楔形长带的角度误差检测装置的制作方法

1.本实用新型属于产品几何误差检测与评估领域，更具体地，涉及一种楔形长带的角度误差检测装置。


背景技术：

2.楔形长带是一种机械联接结构中涉及的一个零件，楔形长带的角度误差是影响联接结构性能的重要指标，在装配前需要准确获取。
3.楔形长带的是一种柔性的零件，其最大宽度与其长度的比通常大于20倍，这使得楔形长带在加工完成后，必然存在不小的时效形变和受力形变，这些形变会影响误差的评估；另外，由于楔形长带越接近尾部，其高度越低，也给装夹带来了较大困难；因此，这些形变给楔形长带的测量角度误差测量带来了较大困难。现有的测量方法是采用三坐标测量机测量，需要先将楔形长条放置在平台上并用铁块压紧，该方法测量时间长且容易撞针，另外，三坐标测量机的接触式测头可能在测量过程中推动楔形长条，影响测量准确性。
4.公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种楔形长带的角度误差检测装置和方法，该楔形长带的角度误差检测装置能够提高楔形长带的角度误差检测的准确性。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供的第一方面提供了一种楔形长带的角度误差检测装置，该楔形长带的角度误差检测装置包括：
7.工作台；
8.安装架，设置在所述工作台上；
9.第一光谱共聚焦传感器，设置在所述安装架上，检测方向朝向所述工作台；
10.第二光谱共聚焦传感器，设置在所述安装架上，检测方向朝向所述工作台，所述第一光谱共聚焦传感器与所述第二光谱共聚焦传感器之间留有间隙；
11.移动组件，设置在所述工作台上；
12.夹具，设置在所述移动组件上，所述夹具用于固定楔形长带，所述移动组件用于带动所述夹具移动，以使所述夹具上的固定楔形长带通过所述第一光谱共聚焦传感器和所述第二光谱共聚焦传感器的检测区；
13.第一端量块和第二端量块，所述第一端量块用于设置在所述楔形长带的一端，所述第二端量块用于设置在所述楔形长带的另一端。
14.在上述任一技术方案中，优选地，所述安装架包括：
15.第一安装架，设置在所述工作台的一侧；
16.第二安装架，连接于所述第一安装架，设置在所述第一安装架的一侧，所述第一光
谱共聚焦传感器和所述第二光谱共聚焦传感器设置在所述第二安装架上。
17.在上述任一技术方案中，优选地，所述安装架还包括：
18.第一传感器夹具，连接于所述第二安装架，所述第一光谱共聚焦传感器连接于所述第一传感器夹具；
19.第二传感器夹具，连接于所述第二安装架，所述第二光谱共聚焦传感器连接于所述第二传感器夹具。
20.在上述任一技术方案中，优选地，所述移动组件包括：
21.直线运动轴，设置在所述工作台上；
22.支撑滑块，设置在所述直线运动轴，所述夹具设置在所述支撑滑块上。
23.在上述任一技术方案中，优选地，还包括：
24.多个限位柱，间隔布置在所述工作台上，多个所述限位柱处于同一条直线上；
25.磁性定位件，用于设置在所述楔形长带上，所述磁性定位件能够与所述夹具之间产生磁性吸引力。
26.本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的楔形长带的角度误差检测装置，在使用过程中，将楔形长带设置在夹具上，通过夹具对楔形长带进行固定，而后再将第一端量块设置在楔形长带的一端，将第二端量块设置在楔形长带的另一端。将第一光谱共聚焦传感器和第二光谱共聚焦传感器之间的连线方向定义为x轴方向，通过移动组件带动楔形长带沿着垂直于x轴的y轴方向移动，基于第一光谱共聚焦传感器和第二光谱共聚焦传感器的检测结果结合第一端量块和第二端量块的长度即可对检测装置进行校准，在对检测装置进行校准后，可以通过移动组件多次带动楔形长带沿y轴方向移动，基于第一光谱共聚焦传感器和第二光谱共聚焦传感器的检测结果能够获取楔形长带的位移距离与高度测量值的数据集，在对数据集进行拟合，即可求取拟合直线的斜率，进一步基于斜率即可及时获取到楔形长带的角度测量值，基于楔形长带的角度测量值即可获取到楔形长带的角度误差，基于此可以提高楔形长带的角度误差的检测精度。
27.本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
28.通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
29.图1示出了根据本实用新型的一个实施例的楔形长带的角度误差检测装置的示意性结构图。
30.图2示出了根据本实用新型的一个实施例的楔形长带的角度误差检测方法的示意性步骤流程图。
31.附图标记说明：
