WO2018201337A1 - 大型圆环面形状误差在位测量系统 - Google Patents

大型圆环面形状误差在位测量系统 Download PDF

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Definitions

  • the posture adjustment section includes a posture adjustment table 5, a posture adjustment motor 4 and an adapter plate 6; the posture adjustment table 5 is used to adjust along the z-axis and x The angle of rotation of the shaft is controlled by the attitude control motor 4, and the attitude adjustment motor 4 is controlled by the controller; the z-axis is an axis perpendicular to the plane of the attitude table 5, and the adjustment angle is 0° ⁇ 360°; The axis is the axis of the vertical alignment motor in the 4-axis direction, and the adjustment angle is -30° ⁇ 30°; the lower surface of the adapter plate 6 is connected to the 5 table of the posture table, and the rotary indexing plate is connected to one side of the upper surface. Base 7 ;
  • the rotary indexing plate 1 has a minimum rotation angle of 1° and a rotation accuracy of 10 ⁇ .
  • the rotary indexing plate has a T on the table. The groove and the center hole; the rotary indexing plate 1 is positioned by the center hole and the mandrel of the sensor holder 10, and is fixed by the T-slot and the bolt and nut 2, and the other side is passed through the gear and the rotary indexing table base 7 Gear meshing;

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Abstract

一种大型圆环面形状误差在线测量系统，包括调姿部分、回转部分和测量部分。调姿部分包括调姿台（5）、调姿台电机（4）和转接板（6），调姿台（5）可以调节沿z轴和x轴的回转角度，其调节的角度由调姿台电机（4）控制，调姿部分与回转部分通过转接板（6）连接；回转部分包括回转分度盘底座（7）和高精度回转分度盘（1），回转时，通过扳手（11）松开固定，然后手动转动所需角度，之后把扳手（11）扳回来进行固定；测量部分包括传感器夹具（10）、传感器保持架（9）、接触式传感器（8），传感器夹具（10）通过心轴与回转分度盘（1）定位，然后通过两个螺栓螺母（2）固定；在传感器夹具（10）上一共布置有4组传感器插孔，每组插孔内有至少三个插孔，每个传感器插孔内安装一个传感器保持架（9）用来固定传感器（8）。

