[发明专利]卧式圆柱度误差干涉拼接测量装置及其调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卧式圆柱度误差干涉拼接测量装置及其调整方法，属于轴类零件几何量测量领域。

背景技术

在现代化加工技术日新月异的时代背景下，精密测量技术日益蓬勃发展。精密轴类零件作为机器设备中的重要组成部分，其精度对零件本身乃至于整个机器设备的寿命都有着极为重要的影响。圆柱度误差是评价轴类零件质量的一项重要指标，精确测量和评定圆柱度误差不仅为轴类零件的验收提供依据，而且为提高轴类零件加工精度和装配精度提供可靠的保证。

许海峰等在专利“柱面干涉拼接测量装置及其调整方法（201411223665.10）”中提出了针对柱面零件干涉拼接测量中被测件的安装调整机构及其调整方法，该方法中的被测零件采用立式安装方式，适用于中小尺寸零件的装夹与调整，尽管该方法在很大程度上简化了测量的调整过程，但是对于大尺寸的工件来说，由于工件自重以及轴向尺寸较大，使用该装置则可能出现被测件沿轴线方向的移动难以调整以及测量系统竖直方向尺寸过于庞大等问题，因而在一定程度上限制了该装置的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷和大尺寸轴类零件在圆柱度误差检测中存在的轴向调整、周向调整不方便以及装夹困难等问题，提供一种卧式圆柱度误差干涉拼接测量装置及其调整方法。综合考虑了大尺寸轴类零件在圆柱度误差检测中的轴向调整、周向调整以及装夹等实际检测需求，不仅能够实现对被测件的快速、有效、精确调整，而且可以有效地获取被测件的表面全貌信息。

由于轴类零件自身结构以及计算全息片（Computergeneratedhologram,CGH）F/数的限制，为了获取被测件的全貌信息，在测量过程中不仅要求被测件可以绕着轴线旋转（周向调整），而且需要被测件沿轴线方向移动（轴向调整），最后通过子孔径拼接算法获得整个面形信息。同时，在测量中需要保证被测件的轴线、透过CGH出射的柱面波轴线以及被测件的旋转轴线三者重合。

为了达到上述目的，本发明的构思是：干涉仪立式放置，被测件采用卧式装夹方式，保证被测件的轴线和透过CGH出射的柱面波轴线重合通过调节CGH的位姿（自带六自由度调整架）、CGH的上下移动以及被测件在水平面内垂直于光轴方向的移动来实现；保证被测件的轴线和其旋转轴线的重合通过装夹夹具的定位夹紧装置来实现；被测件的周向调整通过在装夹夹具上设计的旋转台来实现；被测件的轴向调整通过安装在夹具底部的二维移动平台来实现。

根据上述的发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种卧式圆柱度误差干涉拼接测量装置，包括干涉仪、基座、支架、六自由度调整架、CGH、一维调整平台、被测件、自定心旋转台、转接板、夹具体、顶尖、一维移动导轨、二轴倾斜调整台和二维移动平台；所述基座固定于支架上，基座上安装干涉仪和一维调整平台，一维调整平台上安装六自由度调整架，将CGH安装在六自由度调整架上，使干涉仪出射光轴能够通过CGH中心，并且通过调节六自由度调整架来调整CGH的位姿，调节一维调整平台来调整CGH与被测件之间的距离；由所述自定心旋转台、转接板、夹具体、顶尖、一维移动导轨、二轴倾斜调整台和二维移动平台组成被测件调节机构，被测件调节机构下端是二维移动平台，二维移动平台上面安装二轴倾斜调整台，夹具体安装在二轴倾斜调整台上，自定心旋转台固定在夹具体上，被测件通过转接板与自定心旋转台的固结，一维移动导轨安装在夹具体上，其导轨方向与自定心旋转台的轴线重合，顶尖安装于一维移动导轨上，沿导轨方向移动顶尖实现被测件的装夹与拆卸，通过自定心旋转台以及顶尖的定心作用保证被测件的轴线与其旋转轴线重合，通过调节自定心旋转台调整被测件的周向位置，通过调节二维移动平台调整被测件的轴向移动。

一种卧式圆柱度误差干涉拼接测量装置的调整方法，用于对上述的卧式圆柱度误差干涉拼接测量装置进行调整，操作步骤如下：

1）安装调整被测件：被测件完成装夹后调节自定心旋转台转动被测件，根据转动过程中的轴线跳动情况适当调整被测件的装夹位姿，直至被测件的轴线与自定心旋转台的旋转轴线重合；

2）安装调整CGH：在干涉仪的光斑模式下将CGH的+1级衍射光斑调整至监视器中的十字中心处，再将干涉仪切换至条纹模式下，观察CGH的对准环，调节六自由度调整架至对准环上的干涉条纹数在5条以内；