[发明专利]一种基于激光干涉原理的凸轮测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种基于激光干涉原理的凸轮测量装置，所述凸轮位于凸轮轴上，在凸轮轴带动下做回转圆周运动，其特征在于，包括测微测头、XZ轴运动装置、激光器；其中，

所述测微测头安装在所述XZ轴运动装置上，沿X轴或Z轴移动；所述测微测头包括测杆和位于所述测杆前端的测球，所述测球与所述凸轮表面相接触；

所述激光器发出激光干涉测长双光路，包括激光光束通过分光镜被分为X光路和Z光路；所述X光路经过平面镜反射后被角锥镜一接收，所述角锥镜一接收的反射后X光路与所述测杆的轴向相平行；所述Z光路被角锥镜二接收，所述角锥镜二接收的反射后Z光路与所述测杆的轴向相垂直；所述角锥镜一和所述角锥镜二均设置在所述测杆上。

2.根据权利要求1所述的基于激光干涉原理的凸轮测量装置，其特征在于，所述XZ轴运动装置包括X轴导轨，和滑动连接于X轴导轨的X轴滑块，Z轴导轨，和滑动连接于Z轴导轨的Z轴滑块；所述X轴导轨安装于所述Z轴滑块上；所述测微测头安装于所述X轴滑块上。

3.根据权利要求2所述的基于激光干涉原理的凸轮测量装置，其特征在于，所述测微测头还包括测头座，所述测头座安装于所述X轴滑块上，所述测杆安装于所述测头座上。

4.根据权利要求1所述的基于激光干涉原理的凸轮测量装置，其特征在于，所述分光镜分出的X光路依次经过平面镜一、平面镜二后，入射至所述角锥镜一，所述平面镜一和所述平面镜二对各自的入射光路均进行90°反射。

5.根据权利要求1所述的基于激光干涉原理的凸轮测量装置，其特征在于，所述凸轮包括盘形凸轮，所述测球与所述盘形凸轮侧表面相接触。

6.根据权利要求1所述的基于激光干涉原理的凸轮测量装置，其特征在于，所述凸轮包括圆柱凸轮，所述圆柱凸轮上具有曲线槽，所述测球与所述曲线槽下端面和内底面相接触。

7.一种根据权利要求1所述的基于激光干涉原理的凸轮测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在所述凸轮轴一侧布置XZ轴运动装置及测微测头，并搭建激光干涉测长双光路；

步骤二、X轴和Z轴方向上的激光测量值清零，XZ轴运动装置带动测微测头与凸轮表面接触；

步骤三、凸轮轴在回转轴系带动下做回转圆周运动，XZ轴运动装置带动测微测头向凸轮表面进行触测，每间隔N°同时采集当前激光的测长值l_i和回转轴系角度值θ_i，直到凸轮转完一圈；

步骤四、测量结束后得到激光测长值和回转轴系角度值序列(l_i,θ_i)，

8.根据权利要求7所述的一种测量方法，其特征在于，所述步骤三凸轮轴回转过程中，依据测杆的偏移值来控制XZ轴运动装置沿X轴向移动或沿Z轴向移动，以保持测微测头与凸轮表面接触。

9.根据权利要求8所述的一种测量方法，其特征在于，所述XZ轴运动装置沿X轴向移动向凸轮表面进行触测用于盘形凸轮的测量过程；根据激光测长值和回转轴系角度值序列，获得激光测长值的最大值l_max，计算得到盘形凸轮对应升程值序列(l_max-l_i,θ_i)。

10.根据权利要求8所述的一种测量方法，其特征在于，所述XZ轴运动装置沿Z轴向移动向凸轮表面进行触测用于圆柱凸轮的测量过程；根据激光测长值和回转轴系角度值序列，获得激光测长值的最小值l_min，计算得到圆柱凸轮对应升程值序列(l_i-l_min,θ_i)。