一种异形壳体内形面在线测量-误差修正装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种异形壳体内形面在线测量

【技术实现步骤摘要】
一种异形壳体内形面在线测量
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误差修正装置及方法


[0001]本专利技术属于机械异形零件加工
，具体涉及一种异形壳体内形面在线测量
‑
误差修正装置及方法。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]随着工业科技和设备的不断发展和更新，传统的基本零件和机械加工方式并不能满足产品功能的需求，越来越多的异形零件根据使役要求通过工业软件等方式被设计出。当异形件被设计后进行加工时，通过复杂的程序和专用的夹具，采用车、铣、磨等方式进行加工。异形件对于机械加工尺寸精度和表面质量精度较高，所以该类零件加工周期长、成品率底。
[0004]机械加工难以避免像夹具误差、定位误差、机床误差等影响下造成的机械零件的误差。为提高异形件零件机械加工尺寸精度，提高异形件合格率和加工效率，对异形零件的机械加工尺寸的测量技术提出了更高的需求。现有的测量和误差补偿技术，多是在某一工序完成后，将工件从夹具中取出进行测量标记后，再次放入夹具进行人为修正。这种方式不可避免的会再次引入其他随机误差，例如夹具的二次装夹误差。
[0005]机械加工表面尺寸精度测量及可视化成为了必然趋势，目前广泛应用的测量方式可以分为接触式测量和非接触式测量。其中接触式测量主要是通过三坐标测量机或者卡尺、直尺等方式测量，三坐标测量机设备及探头价格较高且操作难度大、卡尺或直尺等人工直接测量方式具有较大的测量偏差。其中非接触式测量主要方式有：图像视觉、激光点阵扫描法和工业CT法，机器视觉方式具有很好的异形件外形面测量精度，但是对于内形面却难以进行准确测量，且难以对于表面颜色较浅的材料的工件进行尺寸边界识别；基于工业CT原理测量的装置价格昂贵，难以实现在线测量并不可避免的引入二次装夹误差。
[0006]针对具有空腔的异形壳体在线测量技术进行研究，专利技术人发现，现有在线测量装置多为外形面测量装置，针对内形面的测量时，接触式测量方式探头难以深入、机器视觉方式难以实现(光线不足、拍照难以确定基准)，多采用工业CT等装置进行测量，但难以实现在线测量、测量成本较高。综合分析现有机械加工尺寸测量装置原理，现有测量装置功能较为独立，即非在线测量、难以实现补偿。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种异形壳体内形面在线测量
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误差修正装置及方法，该装置通过距离监测装置的电动推杆带动位移监测元件偏转以变换其监测方向，可以逐步对异形壳体内表面各纵截面表面点与位移监测元件的距离进行测量，可以实现精密异形壳体内表面机械加工“加工－测量－补偿加工”的闭环制造。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种异形壳体内形面在线测量
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误差修正装置，包括固定
装置，固定装置顶部固定竖直移动装置，竖直移动装置与水平移动装置连接，水平移动装置和距离监测装置连接，距离监测装置在竖直、水平移动装置带动下可竖直、水平移动；所述距离监测装置包括位移监测元件，位移监测元件固设于固定支架，固定支架与电动推杆铰接，电动推杆可位移带动位移监测元件偏转以变换其监测方向。
[0010]作为进一步的技术方案，所述固定支架通过球头连杆与支撑连杆连接，支撑连杆、电动推杆均与水平移动装置连接，以带动位移监测元件水平移动。
[0011]作为进一步的技术方案，所述竖直移动装置包括竖向设置的第一滚珠丝杆，第一滚珠丝杆与移动滑块连接，第一滚珠丝杆通过盖板与支撑板连接，支撑板与滚珠丝杆平行设置，移动滑块和水平移动装置连接。
[0012]作为进一步的技术方案，所述第一滚珠丝杆侧部设置光杆导轨，光杆导轨与第一滚珠丝杆平行设置，光杆导轨与移动滑块滑动连接；所述支撑板设置开槽以供水平移动装置穿过。
[0013]作为进一步的技术方案，所述水平移动装置包括水平设置的第二滚珠丝杆，第二滚珠丝杆与丝杆滑块连接，第二滚珠丝杆侧部设置丝杆导轨，丝杆导轨和第二滚珠丝杆平行设置，丝杆滑块与丝杆导轨滑动连接。
[0014]作为进一步的技术方案，所述固定装置包括与竖直移动装置连接的底板，底板底部设置多个螺纹式可调支撑螺杆，螺纹式可调支撑螺杆与螺纹式可调支撑螺母连接，底板呈三角形结构。
[0015]第二方面，本专利技术还提供了一种如上所述的异形壳体内形面在线测量
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误差修正装置的工作方法，包括以下步骤：
[0016]在机床对异形件加工过程中，通过竖直移动装置和水平移动转置对距离监测装置进行初始监测位置的定位；
