[发明专利]接触式曲面壁板法向测量与锪窝深度补偿装置及测量方法

权利要求书

1.一种接触式曲面壁板法向测量与锪窝深度补偿装置的测量方法，其特征在于，包括：利用曲面壁板法向测量与锪窝深度补偿装置进行法向测量和利用曲面壁板法向测量与锪窝深度补偿装置进行锪窝深度补偿；

所述接触式曲面壁板法向测量与锪窝深度补偿装置，包括：

拖链(1)、拖链支架(2)、法向测量组件安装支架(3)、长度计安装支架(4)、支架盖板(5)、长度计(6)、伺服电机(7)、单轴驱动器(8)、测量装置支架(9)和长度计限位块(10)；

所述伺服电机(7)与所述单轴驱动器(8)的丝杠同轴连接；所述单轴驱动器(8)固定在所述测量装置支架(9)的上面；

所述拖链支架(2)固定在所述测量装置支架(9)的侧面；所述法向测量组件安装支架(3)固定于所述单轴驱动器(8)，所述拖链(1)的固定端和自由端分别与所述拖链支架(2)和所述法向测量组件安装支架(3)固定连接，所述长度计安装支架(4)固定在所述法向测量组件安装支架(3)上；所述长度计安装支架(4)与所述支架盖板(5)对所述长度计(6)实现紧密的夹持，在所述长度计安装支架(4)前端安装所述长度计限位块(10)；

测量时由所述伺服电机(7)驱动定位，所述单轴驱动器(8)传动与导向，带动所述拖链支架(2)及所述长度计(6)向前进给，压紧工件表面，使所述长度计(6)作用，测量工件表面法向；

所述利用曲面壁板法向测量与锪窝深度补偿装置进行法向测量包括：

步骤M1：在自动制孔设备中的主轴刀柄上，夹装长度计标定工装，调整长度计标定工装安装角度，确保标定平面可与三个所述长度计同时接触；

步骤M2：定义在测量位置时的所述长度计(6)的端点在工具坐标系下的坐标为(Δx_i,y_i,z_i),i＝1,2,3；其中，Δx_i为各长度计读数，因为测量装置只在x轴有一个自由度，故y_i,z_i为常数；

步骤M3：所述单轴驱动器(8)进给，使3个所述长度计(6)同时与所述长度计标定工装的标定平面接触，记录此时的长度计读数并对长度计进行归零；

步骤M4：在对曲面进行测量时，使3个所述长度计(6)同时接触工件表面，此时所述长度计(6)端点位置记录为(Δx_i',y_i,z_i),i＝1,2,3；

步骤M5：利用三个所述长度计各自端点中的两两端点形成的任意两个向量与根据向量叉积方法，求解出工件当前位置的法向量

所述长度计标定工装用于对装配完成的长度计进行法向标定校准，保证经过标定的长度计的归零点和刀具轴线垂直，保障法向测量结果与制孔轴线无进一步偏差。

2.根据权利要求1所述的接触式曲面壁板法向测量与锪窝深度补偿装置的测量方法，其特征在于，所述伺服电机(7)与所述单轴驱动器(8)的丝杠同轴并由联轴器连接。

3.根据权利要求1所述的接触式曲面壁板法向测量与锪窝深度补偿装置的测量方法，其特征在于，所述长度计安装支架(4)有三个圆柱形凹槽，所述长度计安装支架(4)与所述支架盖板(5)紧固后，对所述长度计(6)实现紧密的夹持。

4.根据权利要求1所述的接触式曲面壁板法向测量与锪窝深度补偿装置的测量方法，其特征在于，所述长度计(6)有三个，三个所述长度计(6)在所述长度计安装支架(4)与所述支架盖板(5)的紧密夹持下呈“品”字型排列。

5.根据权利要求1所述的接触式曲面壁板法向测量与锪窝深度补偿装置的测量方法，其特征在于，所述长度计标定工装(11)包括工装标定平面(15)、工装圆棒(14)和胀紧套(13)；所述工装标定平面(15)与工装圆棒(14)的轴线垂直。

6.根据权利要求1所述的接触式曲面壁板法向测量与锪窝深度补偿装置的测量方法，其特征在于，所述步骤M5包括：

设

单位化后可得到测量工件的法向：

其中，表示x方向方向向量，表示y方向方向向量，表示z方向方向向量，表示向量与向量的叉积。