Description

大型圆环面形状误差在位测量系统
技术领域
本发明属于在位测试技术、测量平台位姿调整、高精度回转平台、机械夹具设计、接触式传感器测量、基于 Labview 的数据采集分析等技术领域，具体为一种圆环面形状误差在位测量系统。
背景技术
本发明主要是应用于机械零件中大型圆环面、法兰面的形状误差在位测量。
在机械零件装备时，装配界面形状误差信息非常重要，形状误差往往会影响接触刚度和装配精度。接触刚度的大小往往会直接影响装备整体的动力学特性和密封性等。为了精确控制装配体性能，需要测试零件的形状误差，例如航空发动机、离心压缩机等等重大装备装配过程，形状误差在位测量是实施装配工艺及性能精确控制的前提和基础，是智能装配过程中不可缺少的环节。而且在航空发动机、离心压缩机等重大装备装配过程中，广泛存在环形零 / 组件，这些环形零 / 组件往往结构复杂、质量大，只能使用在位测量技术。
目前 在工厂中广泛使用的方法是测量全跳动误差，但是全跳动误差是位置误差和形状误差的综合反映，仍难以根据全跳动信息获取形状误差。平面度仪法或者三坐标测量仪虽然能测量零件装配界面具体形貌，但通常不适用于航空发动机、燃气轮机、离心压缩机转子等大型环形界面形状误差的测量。
发明内容
本发明的目的是设计一用于在位测量大型圆环面、法兰面形状误差的设备。
本发明的技术方案：
大型圆环面形状误差在位测量系统，包括调姿部分、回转部分和测量部分；
调姿部分包括调姿台 5 、调姿台电机 4 和转接板 6 ；调姿台 5 用于调节沿 z 轴和 x 轴的回转角度，由调姿台电机 4 控制，调姿台电机 4 由控制器控制； z 轴为垂直于调姿台 5 平面的轴，调整角度为 0°~360° ； x 轴为垂直调姿台电机 4 轴方向的轴，调整角度为 -30°~30° ；转接板 6 的下表面连接在调姿台 5 台面上，其上表面一侧连接有回转分度盘底座 7 ；
回转部分包括回转分度盘底座 7 和分回转分度盘 1 ；回转分度盘底座 7 主体为方体框架结构，两侧表面和底面开有 T 型槽， T 型槽与转接板 6 通过螺栓螺母配合 连接；回转分度盘 1 上的 齿轮与回转分度盘底座 7 上的齿轮啮合；回转分度盘底座 7 顶面设有扳手，扳手向前扳动，带动回转分度盘 1 向前运动， 使回转分度盘 1 上的齿轮与回转分度盘底座 7 上的齿轮啮合，可以手动转动所需角度，扳手向回扳动，使回转分度盘 1 与回转分度盘底座 7 上的齿轮脱离啮合，并卡死以固定；
回转分度盘 1 的最小回转角度为 1° ，回转精度为 10`` ，回转分度盘 1 台面上开有 T 型槽和中心孔；回转分度盘 1 一侧通过中心孔与传感器夹具 10 的心轴定位，通过 T 型槽和螺栓螺母 2 配合固定，另一侧通过齿轮与回转分度盘底座 7 上的齿轮啮合；
测量部分包括传感器夹具 10 、传感器保持架 9 和接触式传感器 8 ；传感器夹具 10 为圆盘结构， 在传感器夹具 10 上共布置有 4 组传感器插孔，其中两组为单排传感器插孔，数量为 3 个，另两组为双排传感器插孔，每排 3 个，共 6 个；每排传感器插孔的中心插孔位置设为 0° 、 90° 、 180° 和 270° ，中心传感器插孔两侧的传感器插孔与中心的夹角为 10° ；每排中所有传感器插孔与圆心的距离相等，排与排之间不相等，传感器插孔与传感器夹具 10 的 圆心距离为 100mm~300mm ；单排传感器插孔用来测量法兰面上孔中心线上的形状误差，双排传感器插孔用来测量孔径向两侧的形状误差；每个传感器插孔内安装一个传感器保持架 9 用来固定接触式传感器 8 ；接触式传感器 8 测量的数据通过 RS232 总线传输到上位机，在上位机内编写 Labview 程序进行数据读取和分析。
本发明的有益效果：本发明提供的大型圆环面形状误差在位测量系统，可以主动调节测头平面和被测表面间的平行度，进一步减少误差，使在位评价大型圆环面形状误差的可靠性大幅度提升。
附图说明
图 1 为本发明实施例正视图。
图 2 为本发明实施例立体结构图。
图中： 1 回转分度盘； 2 螺栓螺母； 3T 型螺栓螺母； 4 调姿台电机；
5 调姿台； 6 转接板； 7 回转分度盘底座； 8 接触式传感器； 9 传感器保持架； 10 传感器夹具； 11 扳手。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图，进一步说明本发明的具体实施方式。
在图 1 图 2 所示结构简图中，主要包括： 1 回转分度盘； 2 螺栓螺母； 3T 型螺栓螺母； 4 调姿台电机； 5 调姿台； 6 转接板； 7 回转分度盘底座； 8 接触式传感器； 9 传感器保持架； 10 传感器夹具； 11 扳手
调姿台 5 用于调节沿 z 轴和 x 轴的回转角度，由调姿台电机 4 控制，调姿台电机 4 由控制器控制； z 轴为垂直于调姿台 5 平面的轴，调整角度为 0°~360° ； x 轴为垂直调姿台电机 4 轴方向的轴，调整角度为 -30°~30° ；转接板 6 的下表面与调姿台 5 台面相连，其上表面一侧连接回转分度盘底座 7 ；
回转分度盘底座 7 主体为方体框架结构，两侧表面和底面开有 T 型槽， T 型槽实现与转接板 6 的连接；回转分度盘 1 与回转分度盘底座 7 上的齿轮啮合；顶面设有扳手，扳手向前扳动，使回转分度盘 1 与回转分度盘底座 7 上的齿轮啮合，可以手动转动所需角度，扳手向回扳动，使回转分度盘 1 与回转分度盘底座 7 上的齿轮脱离啮合，并卡死以固定；回转分度盘 1 的最小回转角度为 1° ，回转精度为 10`` ，回转分度盘 1 台面上开有 T 型槽和中心孔；回转分度盘 1 一侧通过中心孔与传感器夹具 10 的心轴定位，通过 T 型槽和螺栓螺母 2 配合固定，另一侧通过齿轮与回转分度盘底座 7 上的齿轮啮合；
在传感器夹具 10 上一共布置有 4 组传感器插孔，其中两组插孔中插孔的数量为 3 个，另外两组插孔中插孔为两排，每排 3 个，共 6 个。每组插孔的中心插孔位置为 0° 、 90° 、 180° 、 270° ，中心插孔两侧的插孔与中心的夹角为 10° 。每组中所有插孔与圆心的距离相等，但组与组之间不相等，插孔与圆心距离在 100mm~300mm 范围内可变，单排插孔用来测量法兰面上孔中心线上的形状误差，双排插孔用来测量孔径向两侧的形状误差；每个传感器插孔内安装一个传感器保持架 9 用来固定接触式传感器 8 。

