一种平行平面参数在机测量系统及测量方法技术方案

本发明专利技术公开了一种平行平面参数在机测量系统，包括机床工作台及机床主轴，待测工件位于所述机床工作台上，待测工件的两平行平面垂直于所述机床工作台；还包括测量装置及两个量块；所述测量装置包括两个测距传感器；两个所述测距传感器位于所述机床主轴轴线的两侧且分别与所述机床主轴固接，两个所述测距传感器的测量方向平行于所述机床工作台并垂直于待测工件的两平行平面；两个所述量块位于所述机床工作台上且其测量面与待测工件的两平行平面平行。本发明专利技术还公开了一种平行平面参数在机测量方法。本发明专利技术的平行平面参数在机测量系统在机测量方式可以有效避免离线测量中工件移动与重定位的复杂过程；提高了测量的准确度、便捷性以及自动化水平。

A parallel plane parameter in machine measurement system and method

【技术实现步骤摘要】
一种平行平面参数在机测量系统及测量方法
本专利技术涉及一种平面参数测量系统及测量方法，特别涉及一种平行平面参数在机测量系统及测量方法。
技术介绍
目前，平行平面是大型装备中常见的结构，在导向与支撑等方面起着不可忽视的作用。在平行平面的加工过程中，序中测量与序后检定十分重要。序中测量与序后检定目前可以采用离线测量与在机测量等方式。离线测量即采用拆卸移动工件的检测方式，需要脱离制造现场。目前离线测量主要采用三坐标测量机，其精度高、通用型强，但是在测量过程中工件会由于搬运和重定位产生二次定位误差，这将严重影响工件最终的精度，此外还会消耗大量工时，导致生产周期延长、生产效率降低。在机测量通过在机床上配置相应的测量装置即可完成加工与检测任务，具有加工测量一体化的独特优势，可以提高工作效率并降低测量成本，保证产品质量。传统在机测量方式主要依靠人工手动检测，使用的测量手段大多属于传统机械伸缩式量具，且数据由人眼读数获取。此测量方式操作简单，操作者经过简单培训即可掌握。由于采用人工测量，故能够获取的测量值较少，信息量不足以支撑得到高精度的测量数据和较复杂的几何量参数。对于较大型工件，为方便人工在合适位置测量，需要搭建脚手架等辅助装置，这会增加大量工时，并导致安全性差，测量效率低下。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种测量效率高的平行平面参数在机测量系统及测量方法。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种平行平面参数在机测量系统，包括机床工作台及机床主轴，待测工件位于所述机床工作台上，待测工件的两平行平面垂直于所述机床工作台；还包括测量装置及两个量块；所述测量装置包括两个测距传感器；两个所述测距传感器位于所述机床主轴轴线的两侧且分别与所述机床主轴固接，两个所述测距传感器的测量方向平行于所述机床工作台并垂直于待测工件的两平行平面；两个所述量块位于所述机床工作台上且其测量面与待测工件的两平行平面平行。进一步地，两个所述测距传感器相对于所述机床主轴轴线对称。进一步地，所述测量装置还包括平行于所述机床工作台的连接板；所述连接板固接在所述机床主轴上，且其中心位于所述机床主轴轴线上；两个所述测距传感器安装在所述连接板的两端。进一步地，所述测量装置还包括与所述机床主轴配合的弹簧夹头；所述连接板与所述弹簧夹头固接；所述弹簧夹头与所述机床主轴可拆卸连接。进一步地，所述量块为平行规。本专利技术还提供了一种平行平面参数在机测量方法，该方法为：使位于机床工作台上的待测工件的两平行平面垂直于机床工作台；将两个测距传感器搭载在机床主轴上，使两个测距传感器的测量方向平行于机床工作台并垂直于待测工件的两平行平面；将两个量块固定在所述机床工作台上，使两个量块的测量面与待测工件的两平行平面平行；测量前对两个量块的相对测量面间的间距进行检定；测量时，首先两个测距传感器各自测量与其测头相对的量块测量面的距离；然后两个测距传感器对应待测工件的两平行平面上的各测量点，各自测量其与其测头相对的工件平面的距离；根据每个测距传感器到其测头相对的量块测量面的距离读数，与到其测头相对的工件平面的距离读数，以及两个量块的相对测量面间的检定间距，得到对应各测量点的待测工件的两平行平面间的距离。进一步地，测量待测工件的两平行平面间的距离的具体方法包括：驱动机床主轴，使其搭载的两个测距传感器移动至两个量块之间；两个测距传感器各自测量与其测头相对的量块的距离；然后使两个测距传感器移动到待测工件的两平行平面间的某个测量位置，该测量位置对应待测工件的两平行平面上的一个测量点；两个测距传感器各自测量其与其测头相对的工件平面的距离；得到对应该测量点，每个测距传感器到其测头相对的量块测量面的距离读数，与到其测头相对的工件平面的距离读数的读数差；再根据两个量块的相对测量面间的检定间距，得到对应该测量点的待测工件的两平行平面间的距离；使两个测距传感器在待测工件的两平行平面间移动，对应待测工件的两平行平面上的不同测量点，两个测距传感器各自测量其与其测头相对的工件平面的距离；从而获得待测工件的两平行平面上的多个测量点数据；由这些数据得到待测工件的两平行平面的平均间距及平行度。进一步地，两个测距传感器各自测量与其测头相对的量块测量面的距离，用于标定两个测距传感器的间距；对应待测工件的两平行平面上的不同测量点，使两个测距传感器在待测工件的两平行平面间移动并测量，根据两个测距传感器各自测量的其与其测头相对的工件平面的距离读数，及两个测距传感器的间距的标定值，得到对应不同测量点的待测工件的两平行平面的间距。进一步地，两个测距传感器在待测工件的两平行平面间移动的轨迹及测量位置通过编程设定。进一步地，确定两测距传感器与机床主轴的相对位置关系，当两个测距传感器在待测工件的两平行平面间移动测量时，由机床主轴的位置坐标得到两测距传感器的位置坐标；将两测距传感器的测量数据与其测量位置坐标同步存储；由其中任一个测距传感器测量得到的其与其测头相对的工件平面的距离，得到该平面上相应测量点的坐标，由该平面多个测量点的坐标来计算该平面的平面度、平面内直线度以及相对于其它已知平面的垂直度，由待测工件的两平行平面上的不同测量点坐标获得两平行平面的间距及平行度。本专利技术具有的优点和积极效果是：1、提高了测量便捷性：采用在机测量方式可以有效避免离线测量中工件移动与重定位的复杂过程，只需要将测量装置与机床主轴配合安装即可。也区别于传统测量方式，避免了脚手架等辅助装置的安装过程。2、提高了测量精确性：本方案采用相对测量的方式，且测量点数量较多，另外区别于传统的手工测量方式，避免人眼读数产生的随机误差，有效提高精度。3、测量通用性：针对不同间距的被测平面，可以通过调整两传感器的间距与标准规的长度进行测量。针对不同的测量需求，还可以选用不同原理和不同规格的传感器。4、可实现测量自动化：在本方案中，数控机床主轴搭载测量装置进行运动，几何量测量结果由传感器数据单独得出或由传感器数据与机床坐标配合得出。在测量过程中不需要进行人工测量操作，自动化程度高。附图说明图1是本专利技术的一种结构示意图：图2是本专利技术中的一种测量装置结构示意图：图3是本专利技术的一种测量原理示意图。图中：1、机床工作台；2、待测工件；3、机床主轴；4、测量装置；5、量块；6、测距传感器，7、连接板。L、两个量块的相对测量面间的间距检定值；L'、待测工件的两平行平面间的间距；ΔL1、第一个测距传感器测量的到其测头相对的量块测量面的距离读数，与到其测头相对的工件平面的距离读数的差值；ΔL2、第二个测距传感器测量的到其测头相对的量块测量面的距离读数，与到其测头相对的工件平面的距离读数的差值。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参见图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平行平面参数在机测量系统，包括机床工作台及机床主轴，待测工件位于所述机床工作台上，待测工件的两平行平面垂直于所述机床工作台；其特征在于，还包括测量装置及两个量块；所述测量装置包括两个测距传感器；两个所述测距传感器位于所述机床主轴轴线的两侧且分别与所述机床主轴固接，两个所述测距传感器的测量方向平行于所述机床工作台并垂直于待测工件的两平行平面；两个所述量块位于所述机床工作台上且其测量面与待测工件的两平行平面平行。/n

