《曲面薄壁零件非接触在线精密测量》.pdfVIP

维普资讯 、 9 卿一9，／ 第 18卷 无 锡 轻 工 大 学 学 报 Vol_l8 第 1期 JOURNALOFWUXIUNIVERSITYOFLIGHTINDUSTRY 1999No．1 曲面薄壁零件非接触在线精密测量 黄 强 ≯ (重庆工业管理学院，重庆 400050) 摘要 设计 j利用计算机进行误差补偿 强化 曲面薄壁零件轮廓面非接触测量的实 用方 案，介绍 了解决 问题 的思路和原理 ，并提 出采用 LC震 荡法 的数字 式涡流 测微 传惑器 ，阐述 j自动定标原理 。 关键词 曲面薄壁零件 ；非接触在 鲥 分类号 TP274．5 。前 言 眚 随着科技、国防及生产的发展，某些重大设备关键零件的形状越来越复杂 ，精度越来越 高。其中异形薄壁 回转 曲面一类 ，被广泛应用于核、强激光等国防尖端技术及某些高技术产 品中，而这类零件的加工 、测量往往受到一些特殊条件的限制。解决这类零件的精密测量，是 保证产品质量、提高生产效率 以及实现 高技术指标的必要手段 。图 1是一个被 测异形 曲面零件参考 图。零件表面形状 复杂，检测项 目包括 内外型面半径及壁 厚 (对指 定测点处)、内外 型面高度 、内 外圆柱面直径及 圆度等，测量精度要求 达到微米量级 。且要求在密闭微负压环 境中进行。针对 以上情况 ，现有的文献 资料 ]，尚无现成方法可寻。作者基于 坐标测量法原理 ，提 出了一种新 的测量 方法 ，以求解决这类实际测量 问题 。在 围1 被测试件围 应用此方法进行测量的过程中，必须处理好以下关键问题 ： 1)非接触测量尺寸信息的获取。在坐标法测量中，利用球形测头进行接触测量的技术 目前是成熟的，但是改成非接触传感器 ，都存在如何实现 自动定标及仪器读数 的稳定性 、可 靠性受电路参数及温度等变化 的影响而影响其测试精度的问题 。 2)数据处理 问题 。测量精度要求达到微米量级 ，而在线测量时，机床主轴的回转误差、 收稿 日期：1998—07—07 第一作者 黄 强，男，1g66年 1月生，工程硬士 ，讲师 维普资讯 88 无 锡 轻 工 大 学 学 报 第 18卷 轴向串动、导轨的直线度及相互垂直度误差等，都对测量结果有所影响 ，使零件的实际误差 难 以确定 现成的误差分离方法和技术对于本文所针对的实际情况还不能完全适应 ，实施起 来也较 困难 。 3)受空间尺寸 限制 ，曲面测量不可能采用三坐标测量机方法。 1 在线 自动测量方案 图2是 自动测量原理图。图中测头部件采用微型涡流传感器，将它安装在小型步进 电机 轴上 ，并被固定在刀架上。利用机床的数控系统 ，通过数控编程，使测头回转中心的轨迹 ，沿 着工件理想轮廓的等距 曲线 (图中点划线)运动 。与此同时 ，通过主控微机及步进 电机驱动 电 源 ．控制步进 电机转动角度 a，保证测头轴线始终与曲面法 向一致 。数控机床按照预先算 出 的等距 曲线轨迹依次走向下一测 点，停留数秒 以保证足够的测量时 间，然后读取该点的法 向间隙 8，接 着走向下一测点，如此完成全部轮 廓测量 。