒梯形槽221。倒梯形槽221即为横截面呈倒梯形的槽结构，同时倒梯形即为长底边朝上、短底边朝下的梯形。倒梯形槽221的长底边形成开口222，如此高压转子结构21可从该开口222进出倒梯形槽221。第一转轮211和第二转轮212分别安装在倒梯形槽221的两条腰与短底边的连线处，如此第一转轮211和第二转轮212上侧的空间宽度(两条腰之间的距离)逐渐增大。

进一步地，水平转台200还包括驱动件(图未示出)，驱动件用于提高带动高压转子结构21转动的动力。

可选地，驱动件与第一转轮211和第二转轮212中的一方连接，从而驱动该一方转动，进而带动高压转子结构21绕自身轴线转动，第一转轮211和第二转轮212中的另一方则对高压转子结构21进行辅助支撑，保证高压转子结构21转动过程中的位置稳定性。在本实施例中，驱动件与第二转轮212连接，在第二转轮212转动的情况下，带动高压转子结构21转动。具体地，驱动件可以为集成在第二转轮212内的结构，即第二转轮212采用驱动轮结构。

可以理解的，在其他实施例中，也可以将驱动件设置为与第一转轮211连接，第二转轮212发挥辅助支撑作用。

进一步地，限位结构210还包括轴向限位件213，轴向限位件213位于第一转轮211和第二转轮212的轴向两侧，从而通过轴向限位件213限定高压转子结构21的轴向位置。在第一转轮211、第二转轮212、轴向限位件213以及高压转子结构21自身重力的共同作用下，实现了对高压转子结构的轴向、轴向以及径向的限位，使得高压转子结构21仅能绕自身轴线转动。

具体地，在本实施例中，轴向限位件213的数量为两个，两个轴向限位件213相对安装在基座220上，且为与基座220活动连接的块状结构。可选地，轴向限位件213与基座220螺接，通过转动轴向限位件213可以调节两个轴向限位件213的位置，以松开或限位高压转子结构21。需要说明的是，此处并不限制轴向限位件213的结构，可以理解的，在其他实施例中，也可以采用其他能够对转动件进行轴向限位的结构。

在本实施例中，三坐标测量装置还包括角度检测件231，角度检测件231用于检测高压转子结构21转动的角度值。具体地，角度检测件231安装在基座220的上端面，可从倒梯形槽221的开口222处大于高压转子结构21的转动角度进行测量。

可选地，角度检测件231为编码器。可以理解的，在其他实施例中，也可以采用其他能够进行角度检测的结构作为角度检测件231，例如角度传感器。

进一步地，水平转台200还包括硬件集成系统232，硬件集成系统232与角度检测件231通信，从而获得角度检测件231检测到的角度值信息。具体地，硬件集成系统232通过线缆与角度检测件231连接，实现通信。

进一步地，三坐标测量装置还包括控制系统，三坐标测量机100以及硬件集成系统232均与控制系统通信，控制系统可以根据角度检测件231检测到的角度值，协同控制三坐标测量机100。具体地，控制系统包括计算机系统233以及三坐标测量机100的控制模组，计算机系统233通过线缆与硬件集成系统232连接，计算机系统233的控制软件集成于控制模组，通过计算机系统233与控制模组协同作用实现对三坐标测量机100和计算机系统233的控制。或者也可以将计算机系统233与控制模组集成在一起。

进一步地，硬件集成系统232还具有控制驱动件的硬件结构，硬件集成系统232可以根据控制系统发出的控制信号，控制第二转轮212的转动。

本实用新型的实施例提供的三坐标测量装置，使用时，将水平转台200放至于三坐标测量机100的底座111上，确定三坐标测量机100可达位置测量点后，水平转台200带动高压转子结构21转动角度α，相应地，三坐标测量机100的测量坐标系转动角度α，如此可以测量该轴向位置下周向其他坐标，实现对高压转子结构21径向尺寸的测量，同时通过对周向的全尺寸测量，可拟合得到该测量面的轴向坐标，通过与基准面坐标(例如图1中尺寸L3和L4的右侧基准)对比，即可获得高压转子结构21的轴向尺寸。

本实用新型的实施例提供的三坐标测量装置，其通过在三坐标测量机100上设置可带动高压转子结构21绕水平轴线转动的水平转台200，从而实现了高压转子结构21在三坐标测量机100上的全周向检测，有助于提升测量精度，为高压转子结构21数据分析以及发动机性能分析等提供数据支撑，特别是解决了篦齿结构的全周向检测问题。

Claims (8)

1.一种三坐标测量装置，其特征在于，包括三坐标测量机以及水平转台，所述水平转台包括限位结构，所述限位结构用于限位待测量回转件，且使所述待测量回转件的轴线沿水平方向延伸；所述水平转台用于带动所述待测量回转件绕所述轴线转动；所述三坐标测量机用于测量所述水平转台上限位的所述待测量回转件。

2.根据权利要求1所述的三坐标测量装置，其特征在于，所述限位结构包括第一转轮和第二转轮，所述第一转轮的转轴与所述第二转轮的转轴均平行于所述轴线，且所述第一转轮和所述第二转轮均用于与所述待测量回转件的外周缘接触，以限位所述待测量回转件的径向位置。

3.根据权利要求2所述的三坐标测量装置，其特征在于，所述水平转台还包括基座，所述基座上设置有倒梯形槽，所述倒梯形槽的长底边形成开口；所述第一转轮和所述第二转轮分别安装在所述倒梯形槽的两条腰与短底边的连接处。

4.根据权利要求2所述的三坐标测量装置，其特征在于，所述水平转台还包括驱动件，所述第一转轮和所述第二转轮中的一方与所述驱动件连接，以在所述驱动件驱动所述一方转动的情况下，带动所述待测量回转件转动。

5.根据权利要求2所述的三坐标测量装置，其特征在于，所述限位结构还包括轴向限位件，所述轴向限位件位于所述第一转轮和所述第二转轮的轴向的两侧，且所述轴向限位件用于限位所述待测量回转件的轴向位置。

6.根据权利要求1-5任一项所述的三坐标测量装置，其特征在于，所述三坐标测量装置还包括所述角度检测件，所述角度检测件用于检测所述待测量回转件转动的角度值。

7.根据权利要求6所述的三坐标测量装置，其特征在于，所述水平转台还包括硬件集成系统，所述硬件集成系统与所述角度检测件通信，以获得所述角度检测件检测到的角度值信息。

8.根据权利要求7所述的三坐标测量装置，其特征在于，所述三坐标测量装置还包括控制系统，所述三坐标测量机以及硬件集成系统均与所述控制系统通信，所述控制系统用于获取所述角度检测件检测的角度值，并控制所述三坐标测量机。

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