【技术特征摘要】
1.一种平行平面参数在机测量系统，包括机床工作台及机床主轴，待测工件位于所述机床工作台上，待测工件的两平行平面垂直于所述机床工作台；其特征在于，还包括测量装置及两个量块；所述测量装置包括两个测距传感器；两个所述测距传感器位于所述机床主轴轴线的两侧且分别与所述机床主轴固接，两个所述测距传感器的测量方向平行于所述机床工作台并垂直于待测工件的两平行平面；两个所述量块位于所述机床工作台上且其测量面与待测工件的两平行平面平行。


2.根据权利要求1所述的平行平面参数在机测量系统，其特征在于，两个所述测距传感器相对于所述机床主轴轴线对称。


3.根据权利要求1所述的平行平面参数在机测量系统，其特征在于，所述测量装置还包括平行于所述机床工作台的连接板；所述连接板固接在所述机床主轴上，且其中心位于所述机床主轴轴线上；两个所述测距传感器安装在所述连接板的两端。


4.根据权利要求3所述的平行平面参数在机测量系统，其特征在于，所述测量装置还包括与所述机床主轴配合的弹簧夹头；所述连接板与所述弹簧夹头固接；所述弹簧夹头与所述机床主轴可拆卸连接。


5.根据权利要求1所述的平行平面参数在机测量系统，其特征在于，所述量块为平行规。


6.一种平行平面参数在机测量方法，其特征在于，使位于机床工作台上的待测工件的两平行平面垂直于机床工作台；将两个测距传感器搭载在机床主轴上，使两个测距传感器的测量方向平行于机床工作台并垂直于待测工件的两平行平面；将两个量块固定在所述机床工作台上，使两个量块的测量面与待测工件的两平行平面平行；
测量前对两个量块的相对测量面间的间距进行检定；
测量时，首先两个测距传感器各自测量与其测头相对的量块测量面的距离；然后两个测距传感器对应待测工件的两平行平面上的各测量点，各自测量其与其测头相对的工件平面的距离；根据每个测距传感器到其测头相对的量块测量面的距离读数，与到其测头相对的工件平面的距离读数，以及两个量块的相对测量面间的检定间距，得到对应各测量点的待测工件的两平行平面间的距离。


7.根据权利要求6所述的平行平面参数在机测量方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘常杰，阎超，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12