[发明专利]复杂回转件轮廓测量仪及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及回转件轮廓测量领域，尤其适用旋压、锻压、铣削等加工成形的复杂回转件轮廓的测量仪及其测量方法。

背景技术

复杂回转件轮廓测量是面向复杂回转体工件，采用自复位直线位移传感器逐点接触待测件表面进行测量的方法。操作方便、定心可靠、测量精确度高等优点，使其在旋压、锻压、铣削等加工件轮廓的测量方面能够广泛适用。

随着工业技术的发展，工件形状趋于复杂，对于复杂回转体零件轮廓的测量需要也越来越多，人工的尺规测量费时费力，测量结果不够精确且得到的数据不易处理，测得的数据也只是随机抽取的测量点所得到的数据，并不能反映零件真实的形状尺寸，当工件形状的测量精度要求提高时，传统的测量方法已不能满足对于这类零件的测量需求；常用的三坐标测量仪和非接触式影像三维测量仪因其需要对被测物体进行逐点扫描或测量，不但成本过高，测量过程复杂，对工人的技术要求较高，而且数据处理具有一定的复杂性。

发明内容

本发明的目的是根据回转件的回转特性，克服现有测量技术高成本、测量过程复杂、数据难处理的缺点，极大简化回转件的测量方式和所需设备，提供一种专门针对复杂回转件的轮廓测量仪及其快速测量方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种复杂回转件轮廓测量仪，包括底盘回转电机、夹紧装置、龙门架、自复位直线位移传感器、滑台、导轨、直线步进电机、旋转底盘、底座和夹紧摇把；所述龙门架和底盘回转电机均固定在底座上，底盘回转电机通过两个伞齿轮配合驱动旋转底盘做回转运动；导轨固定在龙门架上；直线步进电机固定在导轨的一端，其输出轴和导轨平行；滑台安装在导轨上，自复位直线位移传感器固定在滑台上；导轨固定的位置使得自复位直线位移传感器在沿导轨移动时，其触头移动轨迹通过旋转底盘的圆心；旋转底盘上表面开有十字形卡爪槽，夹紧装置由四个卡爪和夹紧传动转盘组成；夹紧摇把通过伞齿轮机构驱动夹紧传动转盘转动，夹紧传动转盘通过其上表面螺纹和卡爪底部的螺纹配合，驱动卡爪沿旋转底盘的卡爪槽做径向运动，实现卡爪卡紧或松开的运动；自复位直线位移传感器通过数据采集卡连接计算机。

一种利用上述测量仪测量复杂回转件外形轮廓的方法，包括以下步骤：

（1）根据测量需求调整卡爪和自复位直线位移传感器的位置；

（2）将待测件放置在旋转底盘上，转动夹紧摇把将待测件定心夹紧，卸下夹紧摇把；

（4）启动直线步进电机，使滑台带动自复位直线位移传感器做径向运动，自复位直线位移传感器因其自复位特性自动保持与待测件的实时接触，获取待测件沿半径方向形状数据的脉冲电压信号；

（5）将自复位直线位移传感器采集到的脉冲电压信号通过滤波及放大转换为该半径方向离散的点，将这些离散的点使用插补运算得到待测件沿半径方向的轮廓曲线，将该轮廓曲线绕中心轴线旋转一周，得到待测件的表面轮廓曲线；

（6）启动直线步进电机，移动自复位直线位移传感器使其停在需要周向测量的零件外轮廓处，启动底盘旋转电机使旋转底盘带动待测件绕中心轴转动，获取待测件沿圆周方向形状数据的脉冲电压信号；

（7）将自复位直线位移传感器采集到的脉冲电压信号进行滤波及放大处理，转换为待测件在该圆周方向上离散的点，再将这些离散点进行插补运算得到待测件在圆周方向的轮廓曲线。

本发明的有益效果是：本发明针对回转件的回转特性，实现了复杂回转件轮廓的测量，只需简单控制电机进给，即可完成回转件轮廓的测量。与传统的人工测量相比，测量可靠、操作简便且得到的数据易处理；与昂贵的三坐标测量仪和影像测量仪相比，大大简化了测量设备和测量方式、结构紧凑、操作方便，更适合复杂回转件轮廓的快速测量。

附图说明

图1为复杂回转件轮廓测量仪的结构示意图；

图2为底盘回转传动机构示意图；

图3为夹紧装置传动机构示意图；

图中，底盘回转电机1、夹紧装置2、龙门架3、自复位直线位移传感器4、滑台5、导轨6、直线步进电机7、旋转底盘8、底座9、夹紧摇把10，夹紧传动转盘11。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明一种复杂回转件轮廓测量仪，包括底盘回转电机1、夹紧装置2、龙门架3、自复位直线位移传感器4、滑台5、导轨6、直线步进电机7、旋转底盘8、底座9和夹紧摇把10；所述龙门架3和底盘回转电机1均固定在底座9上，如图2所示，底盘回转电机1通过两个伞齿轮配合驱动旋转底盘8做回转运动。