大型圆环面形状误差在位测量系统的制作方法

本发明属于在位测试技术、测量平台位姿调整、高精度回转平台、机械夹具设计、接触式传感器测量、基于labview的数据采集分析等技术领域，具体为一种圆环面形状误差在位测量系统。

背景技术：

本发明主要是应用于机械零件中大型圆环面、法兰面的形状误差在位测量。

在机械零件装备时，装配界面形状误差信息非常重要，形状误差往往会影响接触刚度和装配精度。接触刚度的大小往往会直接影响装备整体的动力学特性和密封性等。为了精确控制装配体性能，需要测试零件的形状误差，例如航空发动机、离心压缩机等等重大装备装配过程，形状误差在位测量是实施装配工艺及性能精确控制的前提和基础，是智能装配过程中不可缺少的环节。而且在航空发动机、离心压缩机等重大装备装配过程中，广泛存在环形零/组件，这些环形零/组件往往结构复杂、质量大，只能使用在位测量技术。

目前在工厂中广泛使用的方法是测量全跳动误差，但是全跳动误差是位置误差和形状误差的综合反映，仍难以根据全跳动信息获取形状误差。平面度仪法或者三坐标测量仪虽然能测量零件装配界面具体形貌，但通常不适用于航空发动机、燃气轮机、离心压缩机转子等大型环形界面形状误差的测量。

技术实现要素：

本发明的目的是设计一用于在位测量大型圆环面、法兰面形状误差的设备。

本发明的技术方案：

大型圆环面形状误差在位测量系统，包括调姿部分、回转部分和测量部分；

调姿部分包括调姿台5、调姿台电机4和转接板6；调姿台5用于调节沿z轴和x轴的回转角度，由调姿台电机4控制，调姿台电机4由控制器控制；z轴为垂直于调姿台5平面的轴，调整角度为0°～360°；x轴为垂直调姿台电机4轴方向的轴，调整角度为-30°～30°；转接板6的下表面连接在调姿台5台面上，其上表面一侧连接有回转分度盘底座7；

回转部分包括回转分度盘底座7和分回转分度盘1；回转分度盘底座7主体为方体框架结构，两侧表面和底面开有t型槽，t型槽与转接板6通过螺栓螺母配合连接；回转分度盘1上的齿轮与回转分度盘底座7上的齿轮啮合；回转分度盘底座7顶面设有扳手，扳手向前扳动，带动回转分度盘1向前运动，使回转分度盘1上的齿轮与回转分度盘底座7上的齿轮啮合，可以手动转动所需角度，扳手向回扳动，使回转分度盘1与回转分度盘底座7上的齿轮脱离啮合，并卡死以固定；

回转分度盘1的最小回转角度为1°，回转精度为10``，回转分度盘1台面上开有t型槽和中心孔；回转分度盘1一侧通过中心孔与传感器夹具10的心轴定位，通过t型槽和螺栓螺母2配合固定，另一侧通过齿轮与回转分度盘底座7上的齿轮啮合；

测量部分包括传感器夹具10、传感器保持架9和接触式传感器8；传感器夹具10为圆盘结构，在传感器夹具10上共布置有4组传感器插孔，其中两组为单排传感器插孔，数量为3个，另两组为双排传感器插孔，每排3个，共6个；每排传感器插孔的中心插孔位置设为0°、90°、180°和270°，中心传感器插孔两侧的传感器插孔与中心的夹角为10°；每排中所有传感器插孔与圆心的距离相等，排与排之间不相等，传感器插孔与传感器夹具10的圆心距离为100mm～300mm；单排传感器插孔用来测量法兰面上孔中心线上的形状误差，双排传感器插孔用来测量孔径向两侧的形状误差；每个传感器插孔内安装一个传感器保持架9用来固定接触式传感器8；接触式传感器8测量的数据通过rs232总线传输到上位机，在上位机内编写labview程序进行数据读取和分析。

本发明的有益效果：本发明提供的大型圆环面形状误差在位测量系统，可以主动调节测头平面和被测表面间的平行度，进一步减少误差，使在位评价大型圆环面形状误差的可靠性大幅度提升。

附图说明

图1为本发明实施例正视图。

图2为本发明实施例立体结构图。

图中：1回转分度盘；2螺栓螺母；3t型螺栓螺母；4调姿台电机；5调姿台；6转接板；7回转分度盘底座；8接触式传感器；9传感器保持架；10传感器夹具；11扳手。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图，进一步说明本发明的具体实施方式。

在图1图2所示结构简图中，主要包括：1回转分度盘；2螺栓螺母；3t型螺栓螺母；4调姿台电机；5调姿台；6转接板；7回转分度盘底座；8接触式传感器；9传感器保持架；10传感器夹具；11扳手

调姿台5用于调节沿z轴和x轴的回转角度，由调姿台电机4控制，调姿台电机4由控制器控制；z轴为垂直于调姿台5平面的轴，调整角度为0°～360°；x轴为垂直调姿台电机4轴方向的轴，调整角度为-30°～30°；转接板6的下表面与调姿台5台面相连，其上表面一侧连接回转分度盘底座7；

回转分度盘底座7主体为方体框架结构，两侧表面和底面开有t型槽，t型槽实现与转接板6的连接；回转分度盘1与回转分度盘底座7上的齿轮啮合；顶面设有扳手，扳手向前扳动，使回转分度盘1与回转分度盘底座7上的齿轮啮合，可以手动转动所需角度，扳手向回扳动，使回转分度盘1与回转分度盘底座7上的齿轮脱离啮合，并卡死以固定；回转分度盘1的最小回转角度为1°，回转精度为10``，回转分度盘1台面上开有t型槽和中心孔；回转分度盘1一侧通过中心孔与传感器夹具10的心轴定位，通过t型槽和螺栓螺母2配合固定，另一侧通过齿轮与回转分度盘底座7上的齿轮啮合；

在传感器夹具10上一共布置有4组传感器插孔，其中两组插孔中插孔的数量为3个，另外两组插孔中插孔为两排，每排3个，共6个。每组插孔的中心插孔位置为0°、90°、180°、270°，中心插孔两侧的插孔与中心的夹角为10°。每组中所有插孔与圆心的距离相等，但组与组之间不相等，插孔与圆心距离在100mm～300mm范围内可变，单排插孔用来测量法兰面上孔中心线上的形状误差，双排插孔用来测量孔径向两侧的形状误差；每个传感器插孔内安装一个传感器保持架9用来固定接触式传感器8。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种大型圆环面形状误差在位测量系统，该系统包括调姿部分、回转部分和测量部分。调姿部分包括调姿台、调姿电机和转接板，调姿台可以调节沿z轴和x轴的回转角度，其调节的角度由调姿台电机控制，调姿部分与回转部分通过转接板连接；回转部分包括回转分度盘底座和高精度分回转分度盘，回转时，通过扳手松开固定，然后手动转动所需角度，之后把扳手扳回来进行固定；测量部分包括传感器夹具、传感器保持架、接触式传感器及其配套设备，传感器夹具通过心轴与回转分度台定位，然后通过两个螺栓螺母固定；在传感器夹具上一共布置有4组传感器插孔，每组插孔内有至少三个插孔，每个传感器插孔内安装一个传感器保持架用来固定传感器。

技术研发人员：孙清超;王珏;刘鑫;孙伟;姜英杰;索嘉琪
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2017.05.03
技术公布日：2017.08.18