[发明专利]一种大型圆柱形工件参数测量装置和方法

说明书

本发明揭示了一种大型圆柱形工件参数测量装置，底座上固定有用于支撑工件的支撑结构，所述底座的一端设有长度测量机构，所述长度测量机构包括气缸、测量光栅、第一激光位移传感器，所述气缸固定在底座上，所述测量光栅固定在气缸的推杆上并由气缸推动向工件端部接近，所述第一激光位移传感器固定在底座上获取测量光栅移动距离，所述第一激光位移传感器输出位移距离信号至控制器，所述测量光栅用于感受工件端部位置并输出信号至控制器，所述控制器输出驱动信号至气缸。本发明精准测量大尺寸工件长度，节省人力资本，提高效率，降低传统接触式测量仪器本身存在制造误差、人为因素的读数误误差、工件偏心引起的误差。

技术领域

本发明涉及测量设备领域。

背景技术

在机械制造及工业自动化领域，大型机械工件的加工精度需要不断提高，因此对较大尺寸工件尺寸测量以及工件圆跳动测量要求也越来越高，以验证工件是否符合当前加工生产精度要求。一般对于工件尺寸测量可以通过游标卡尺或千分尺来完成，对于工件圆周跳动测量可以通过圆周检查仪+百分表来测量跳动情况，这些都是通过接触式量具来完成测量工作，但是对于较大工件，这样的测量费力，费时间而且容易出错，操作不方便，效率低。

目前大尺寸工件的尺寸测量主要分为接触式和非接触式，接触式测量方法主要有千分尺，三坐标测量机等，非接触式测量方法主要有激光跟踪仪、摄影测量、线激光及结构光等。当工件长度超出仪器测量范围或者受外界温度光线影响时，测量的可重复性方面可能存在问题，加上测量仪器本身的误差、人为因素等也会降低测量精度。

传统的跳动误差测量主要是接触式方法。如V型块测量法、偏摆仪测量法、三坐标机测量法、圆度仪测量法等。对于长径比大于2的轴类零件，无论人工检测还是机器自动检测，采点位置的分布及数量的多少对精度影响较大。而且，测量仪器本身存在制造误差、人为因素的读数误差也会降低其测量精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种可以高精度测量大型圆柱形工件长度和圆周跳动的装置，可精确测量出工件长度L和圆周跳动量σ。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种大型圆柱形工件参数测量装置，底座上固定有用于支撑工件的支撑结构，所述底座的一端设有长度测量机构，所述长度测量机构包括气缸、测量光栅、第一激光位移传感器，所述气缸固定在底座上，所述测量光栅固定在气缸的推杆上并由气缸推动向工件端部接近，所述第一激光位移传感器固定在底座上获取测量光栅移动距离，所述第一激光位移传感器输出位移距离信号至控制器，所述测量光栅用于感受工件端部位置并输出信号至控制器，所述控制器输出驱动信号至气缸。

当工件放置在支撑结构上，所述工件的轴线、气缸的活动方向、第一激光位移传感器的测距方向相互平行。

所述底座的两端均设有长度测量机构，且两端的长度测量机构结构相同。

所述支撑结构由至少两个支撑旋转机构，每个所述支撑旋转机构均由一个驱动旋转滚轮和一个支撑旋转滚轮构成，所述驱动旋转滚轮和支撑旋转滚轮通过轮架固定在底座上并用于配合支撑工件底部，所述驱动旋转滚轮由驱动旋转电机驱动旋转，所述支撑旋转滚轮为从动轮，所述控制器输出驱动信号至驱动旋转电机。

当工件放置在支撑结构上，所述工件侧面的底座上至少设有一个圆周跳动测量机构，所述圆周跳动测量机构设有固定在底座上的安装支架，所述安装支架上设有竖直方向设置的滑槽，所述滑槽上安装有上下调整滑台，所述上下调整滑台朝向工件的一面固定有第二激光位移传感器，所述第二激光位移传感器输出位于信号至控制器。

基于大型圆柱形工件参数测量装置的测量方法，包括工件长度测量方法：

测量前，将工件放置到支撑结构上，将测量光栅退回到初始位置；

开始测量，驱动两个气缸同将测量光栅向工件方向运动；

两个气缸均运动至所推动的测量光栅感应到工件端部；