挖掘机液压锥柱塞轮廓加工误差测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种挖掘机液压锥柱塞轮廓加工误差测量装置及方法。本发明专利技术通过将锥柱塞零件固定在装置Y型锥柱塞安装固定模块上，通过线激光扫描传感器LS9030扫描得到锥柱塞零件的轮廓信息，对收集到的图像经过处理，计算出锥柱塞零件的轮廓参数，由此计算出锥柱塞轮廓加工误差。

Measuring Device and Method for Machining Error of Hydraulic Cone Piston Profile of Excavator

【技术实现步骤摘要】
挖掘机液压锥柱塞轮廓加工误差测量装置及方法
本专利技术涉及一种轮廓加工误差测量装置，尤其是涉及挖掘机液压锥柱塞轮廓加工误差测量装置。
技术介绍
近年来，轮廓加工误差测量方面的研究工作在很多的科研院所进行，且挖掘机液压锥柱塞轮廓加工误差测量涉及了建筑、煤炭、水利、等行业。目前，挖掘机液压锥柱塞轮廓加工误差测量的方法主要有机械法、光测法、影像法等。其中，机械法使用简单，携带方便，但是其灵敏度低，不适合高精度加工误差测量；光测法精度高，灵敏度高且为非接触检测，但是光测法结构复杂，测量方法繁琐，影像法适合用于加工误差测量，但是目前没有使用影像线扫法测量零件加工误差的方法。
技术实现思路
针对
技术介绍
的不足，本专利技术的目的在于提供一种挖掘机液压锥柱塞轮廓加工误差测量装置及方法。为了解决上述存在的技术问题，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术采用了一种机械结构，适用于挖掘机液压锥柱塞轮廓加工误差的测量。本专利技术基于高精度气浮导轨传动模块以及线激光扫描传感器LS9030模块，其中高精度气浮导轨传动模块安装在测量桌的中间，其上方固定了一块平板，用以安装两个Y型锥柱塞安装机械固定模块，用于固定锥柱塞零件；Y型锥柱塞安装固定模块整体采用轻质铝合金，以减轻装置的质量，两个Y型锥柱塞安装固定模块顶部圆弧直径大小不同，是为了适应锥柱塞的头部与尾部大小，使锥柱塞与Y型锥柱塞安装固定模块紧密贴合，此外两个Y型锥柱塞安装固定模块的高度不同，可使锥柱塞安装时令锥柱塞的轴线与气浮导轨上表面保持水平；线激光扫描传感器LS9030模块的发射端和接收端分别位于气浮导轨的两侧，且底部均有两个铝合金块，通过铝合金块的增高使传感器位于合适的测量高度，以保证锥柱塞在空间上位于传感器的有效测量范围内。所述的高精度气浮导轨传动模块，其端跳1μm，直线度0.2μm，选用改气浮导轨以较小测量时由气浮导轨运行产生的端跳而引起的误差。所述的Y型锥柱塞安装机械固定模块采用铝合金壳，以减轻装置的重量。本专利技术的有益效果：1.本专利技术是一套比较完善的挖掘机液压锥柱塞轮廓加工误差测量装置，其线扫宽度30mm，能够测量挖掘机液压锥柱塞轮廓加工误差。2.本专利技术通过线扫的方式测量零件的轮廓参数，非接触式的测量方式，避免测量接触零件带来的受力影响，且采用的LS-9030高精度线扫激光传感器具有高速采样，倾斜补正功能，保证了零件的高精度测量，传感器测量距离为0.08至30mm，锥柱塞横截面最大处为29mm，小于30mm，满足测量需求，此外，该传感器测量精度为2μm，满足8μm的需求。3.本专利技术采用的气浮导轨直线度为0.2μm，端跳动<1μm，可以减少导轨运行产生的端跳带来的误差。4.本专利技术通过两个Y型锥柱塞安装固定模块安装锥柱塞零件，两个Y型锥柱塞安装固定模块顶部圆弧直径大小不同，是为了适应锥柱塞的头部与尾部大小，使锥柱塞与Y型锥柱塞安装固定模块紧密贴合，此外两个Y型锥柱塞安装固定模块的高度不同，可使锥柱塞安装时令锥柱塞的轴线与气浮导轨上表面保持水平。5.本专利技术线激光扫描传感器LS9030模块的发射端和接收端底部均有两个铝合金传感器固定模块，通过铝合金传感器固定模块的增高使传感器位于合适的测量高度，以保证锥柱塞在空间上位于传感器的有效测量范围内。6.本专利技术通过气浮导轨的光栅尺与线激光扫描传感器LS9030模块的数据同步采集，实现线扫图像拼接得到的完整图像与气浮导轨的运动速度无关，避免气浮导轨运行速度的变化导致图像的拉伸/收缩而影响尺寸测量精度。7.本专利技术用于安装测量器件的安装桌子具有较高的平面度，减少桌面平面不平整带来的误差，以提高仪器整体测量精度。图1是本专利技术装置的三维示意图；图中：1、传感器固定模块；2、测量桌；3、气浮导轨；4、计算机；5、线激光扫描传感器LS9030接收端；6、锥柱塞；7、线激光扫描传感器LS9030发射端。图2是本专利技术锥柱塞零件安装示意图；图中：8、Y型锥柱塞安装固定模块；9、固定平板；x轴、气浮导轨运行方向；z轴、线激光扫描传感器LS9030扫描方向；图3是本专利技术装置运行流程图示意图；图4是本专利技术锥柱塞图像处理算法流程示意图；图5是本专利技术图像拼接结果示意图；图6是本专利技术锥柱塞头部球形部分图像处理示意图；图7是本专利技术锥柱塞尾部圆弧部分图像处理示意图；图8是本专利技术锥柱塞尾部圆弧部分图像细节展示示意图图中：f1、锥柱塞头部球形结构圆函数；f2、锥柱塞椎体母线函数；f3、辅助线；f4、锥柱塞尾部圆弧结构圆函数。具体实施方式如图1，图2所示，固定平板9安装在气浮导轨3上，固定平板上安装Y型锥柱塞安装固定模块8，锥柱塞6摆放在Y型锥柱塞安装固定模块8上，气浮导轨3两侧是两个传感器固定模块1，线激光扫描传感器LS9030发射端7与线激光扫描传感器LS9030接收端5分别安装在传感器固定模块1上方。本专利技术中使用的线激光扫描传感器LS9030发射端7与线激光扫描传感器LS9030接收端5具有高速采样，倾斜补正功能，传感器测量距离为0.08至30mm，测量精度为2μm，保证了零件的高精度测量。气浮导轨3直线度为0.2μm，端跳动<1μm，运行时沿着X轴方向，可以减少导轨运行产生的端跳带来的误差。Y型锥柱塞安装固定模块8顶部圆弧直径大小不同，是为了适应锥柱塞的头部与尾部大小，使锥柱塞与Y型锥柱塞安装固定模块紧密贴合，此外，可以从图2看出两个Y型锥柱塞安装固定模块大小不同，其中X轴正半轴的Y型锥柱塞安装固定模块高度相较于X轴负半轴的Y型锥柱塞安装固定模块高度比较低，可使锥柱塞安装时令锥柱塞的轴线与气浮导轨上表面即X轴保持平行。传感器固定模块1材质为铝合金，通过其增加使传感器的高度，使其位于合适的测量高度，以保证锥柱塞在空间上位于传感器的有效测量范围内。测量桌2与固定平板9具有好精度的平面度，减少桌面平面与固定平板平面不平整带来的误差，以提高仪器整体测量精度。本专利技术的工作过程如下：固定平板9通过螺丝固定在气浮导轨3上，再将Y型锥柱塞安装固定模块8通过螺丝固定在固定平板上，锥柱塞6零件直接摆放在Y型锥柱塞安装固定模块8上，由两个Y型锥柱塞安装固定模块8将其固定，其中，锥柱塞的头部球形结构安装在更高高度的Y型锥柱塞安装固定模块8上；气浮导轨3初始化，运行到指定位置，即锥柱塞6位于传感器测量范围外，且测量时由锥柱塞头部球形结构开始测量；运行气浮导轨3，使零件缓慢通过线激光扫描传感器LS9030测量范围，由气浮导轨的光栅尺采集X轴坐标信息，同时由线激光扫描传感器LS9030同步采集图像信号，再将光栅尺和线扫传感器的信息发送至计算机4并进行图像与坐标信息的匹配，最后通过图像处理软件处理采集到的图像并显示测量到的轮廓加工误差信息。本专利技术的图像处理过程如下：1.球径测量过程：1)图像处理时，先对软件参数初始化，令i＝1；2)先判断当前编号i是否小于等于图像的总数量I，若小于等于I，表示仍有未处理的图像，取第i幅图像，判断该图像上是否扫描到零件，若没有零件，则无需对图像进行调整，只需取整体图像的中点置于X轴上，对图像进行拼接，若图像上有零件图像，则需要对零件的图像位置进行判断，若零件图像与整体图像的底边相连，表示该图像包括锥柱塞零件信息以及Y型锥柱塞安装固定模块信息，故无需对图像进行调整，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.挖掘机液压锥柱塞轮廓加工误差测量装置，其特征在于：机械固定模块，气浮导轨传动模块，线激光扫描传感器LS9030模块，图像处理模块。

