一种大尺寸柱形壳体形位参数在线测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种大尺寸柱形壳体形位参数在线测量装置，包括安装基础，所述壳体采用立式安装，在壳体底部下方设置有若干位移传感器，所述若干位移传感器用于测量壳体的下端面平面度，在壳体外周设置有至少一组激光传感器组成，所述激光传感器组成用于测量壳体的上端面平面度以及壳体外周形面的扫描。本实用新型专利技术针对大尺寸柱形壳体形位参数测量过程中人工测量效率低、存在高空作业危险隐患、数据处理繁杂的问题，采用基于激光传感器的非接触式测量技术手段，实现对大尺寸柱形工件端框平面度、圆度、平行度、同轴度、垂直度等形位尺寸参数准确高效的在线测量，大大提高了测量过程的准确性和自动化程度，避免了计量人员高空作业，满足现场测量需求。

An On-line Measuring Device for Shape and Position Parameters of Large Cylindrical Shell

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸柱形壳体形位参数在线测量装置
本技术属于测量
，特别涉及一种大尺寸柱形壳体形位参数在线测量装置。
技术介绍
形位参数是评价大壳体工艺质量的重要指标。现场条件下测量的壳体的形位参数主要包括：上端框和下端框的端面平面度、两端面之间的平行度，上端框和下端框的圆度、同轴度，两个端框轴线与端面的垂直度等指标。当前成熟的形位尺寸测量方法分为接触式和非接触式两大类。非接触式测量方法大致可分为两类：被动测量式和主动测量式。被动测量式以“立体视觉”为典型代表，多应用于移动机器人导航和土木工程等领域。当前研究人员较多采用主动测量式，根据其测量原理可划分为影像法、干涉法、CT测量法、光学三角法等。本技术针对的壳体尺寸外型较大，常规的影像法、干涉法、CT测量法等多为实验室内测量设备，不适合现场测量条件。因此，以基于光学三角法的激光传感器为核心构建在线测量装置，实现在复杂现场环境下壳体形位参数的测量。目前，采用激光跟踪仪进行形位参数测量时，壳体多采用卧式安装，必然会产生变形，测量过程中需要进行3至6次的转站操作，同时计量人员存在爬高至产品弧顶采集数据的情况，工作高度约在（3～4）m，存在高空作业危险隐患，而且测量单个壳体耗时约3小时，测量效率较低。可见，现有的测量手段效率低且存在高空作业危险，不适应产品的批量化生产，满足不了快速、集成的现场测量需求。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于：针对上述存在的技术问题，提供一种能够实现在复杂现场环境下壳体形位参数的准确高效测量的大尺寸柱形壳体形位参数在线测量装置。本技术的技术方案是这样实现的：一种大尺寸柱形壳体形位参数在线测量装置，包括安装基础，所述壳体放置在安装基础上，其特征在于：所述壳体采用立式安装，在所述壳体底部下方设置有若干位移传感器，所述若干位移传感器用于测量壳体的下端面平面度，在所述壳体外周设置有至少一组激光传感器组成，所述激光传感器组成用于测量壳体的上端面平面度以及壳体外周形面的扫描。本技术所述的大尺寸柱形壳体形位参数在线测量装置，其在所述壳体底部下方设置有若干垫块，所述若干垫块形成对壳体的支撑结构，所述若干位移传感器分别设置在若干垫块上，所述位移传感器的测杆端部与壳体下端面接触。本技术所述的大尺寸柱形壳体形位参数在线测量装置，其在所述安装基础上设置有旋转组件，所述若干垫块安装在旋转组件上，在测量过程中，所述旋转组件带动壳体沿旋转组件轴线旋转运动。本技术所述的大尺寸柱形壳体形位参数在线测量装置，其每组激光传感器组成与位移组件连接，所述位移组件可移动地与固定在安装基础上的立柱连接，所述位移组件带动激光传感器组成在壳体外周移动完成相应测量。本技术所述的大尺寸柱形壳体形位参数在线测量装置，其所述每组激光传感器组成包括传感器支架以及安装在传感器支架上的顶部激光传感器和侧面激光传感器，所述顶部激光传感器用于测量壳体的上端面平面度，所述侧面激光传感器用于测量壳体上、下端框的圆度。本技术主要针对大尺寸柱形壳体形位参数测量过程中人工测量效率低、存在高空作业危险隐患、数据处理繁杂的问题，采用基于激光传感器的非接触式测量技术手段，实现对大尺寸柱形工件端框平面度、圆度、平行度、同轴度、垂直度等形位尺寸参数准确高效的在线测量，大大提高了现有测量过程的准确性和自动化程度，避免了计量人员高空作业，满足现场测量需求。附图说明图1是本技术的结构示意图。图中标记：1为安装基础，2为壳体，3为位移传感器，4为垫块，5为旋转组件，6为位移组件，7为立柱，8为传感器支架，9为顶部激光传感器，10为侧面激光传感器。具体实施方式下面结合附图，对本技术作详细的说明。