本發(fā)明屬于在位測試技術(shù)、測量平臺位姿調(diào)整、高精度回轉(zhuǎn)平臺、機械夾具設計、接觸式傳感器測量、基于labview的數(shù)據(jù)采集分析等技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種圓環(huán)面形狀誤差在位測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

本發(fā)明主要是應用于機械零件中大型圓環(huán)面、法蘭面的形狀誤差在位測量。

在機械零件裝備時，裝配界面形狀誤差信息非常重要，形狀誤差往往會影響接觸剛度和裝配精度。接觸剛度的大小往往會直接影響裝備整體的動力學特性和密封性等。為了精確控制裝配體性能，需要測試零件的形狀誤差，例如航空發(fā)動機、離心壓縮機等等重大裝備裝配過程，形狀誤差在位測量是實施裝配工藝及性能精確控制的前提和基礎(chǔ)，是智能裝配過程中不可缺少的環(huán)節(jié)。而且在航空發(fā)動機、離心壓縮機等重大裝備裝配過程中，廣泛存在環(huán)形零/組件，這些環(huán)形零/組件往往結(jié)構(gòu)復雜、質(zhì)量大，只能使用在位測量技術(shù)。

目前在工廠中廣泛使用的方法是測量全跳動誤差，但是全跳動誤差是位置誤差和形狀誤差的綜合反映，仍難以根據(jù)全跳動信息獲取形狀誤差。平面度儀法或者三坐標測量儀雖然能測量零件裝配界面具體形貌，但通常不適用于航空發(fā)動機、燃氣輪機、離心壓縮機轉(zhuǎn)子等大型環(huán)形界面形狀誤差的測量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是設計一用于在位測量大型圓環(huán)面、法蘭面形狀誤差的設備。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

大型圓環(huán)面形狀誤差在位測量系統(tǒng)，包括調(diào)姿部分、回轉(zhuǎn)部分和測量部分；

調(diào)姿部分包括調(diào)姿臺5、調(diào)姿臺電機4和轉(zhuǎn)接板6；調(diào)姿臺5用于調(diào)節(jié)沿z軸和x軸的回轉(zhuǎn)角度，由調(diào)姿臺電機4控制，調(diào)姿臺電機4由控制器控制；z軸為垂直于調(diào)姿臺5平面的軸，調(diào)整角度為0°～360°；x軸為垂直調(diào)姿臺電機4軸方向的軸，調(diào)整角度為-30°～30°；轉(zhuǎn)接板6的下表面連接在調(diào)姿臺5臺面上，其上表面一側(cè)連接有回轉(zhuǎn)分度盤底座7；

回轉(zhuǎn)部分包括回轉(zhuǎn)分度盤底座7和分回轉(zhuǎn)分度盤1；回轉(zhuǎn)分度盤底座7主體為方體框架結(jié)構(gòu)，兩側(cè)表面和底面開有t型槽，t型槽與轉(zhuǎn)接板6通過螺栓螺母配合連接；回轉(zhuǎn)分度盤1上的齒輪與回轉(zhuǎn)分度盤底座7上的齒輪嚙合；回轉(zhuǎn)分度盤底座7頂面設有扳手，扳手向前扳動，帶動回轉(zhuǎn)分度盤1向前運動，使回轉(zhuǎn)分度盤1上的齒輪與回轉(zhuǎn)分度盤底座7上的齒輪嚙合，可以手動轉(zhuǎn)動所需角度，扳手向回扳動，使回轉(zhuǎn)分度盤1與回轉(zhuǎn)分度盤底座7上的齒輪脫離嚙合，并卡死以固定；

回轉(zhuǎn)分度盤1的最小回轉(zhuǎn)角度為1°，回轉(zhuǎn)精度為10``，回轉(zhuǎn)分度盤1臺面上開有t型槽和中心孔；回轉(zhuǎn)分度盤1一側(cè)通過中心孔與傳感器夾具10的心軸定位，通過t型槽和螺栓螺母2配合固定，另一側(cè)通過齒輪與回轉(zhuǎn)分度盤底座7上的齒輪嚙合；

測量部分包括傳感器夾具10、傳感器保持架9和接觸式傳感器8；傳感器夾具10為圓盤結(jié)構(gòu)，在傳感器夾具10上共布置有4組傳感器插孔，其中兩組為單排傳感器插孔，數(shù)量為3個，另兩組為雙排傳感器插孔，每排3個，共6個；每排傳感器插孔的中心插孔位置設為0°、90°、180°和270°，中心傳感器插孔兩側(cè)的傳感器插孔與中心的夾角為10°；每排中所有傳感器插孔與圓心的距離相等，排與排之間不相等，傳感器插孔與傳感器夾具10的圓心距離為100mm～300mm；單排傳感器插孔用來測量法蘭面上孔中心線上的形狀誤差，雙排傳感器插孔用來測量孔徑向兩側(cè)的形狀誤差；每個傳感器插孔內(nèi)安裝一個傳感器保持架9用來固定接觸式傳感器8；接觸式傳感器8測量的數(shù)據(jù)通過rs232總線傳輸?shù)缴衔粰C，在上位機內(nèi)編寫labview程序進行數(shù)據(jù)讀取和分析。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的大型圓環(huán)面形狀誤差在位測量系統(tǒng)，可以主動調(diào)節(jié)測頭平面和被測表面間的平行度，進一步減少誤差，使在位評價大型圓環(huán)面形狀誤差的可靠性大幅度提升。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例正視圖。