Claims (1)

  1. 一种圆环面平面度在线测量系统，其特征在于，所述的圆环面平面度在线测量系统包括调姿部分、回转部分和测量部分；
    调姿部分包括调姿台 ( 5) 、调姿台电机 ( 4) 和转接板 ( 6) ；调姿台 ( 5) 用于调节沿 z 轴和 x 轴的回转角度，由调姿台电机 ( 4) 控制，调姿台电机 ( 4) 由控制器控制； z 轴为垂直于调姿台 ( 5) 平面的轴，调整角度为 0°~360° ； x 轴为垂直调姿台电机 ( 4) 轴方向的轴，调整角度为 -30°~30° ；转接板 ( 6) 的下表面连接在调姿台 ( 5) 台面上，其上表面一侧连接有回转分度盘底座 ( 7) ；
    回转部分包括回转分度盘底座 ( 7) 和分回转分度盘 ( 1) ；回转分度盘底座 ( 7) 主体为方体框架结构，两侧表面和底面开有 T 型槽， T 型槽与转接板 ( 6) 通过螺栓螺母配合 连接；回转分度盘 ( 1) 上的 齿轮与回转分度盘底座 ( 7) 上的齿轮啮合；回转分度盘底座 ( 7) 顶面设有扳手，扳手向前扳动，带动回转分度盘 ( 1) 向前运动， 使回转分度盘 ( 1) 上的齿轮与回转分度盘底座 ( 7) 上的齿轮啮合，手动转动所需角度，扳手向回扳动，使回转分度盘 ( 1) 与回转分度盘底座 ( 7) 上的齿轮脱离啮合，并卡死以固定；
    回转分度盘 ( 1) 的最小回转角度为 1° ，回转精度为 10`` ，回转分度盘 ( 1) 台面上开有 T 型槽和中心孔；回转分度盘 ( 1) 一侧通过中心孔与传感器夹具 ( 10) 的心轴定位，通过 T 型槽和螺栓螺母 ( 2) 配合固定，另一侧通过齿轮与回转分度盘底座 ( 7) 上的齿轮啮合；
    测量部分包括传感器夹具 ( 10) 、传感器保持架 ( 9) 和接触式传感器 ( 8) ；传感器夹具 ( 10) 为圆盘结构， 在传感器夹具 ( 10) 上共布置有 4 组传感器插孔，其中两组为单排传感器插孔，数量为 3 个，另两组为双排传感器插孔，每排 3 个，共 6 个；每排传感器插孔的中心插孔位置设为 0° 、 90° 、 180° 和 270° ，中心传感器插孔两侧的传感器插孔与中心的夹角为 10° ；每排中所有传感器插孔与圆心的距离相等，排与排之间不相等，传感器插孔与传感器夹具 ( 10) 的 圆心距离为 100mm~300mm ；单排传感器插孔用来测量法兰面上孔中心线上的平面度，双排传感器插孔用来测量孔径向两侧的平面度；每个传感器插孔内安装一个传感器保持架 ( 9) 用来固定接触式传感器 ( 8) ；接触式传感器 ( 8) 测量的数据通过 RS232 总线传输到上位机，在上位机内编写 Labview 程序进行数据读取和分析。
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