本发明专利技术公开了一种半球体气浮槽的精密快速测量装置，包括半球体和测量装置，测量装置包括精密卡盘、测量基座、平垫圈、蝶形螺母、校准件，还公开了一种利用半球体气浮槽的精密快速测量装置的测量方法，按照以下步骤操作：步骤1：校准精密卡盘夹持校准件，通过校准件下部台阶进行定位；对校准件进行圆度测量，同时调整卡盘的偏心位置，保证精密卡盘夹持中心与圆度仪测量轴的旋转中心保持同轴，然后锁紧精密卡盘，保证卡盘的实际偏心量在传感器的量程1/5以内；本发明专利技术的测量装置和测量方法不仅能提高测量的精度，还能满足半球体在制造和装配时对气浮槽的批量快速检测要求。对气浮槽的批量快速检测要求。对气浮槽的批量快速检测要求。
【技术实现步骤摘要】
一种半球体气浮槽的精密快速测量装置及其测量方法
[0001]本专利技术属于精密机械的测量
，特别涉及一种可用于半球体气浮槽测量的测量装置及其测量方法。
技术介绍
[0002]带气浮槽的气浮陀螺是导航领域的重要部件，半球体陀螺是陀螺组件中的常见结构，在半球体表面均匀分布的气浮槽因为加工难度较大，槽深一般在10微米以内，难以准确快速计量。
[0003]目前测量半球体气浮槽的尺寸采用如下几种方法：
[0004]一类：通过精密轴系带动半球体旋转测量。这种测量方法采用专门制作的精密轴系夹持工件旋转，将传感器打在表面进行旋转测量，这样可以对每个槽的槽深进行测量，但因为测量位置的直径难以准确计量，气浮槽的槽宽也难以测量。测量这种测量方式一般用于研发设计机构，开发专用的精密轴系和工装，成本高，效率很低，不利于推广应用；
[0005]二类：通过接触式轮廓仪测量。采用此种方法时通常将测量对象放置在专用工作台上，测针扫描部分半球体表面和气浮槽，通过最小二乘法求出气浮槽的宽度和深度，从而实现气浮槽的测量。此种方法原理正确，但是因为半球体气浮槽加工困难，加工误差较大，难以准确把控每个密封槽的尺寸，且效率很低，测量结果无法对设计改进和工件质量控制形成有效判定。
技术实现思路
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]一种半球体气浮槽的精密快速测量装置，包括半球体和测量装置，测量装置包括精密卡盘、测量基座、平垫圈、蝶形螺母、校准件；
[0008]半球体安装在测量基座上，且在半球体上部的平台上安装平垫圈3，并通过蝶形螺锁紧，平垫圈可以防止蝶形螺母锁紧时对半球体造成的旋转擦伤；
[0009]精密卡盘安装在高精度圆度仪的测量工作台上，通过螺钉预紧。
[0010]还公开了一种利用半球体气浮槽的精密快速测量装置的测量方法，按照以下步骤操作：
[0011]步骤1：校准
[0012]精密卡盘夹持校准件，通过校准件下部台阶进行定位；
[0013]对校准件进行圆度测量，同时调整卡盘的偏心位置，保证精密卡盘夹持中心与圆度仪测量轴的旋转中心保持同轴，然后锁紧精密卡盘，保证卡盘的实际偏心量在传感器的量程1/5以内。
[0014]步骤2：测量
[0015]半球体与测量基座的装配体在安装完成后作为一个整体，夹持在精密卡盘中进行测量；
[0016]精密卡盘的夹持中心与测量轴系保持同轴，然后固定在圆度仪的工作台上；校准件测量圆柱面的直径与半球体测量点的直径相同，测量基座和校准件夹持在精密卡盘部位的直径相同；
[0017]根据半球体的半径以及测点相对半球体底面之间的高度，得到测点所在测量界面的直径值；然后，通过校准件精确调整精密卡盘在圆度仪工作台上的位置，保证精密卡盘的夹持中心与圆度仪测量轴系的旋转中心同轴；
[0018]用电感传感器对校准件进行测量采样，旋转一周后的采样数据进行滤波后进行数值计算，得到传感器平均值，记为X1，校准件的直径的标准值为D0；松开精密卡盘上的锁紧螺钉，夹持已经安装好的半球体与测量基座的装配体，进行旋转测量，通过测量软件自动剔除掉气浮槽的部分，对测量值进行平均，得到传感器平均值，记为X2；
[0019]通过测量软件，可以得到测得的气浮槽的数量q、每个槽的槽深值hi和平均槽深值h0；通过测量截面的直径D1和周长πD1、每个槽测量点数与一周测量点数的占比m％，可以得到每个槽的槽宽wi，以及槽宽的平均值w0；
[0020]步骤3：绘制曲线/计算统计
[0021]其中测截面的直径为D0+2(X2
‑
X1)；
[0022]其中
[0023]其中每个槽的槽宽wi＝πD1*m％；
[0024]其中槽宽的平均值
[0025]进一步的，步骤2中S1：半球体上分布有多条有一定倾角的气浮槽，槽宽为w，槽深为h；
[0026]半球体半径为R，直径为D1，底面为A面，距底面高度为B的M面作为测量面；
[0027]半球体内部为通孔，孔径为d，定位面为C面；
[0028]测量基座通过C1面与半球体的C面实现精确定位，通过定心面直径为d1与半球体的内孔实现精确定心。
[0029]进一步的，精密卡盘的夹持中心与测量轴系保持同轴，然后固定在圆度仪的工作台上；校准件的测量截面的标准直径D0与半球体测量点的直径D1相同，即D0＝D1；