圖2為本發(fā)明實施例立體結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1回轉(zhuǎn)分度盤；2螺栓螺母；3t型螺栓螺母；4調(diào)姿臺電機；5調(diào)姿臺；6轉(zhuǎn)接板；7回轉(zhuǎn)分度盤底座；8接觸式傳感器；9傳感器保持架；10傳感器夾具；11扳手。

具體實施方式

以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖，進一步說明本發(fā)明的具體實施方式。

在圖1圖2所示結(jié)構(gòu)簡圖中，主要包括：1回轉(zhuǎn)分度盤；2螺栓螺母；3t型螺栓螺母；4調(diào)姿臺電機；5調(diào)姿臺；6轉(zhuǎn)接板；7回轉(zhuǎn)分度盤底座；8接觸式傳感器；9傳感器保持架；10傳感器夾具；11扳手

調(diào)姿臺5用于調(diào)節(jié)沿z軸和x軸的回轉(zhuǎn)角度，由調(diào)姿臺電機4控制，調(diào)姿臺電機4由控制器控制；z軸為垂直于調(diào)姿臺5平面的軸，調(diào)整角度為0°～360°；x軸為垂直調(diào)姿臺電機4軸方向的軸，調(diào)整角度為-30°～30°；轉(zhuǎn)接板6的下表面與調(diào)姿臺5臺面相連，其上表面一側(cè)連接回轉(zhuǎn)分度盤底座7；

回轉(zhuǎn)分度盤底座7主體為方體框架結(jié)構(gòu)，兩側(cè)表面和底面開有t型槽，t型槽實現(xiàn)與轉(zhuǎn)接板6的連接；回轉(zhuǎn)分度盤1與回轉(zhuǎn)分度盤底座7上的齒輪嚙合；頂面設有扳手，扳手向前扳動，使回轉(zhuǎn)分度盤1與回轉(zhuǎn)分度盤底座7上的齒輪嚙合，可以手動轉(zhuǎn)動所需角度，扳手向回扳動，使回轉(zhuǎn)分度盤1與回轉(zhuǎn)分度盤底座7上的齒輪脫離嚙合，并卡死以固定；回轉(zhuǎn)分度盤1的最小回轉(zhuǎn)角度為1°，回轉(zhuǎn)精度為10``，回轉(zhuǎn)分度盤1臺面上開有t型槽和中心孔；回轉(zhuǎn)分度盤1一側(cè)通過中心孔與傳感器夾具10的心軸定位，通過t型槽和螺栓螺母2配合固定，另一側(cè)通過齒輪與回轉(zhuǎn)分度盤底座7上的齒輪嚙合；

在傳感器夾具10上一共布置有4組傳感器插孔，其中兩組插孔中插孔的數(shù)量為3個，另外兩組插孔中插孔為兩排，每排3個，共6個。每組插孔的中心插孔位置為0°、90°、180°、270°，中心插孔兩側(cè)的插孔與中心的夾角為10°。每組中所有插孔與圓心的距離相等，但組與組之間不相等，插孔與圓心距離在100mm～300mm范圍內(nèi)可變，單排插孔用來測量法蘭面上孔中心線上的形狀誤差，雙排插孔用來測量孔徑向兩側(cè)的形狀誤差；每個傳感器插孔內(nèi)安裝一個傳感器保持架9用來固定接觸式傳感器8。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種大型圓環(huán)面形狀誤差在位測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括調(diào)姿部分、回轉(zhuǎn)部分和測量部分。調(diào)姿部分包括調(diào)姿臺、調(diào)姿電機和轉(zhuǎn)接板，調(diào)姿臺可以調(diào)節(jié)沿z軸和x軸的回轉(zhuǎn)角度，其調(diào)節(jié)的角度由調(diào)姿臺電機控制，調(diào)姿部分與回轉(zhuǎn)部分通過轉(zhuǎn)接板連接；回轉(zhuǎn)部分包括回轉(zhuǎn)分度盤底座和高精度分回轉(zhuǎn)分度盤，回轉(zhuǎn)時，通過扳手松開固定，然后手動轉(zhuǎn)動所需角度，之后把扳手扳回來進行固定；測量部分包括傳感器夾具、傳感器保持架、接觸式傳感器及其配套設備，傳感器夾具通過心軸與回轉(zhuǎn)分度臺定位，然后通過兩個螺栓螺母固定；在傳感器夾具上一共布置有4組傳感器插孔，每組插孔內(nèi)有至少三個插孔，每個傳感器插孔內(nèi)安裝一個傳感器保持架用來固定傳感器。

技術(shù)研發(fā)人員：孫清超;王玨;劉鑫;孫偉;姜英杰;索嘉琪
受保護的技術(shù)使用者：大連理工大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.03
技術(shù)公布日：2017.08.18