【技术特征摘要】
1.挖掘机液压锥柱塞轮廓加工误差测量装置，其特征在于：机械固定模块，气浮导轨传动模块，线激光扫描传感器LS9030模块，图像处理模块。2.根据权利要求1所述的机械固定模块，整体采用轻质铝合金，以减轻装置的质量，本发明装置将两个Y型锥柱塞安装固定模块通过螺丝固定在气浮导轨的滑块上表面，两个Y型锥柱塞安装固定模块顶部圆弧直径大小不同，是为了适应锥柱塞的头部与尾部大小，使锥柱塞与Y型锥柱塞安装固定模块紧密贴合，此外两个Y型锥柱塞安装固定模块的高度不同，可使锥柱塞安装时令锥柱塞的轴线与气浮导轨上表面保持水平；本发明装置线激光扫描传感器LS9030模块的发射端和接收端底部均有两个铝合金块，通过铝合金块的增高使传感器位于合适的测量高度，以保证锥柱塞在空间上位于传感器的有效测量范围内。3.根据权利要求1所述的气浮导轨传动模块，本发明装置测量时，需要将零件固定在气浮导轨上，通过气浮导轨的一维直线运动使传感器扫描整个零件，气浮导轨运动时，气浮导轨的直线度以及气浮导轨运动时端面的跳动对测量具有很大的影响，需要严格控制气浮导轨的这些参数，所选气浮导轨直线度为0.2μm，端跳动<1μm。4.根据权利要求1所述的线激光扫描传感器LS9030模块，本发明装置传感器的测量距离为0.08至30mm，锥柱塞横截面最大处为29mm，小于30mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡佳成，祝敏豪，蔡晋辉，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33