[0030]测量基座和校准件夹持在精密卡盘部位的直径D2和D3相同，即D2＝D3；
[0031]测量不同半球体和校准件时，更换测量对象的过程中传感器测头的物理位置不发生改变，从而去除了因更换测量对象，或者测量不同的直径，或者调整卡盘的偏心量，传感器水平和垂直位置发生移动带来的较大的测量误差，而且因为不用调整精密卡盘的偏心，以及调整传感器的位置，省去了大量的调整时间，极大地提高了测量效率。
[0032]进一步的，气浮槽的倾角，以及测量方向与测量部位的夹角的影响，实际测量值会有误差，通过轮廓仪对测量截面的气浮槽尺寸进行测量校准，得到槽深修正系数k1和槽宽修正系数k2，在实际测量中，就可以得到实际槽深k1hi和k1h0，以及实际槽宽k2wi和k2w0。
[0033]工作原理和有益效果：该测量装置和测量方法不仅能提高测量的精度，还能满足半球体在制造和装配时对气浮槽的批量快速检测要求。
附图说明
[0034]图1是本专利技术的测量装置结构图；
[0035]图2是本专利技术的测量对象主视图；
[0036]图3是本专利技术图2的剖视图；
[0037]图4是本专利技术半球体的测量基座图；
[0038]图5是本专利技术图1的俯视图；
[0039]图6是本专利技术半球体的示意图；
[0040]图7是校准件测量的示意图；
[0041]图8是半球体测量的专用测量软件的测量界面图。
[0042]图中：1、精密卡盘；2、测量基座；3、平垫圈；4、蝶形螺母；5、半球体；6、测量传感器；7、校准件；8、测量软件的参数设置区；9、测量软件的测量曲线区；10、测量软件的测量结果区。
具体实施方式
[0043]根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。
[0044]如附图2、附图3和附图4，半球体上分布有多条有一定倾角的气浮槽，设定槽宽为w，槽深为h。半球体半径为R，直径为D1，底面为A面，距底面高度为B的M面作为测量面。半球体内部为通孔，孔径为d，定位面为C面。测量基座通过C1面与半球体的C面实现精确定位，通过定心面(直径为d1)与半球体的内孔实现精确定心。
[0045]如附图1和附图5，测量装置由精密卡盘1、测量基座2、平垫圈3、蝶形螺母4、校准件7构成。其中，半球体5安装在测量基座2上，并在半球体5上部的平台上安装平垫圈3，通过蝶形螺母4锁紧，平垫圈4可以防止蝶形螺母锁紧时对半球体造成的旋转擦伤。精密卡盘1安装在高精度圆度仪的测量工作台上，通过螺钉本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种半球体气浮槽的精密快速测量装置，包括半球体(5)和测量装置，其特征在于：测量装置包括精密卡盘(1)、测量基座(2)、平垫圈(3)、蝶形螺母(4)、校准件(7)；半球体(5)安装在测量基座(2)上，且在半球体(5)上部的平台上安装平垫圈(3)，并通过蝶形螺(4)锁紧，平垫圈(3)可以防止蝶形螺母锁紧时对半球体造成的旋转擦伤；精密卡盘(1)安装在高精度圆度仪的测量工作台上，通过螺钉预紧。2.一种利用权利要求1所述的测量装置的测量方法，其特征在于按照以下步骤操作：步骤1：校准精密卡盘(1)夹持校准件(7)，通过校准件(7)下部台阶进行定位；对校准件(7)进行圆度测量，同时调整精密卡盘(1)的偏心位置，保证精密卡盘(1)夹持中心与圆度仪测量轴的旋转中心保持同轴，然后锁紧精密卡盘，保证卡盘的实际偏心量在传感器的量程1/5以内。步骤2：测量半球体(5)与测量基座(2)的装配体在安装完成后作为一个整体，夹持在精密卡盘1中进行测量；精密卡盘的夹持中心与测量轴系保持同轴，然后固定在圆度仪的工作台上；校准件测量圆柱面的直径与半球体测量点的直径相同，测量基座和校准件夹持在精密卡盘部位的直径相同；根据半球体的半径以及测点相对半球体底面之间的高度，得到测点所在测量界面的直径值；然后，通过校准件精确调整精密卡盘在圆度仪工作台上的位置，保证精密卡盘的夹持中心与圆度仪测量轴系的旋转中心同轴；用电感传感器对校准件进行测量采样，旋转一周后的采样数据进行滤波后进行数值计算，得到传感器平均值，记为X1，校准件的直径的标准值为D0；松开精密卡盘上的锁紧螺钉，夹持已经安装好的半球体与测量基座的装配体，进行旋转测量，通过测量软件自动剔除掉气浮槽的部分，对测量值进行平均，得到传感器平均值，记为X2；通过测量软件，可以得到测得的气浮槽的数量q、每个槽的槽...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋晓波，朱孔敏，
申请(专利权)人：安徽灵轴科创有限公司，
类型：发明
国别省市：
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