[0017]机床带动异形件转动，位移监测元件采集自身至异形件内表面纵截面一周表面点的距离，而后由电动推杆带动位移监测元件偏转继续采集距离值，分层采集异形件内表面各纵截面表面点和位移监测元件的距离；
[0018]将采集的距离值转换为离散点的三维坐标，基于多点约束下的T样条曲面重构进行内形面实际加工尺寸的三维重构。
[0019]作为进一步的技术方案，定位时，由固定装置调节水平，调节位移监测元件的监测方向与电动推杆垂直，调节竖直移动装置和水平移动装置带动位移监测元件所发射光线与异形件夹具轴线重合，完成测量定位。
[0020]作为进一步的技术方案，在进行三维坐标转换时，通过电动推杆的移动距离计算出在测量某个离散层上点到位移监测元件的距离值时位移监测元件转动的角度，以此角度进行坐标转换，即得到内形面表面离散点的三维坐标。
[0021]作为进一步的技术方案，三维重构后，通过最近点迭代算法来分离实测数据的位置误差来进行误差评定，将测量所得实际加工下的内形面尺寸重构模型与理论模型尺寸进行布尔运算，得到误差模型，并对误差模型生成加工程序进行误差修正。
[0022]上述本专利技术的有益效果如下：
[0023]本专利技术的异形壳体内形面在线测量
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误差修正装置，基于电动推杆而设计的多连杆结构，带动位移监测元件运动，并配合机床工作台带动下的工件的转动，采集位移监测元
件到工件内表面表面点的距离值，距离值采集精度高，可以实现在线测量，避免再次引入误差。
[0024]本专利技术的异形壳体内形面在线测量
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误差修正装置，通过电动推杆位移带动位移监测元件偏转，可以逐步将异形壳体内表面各纵截面表面点与位移监测元件的距离进行测量，操作便捷，在异形件加工过程中进行测量，能够实现“加工
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测量
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补偿”的一体化的异形件加工。
[0025]本专利技术的异形壳体内形面在线测量
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误差修正装置的工作方法，在机床带动异形件转动情况下，位移监测元件采集自身至异形件内表面纵截面一周表面点的距离，而后由电动推杆带动位移监测元件偏转继续采集距离值，分层采集异形件内表面各纵截面表面点和位移监测元件的距离，可以便捷地实现异形件内形面机械加工尺寸的在线测量、误差显示。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异形壳体内形面在线测量
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误差修正装置，其特征是，包括固定装置，固定装置顶部固定竖直移动装置，竖直移动装置与水平移动装置连接，水平移动装置和距离监测装置连接，距离监测装置在竖直、水平移动装置带动下可竖直、水平移动；所述距离监测装置包括位移监测元件，位移监测元件固设于固定支架，固定支架与电动推杆铰接，电动推杆可位移带动位移监测元件偏转以变换其监测方向。2.如权利要求1所述的异形壳体内形面在线测量
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误差修正装置，其特征是，所述固定支架通过球头连杆与支撑连杆连接，支撑连杆、电动推杆均与水平移动装置连接，以带动位移监测元件水平移动。3.如权利要求1所述的异形壳体内形面在线测量
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误差修正装置，其特征是，所述竖直移动装置包括竖向设置的第一滚珠丝杆，第一滚珠丝杆与移动滑块连接，第一滚珠丝杆通过盖板与支撑板连接，支撑板与滚珠丝杆平行设置，移动滑块和水平移动装置连接。4.如权利要求3所述的异形壳体内形面在线测量
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误差修正装置，其特征是，所述第一滚珠丝杆侧部设置光杆导轨，光杆导轨与第一滚珠丝杆平行设置，光杆导轨与移动滑块滑动连接；所述支撑板设置开槽以供水平移动装置穿过。5.如权利要求1所述的异形壳体内形面在线测量
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误差修正装置，其特征是，所述水平移动装置包括水平设置的第二滚珠丝杆，第二滚珠丝杆与丝杆滑块连接，第二滚珠丝杆侧部设置丝杆导轨，丝杆导轨和第二滚珠丝杆平行设置，丝杆滑块与丝杆导轨滑动连接。6.如权利要求1所述的异形壳体内形面在线测量

【专利技术属性】
技术研发人员：宋清华，王小娟，付辉，刘战强，杜宜聪，王洪升，
申请(专利权)人：山东工业陶瓷研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：