为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，一种大尺寸柱形壳体形位参数在线测量装置，包括安装基础1，所述壳体2放置在安装基础1上，所述壳体2采用立式安装，在所述壳体2底部下方设置有若干位移传感器3，所述若干位移传感器3用于测量壳体2的下端面平面度，在所述壳体2外周设置有至少一组激光传感器组成，所述激光传感器组成用于测量壳体2的上端面平面度以及壳体2外周形面的扫描。其中，在所述壳体2底部下方设置有若干垫块4，所述若干垫块4形成对壳体2的支撑结构，所述垫块为空心刚体结构，所述若干位移传感器3分别设置在若干垫块4上，所述位移传感器3的测杆端部与壳体2下端面接触，在所述安装基础1上设置有旋转组件5，所述若干垫块4安装在旋转组件5上，在测量过程中，所述旋转组件5带动壳体2沿旋转组件5轴线旋转运动。在本实施例中，所述激光传感器组成为两组，两组激光传感器组以壳体轴心为中心对称布置在壳体的两侧，每组激光传感器组成与位移组件6固定连接，所述位移组件6可移动地与固定在安装基础1上的立柱7连接，所述位移组件可沿平行立柱和垂直立柱两个方向上运动，所述位移组件6带动激光传感器组成在壳体2外周沿水平和竖直两个方向上移动，并完成相应测量。所述激光传感器组成支持有线和无线两种数据传输方式，所述位移组件在计算机控制下，带动激光传感器组成按预定路径运动，激光传感器组成采集壳体形貌数据，并将其传输给计算机，计算机端软件对数据进行分析处理，计算出壳体的形位参数值，自动输出测量报告。其中，所述每组激光传感器组成包括传感器支架8以及安装在传感器支架8上的顶部激光传感器9和侧面激光传感器10，两组激光传感器组成中的侧面激光传感器采用对径方式安装，形成一组对径激光器，安装位置可上下调节，对径激光器在同一平面内，并且该平面通过旋转组件回转中心，所述顶部激光传感器9用于测量壳体2的上端面平面度，所述侧面激光传感器10用于对壳体2外圆柱的形面进行数据扫描，扫描截面间距可根据壳体高度可调，扫描过程分截面进行，计算机通过扫描数据可评判出其圆度、圆柱度、同轴度，及其与端面的垂直度参数。本技术的测量原理是：第一阶段：测量下端面平面度。被测壳体安装在旋转组件上的垫块之上后，在垫块同一节圆位置均布安装的8只位移传感器的测杆被压缩，其压缩量通过各自的数据线反馈给数据收集器，数据收集器将数据传输给计算机，计算机端软件利用该数据计算出下端面平面度。第二阶段：测量上端面平面度、上端框的圆度。控制激光传感器组成运行至壳体的上端框处，并向中间移动至合适位置，保证传感器支架上端的顶部激光位移传感器均处于正常工作范围内，并且激光出射点大致对应于上端框中部；同时保证侧面激光传感器的激光出射点对应上端面平面环的某一节圆直径处，并满足其正常工作距离。控制旋转组件带动壳体沿某一方向匀速旋转，激光传感器各自按一定频率和象限位置分别采集测量数据并及时传输给计算机；壳体旋转一周后得到所需的原始数据，计算机进行数据分析,得到圆度、平面度指标；数据采集结束后控制传感器支架回退至安全位置。第三阶段：测量下端框圆度。控制激光传感器组成降至下端框高度，同时向中心调整两个传感器支架，保证激光传感器均处于正常工作范围内，并且激光出射点大致对应于下端框中部。控制旋转组件带动壳体沿某一方向匀速旋转，两个激光传感器各自按一定频率和象限位置分别采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大尺寸柱形壳体形位参数在线测量装置，包括安装基础（1），所述壳体（2）放置在安装基础（1）上，其特征在于：所述壳体（2）采用立式安装，在所述壳体（2）底部下方设置有若干位移传感器（3），所述若干位移传感器（3）用于测量壳体（2）的下端面平面度，在所述壳体（2）外周设置有至少一组激光传感器组成，所述激光传感器组成用于测量壳体（2）的上端面平面度以及壳体（2）外周形面的扫描。

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸柱形壳体形位参数在线测量装置，包括安装基础（1），所述壳体（2）放置在安装基础（1）上，其特征在于：所述壳体（2）采用立式安装，在所述壳体（2）底部下方设置有若干位移传感器（3），所述若干位移传感器（3）用于测量壳体（2）的下端面平面度，在所述壳体（2）外周设置有至少一组激光传感器组成，所述激光传感器组成用于测量壳体（2）的上端面平面度以及壳体（2）外周形面的扫描。2.根据权利要求1所述的大尺寸柱形壳体形位参数在线测量装置，其特征在于：在所述壳体（2）底部下方设置有若干垫块（4），所述若干垫块（4）形成对壳体（2）的支撑结构，所述若干位移传感器（3）分别设置在若干垫块（4）上，所述位移传感器（3）的测杆端部与壳体（2）下端面接触。3.根据权利要求2所述的大尺寸柱形壳体形位参数在线测量装置，其特征在于：在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢小辉，佟岩，王宏伟，吴桂林，
申请(专利权)人：四川航天计量测试研究所，
类型：新型
国别省市：四川,51