[发明专利]一种圆形低刚度工件的平行度及平面度测量装置及方法

摘要

本发明公开了一种圆形低刚度工件的平行度及平面度测量装置及方法，所述的装置包括隔振平台、气体静压轴承单元、摆臂单元、气体通道座单元和数据处理单元，所述气体静压轴承单元和气体通道座单元并列固定在隔振平台上，所述摆臂单元通过定位孔与气体静压轴承单元连接。本发明采用多通道通气使工件在测量时处于悬浮状态，避免使用专用或通用夹具对工件进行夹持，采用距离传感器进行非接触式测量，减轻低刚度工件由于变形给测量结果造成的影响。使用气体静压主轴带动摆臂进行测量的运动方式，运动过程平稳，重复旋转定位精度可达0.1度内。由于本发明使用气体悬浮方式进行定位，所以可对圆形低刚度非导磁材料工件进行平面度及平行度进行测量。

主权项

1.一种圆形低刚度工件的平行度及平面度测量装置，其特征在于：包括隔振平台(1)、气体静压轴承单元、摆臂单元、气体通道座单元和数据处理单元，所述气体静压轴承单元和气体通道座单元并列固定在隔振平台(1)上，所述摆臂单元通过定位孔与气体静压轴承单元连接；/n所述的气体静压轴承单元包括气体静压轴承座(2)、气体静压轴承(3)和气体静压主轴(5)；所述的气体静压轴承(3)固定在气体静压轴承座(2)上，所述的气体静压主轴(5)为阶梯轴，两端定位部分轴径较大，中间定位部分轴径较小，上端定位部分的下表面与气体静压轴承(3)上表面接触，下端定位部分的上表面与气体静压轴承(3)下表面接触，中间定位部分的圆柱状侧面与气体静压轴承(3)内孔接触并配合；所述的气体静压轴承(3)设有六个气体通道，六个气体通道在水平方向上以气体静压轴承(3)内孔为中心沿周向均匀分布；每个气体通道均为十字形通道，十字形通道的径向通道与气体静压轴承(3)的内外表面连通，十字形通道的轴向通道与气体静压轴承(3)的上下表面连通；所述的气体静压轴承单元工作时，六个气体通道同时供气，保证气体静压主轴(5)的平稳旋转；所述的主轴角度传感器(4)为圆环状结构，底面固定在气体静压轴承(3)的上表面，内侧面与气体静压主轴(5)的上端定位部分的外圆表面间隙配合，通过气体静压轴承(3)和气体静压主轴(5)的相对角度变化测量气体静压主轴(5)的旋转角度；/n所述摆臂单元包括摆臂(6)、下距离传感器(13)和上距离传感器(7)；所述摆臂(6)通过定位孔与气体静压主轴(5)连接；所述上距离传感器(7)和下距离传感器(13)分别安装在摆臂(6)左端的上定位孔和下定位孔上，所述摆臂(6)绕气体静压主轴(5)的中心作60度以内的旋转运动，上距离传感器(7)和下距离传感器(13)随着摆臂(6)运动；/n所述气体通道座单元包括微孔陶瓷吸盘(8)、位置标定块(11)、工件角度传感器(9)和气体通道座(10)；所述气体通道座(10)为圆形盆状结构，下表面由两个圆柱形立柱支撑，圆弧内表面偏左部分设有一突出部，突出部上设有圆形定位孔A，气体通道座(10)底部留有圆弧形中空部分，圆弧形中空部分的末端设有另一突出部，此突出部上设有圆形定位孔B，气体通道座(10)底部设有工件悬浮喷气通道(14)、工件稳定喷气通道(15)和工件旋转喷气通道(16)；所述工件悬浮喷气通道(14)位于气体通道座(10)的两侧，通过喷气使工件(12)在微孔陶瓷吸盘(8)上处于悬浮状态；所述工件稳定喷气通道(15)有三条，在平面上沿圆周均匀分布，通过喷气使工件(12)在微孔陶瓷吸盘(8)上处于稳定状态；所述工件旋转喷气通道(16)有三条且与气体通道座(10)内圆部分相切，在平面上沿圆周均匀分布，通过喷气使工件(12)在微孔陶瓷吸盘(8)上处于旋转状态；所述工件悬浮喷气通道(14)、工件稳定喷气通道(15)和工件旋转喷气通道(16)相互独立、互不连通；/n所述工件角度传感器(9)通过气体通道座(10)的突出部的定位孔A与气体通道座(10)连接，所述位置标定块(11)通过气体通道座(10)的另一突出部的定位孔B与气体通道座(10)连接，所述微孔陶瓷吸盘(8)设有圆弧形中空部分，安装在气体通道座(10)的内侧平台上；/n所述数据处理单元包括数据采集卡和工控机；所述数据采集卡采集主轴角度传感器(4)、上距离传感器(7)、下距离传感器(13)和工件角度传感器(9)测得的数据并传送至工控机中，所述工控机处理数据采集卡传回的数据并进行数据处理，最终计算出工件(12)的平行度及平面度。/n