32.1、工作台；2、安装架；3、第一光谱共聚焦传感器；4、第二光谱共聚焦传感器；5、移动组件；6、夹具；7、楔形长带；8、第一安装架；9、第二安装架；10、第一传感器夹具；11、第二传感器夹具；12、直线运动轴；13、支撑滑块；14、限位柱；15、磁性定位件；16、第一端量块；17、第二端量块。
具体实施方式
33.下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
34.图1示出了根据本实用新型的一个实施例的楔形长带的角度误差检测装置的示意性结构图。图2示出了根据本实用新型的一个实施例的楔形长带的角度误差检测方法的示意性步骤流程图。
35.如图1所示，本实用新型提供了一种楔形长带的角度误差检测装置，该楔形长带的角度误差检测装置包括：工作台1；安装架2，设置在工作台1上；第一光谱共聚焦传感器3，设置在安装架2上，检测方向朝向工作台1；第二光谱共聚焦传感器4，设置在安装架2上，检测方向朝向工作台1，第一光谱共聚焦传感器3与第二光谱共聚焦传感器4之间留有间隙；移动组件5，设置在工作台1上；夹具6，设置在移动组件5上，夹具6用于固定楔形长带7，移动组件5用于带动夹具6移动，以使夹具6上的固定楔形长带7通过第一光谱共聚焦传感器3和第二光谱共聚焦传感器4的检测区；第一端量块16和第二端量块17，第一端量块16用于设置在楔形长带7的一端，第二端量块17用于设置在楔形长带7的另一端。
36.本实用新型提供的楔形长带7的角度误差检测装置，在使用过程中，将楔形长带7设置在夹具6上，通过夹具6对楔形长带7进行固定，而后再将第一端量块16设置在楔形长带7的一端，将第二端量块17设置在楔形长带7的另一端。将第一光谱共聚焦传感器3和第二光谱共聚焦传感器4之间的连线方向定义为x轴方向，通过移动组件5带动楔形长带7沿着垂直于x轴的y轴方向移动，基于第一光谱共聚焦传感器3和第二光谱共聚焦传感器4的检测结果结合第一端量块16和第二端量块17的长度即可对检测装置进行校准，在对检测装置进行校准后，可以通过移动组件5多次带动楔形长带7沿y轴方向移动，基于第一光谱共聚焦传感器3和第二光谱共聚焦传感器4的检测结果能够获取楔形长带7的位移距离与高度测量值的数据集，在对数据集进行拟合，即可求取拟合直线的斜率，进一步基于斜率即可及时获取到楔形长带7的角度测量值，基于楔形长带7的角度测量值即可获取到楔形长带7的角度误差，基于此可以提高楔形长带7的角度误差的检测精度。
37.可以理解的是，在通过移动组件5带动楔形长带7通过检测区时，可以将第一光谱共聚焦传感器3的检测结果记为x1，将第一光谱共聚焦传感器3的检测结果记为x2，记第一端量块16的长度为h
01
，第二端量块17的长度为h
02
。
38.l0＝x1+x2+h
01
或l0＝x1+x2+h
02
39.此时，通过上式(1)即可完成测量装置的校准。
40.可以理解的是，在通过移动组件5多次带动楔形长带7通过检测区时，每间隔时间t记录一次第一光谱共聚焦传感器3的测量值x
1i
、第二光谱共聚焦传感器4的测量值x
2i
，并记录此时的位移si，共记录n次；其中第i次测得的楔形长带7高度为：
41.hi＝l
0-x
1i-x
2i
,i＝1,2,
…
,n
42.将测量得到的s＝{si|i＝1,2,
…
,n}和h＝{hi|i＝1,2,
…
,n}，可在x轴与y轴组成的坐标系内形成点集p＝{(si,hi)|i＝1,2,
…
,n}，通过最小二乘法，用直线拟合点集p，并记录拟合直线的斜率k；
43.多次通过移动组件5带动楔形长带7移动，重复测量次数为m，得到每次测量的斜率kj(j＝1,2,
…
,m)；
44.通过公式“θj＝|arctan(kj)|,j＝1,2,
…
,m”计算出每次测量得到的角度，计算测量的平均值
[0045][0046]
记该值为楔形长带7的实际角度测量结果，设该楔形长带7的角度设计值为θ0，那么楔形长带7角度误差的测量结果为
[0047]
δθ＝max(θ
j-θ0),j＝1,2,
…
,m。
[0048]
作为优选技术方案，安装架2包括：第一安装架8，设置在工作台1的一侧；第二安装架9，连接于第一安装架8，设置在第一安装架8的一侧，第一光谱共聚焦传感器3和第二光谱共聚焦传感器4设置在第二安装架9上。
[0049]
在该技术方案中，安装架2包括：第一安装架8和第二安装架9，便于调节第一光谱共聚焦传感器3和第二光谱共聚焦传感器4的安装位置，在一些示例中第二安装架9可以滑动连接于第一安装架8，以便于调节第一光谱共聚焦传感器3和第二光谱共聚焦传感器4的实际高度。
[0050]
作为优选技术方案，安装架2还包括：第一传感器夹具10，连接于第二安装架9，第一光谱共聚焦传感器3连接于第一传感器夹具10；第二传感器夹具11，连接于第二安装架9，第二光谱共聚焦传感器4连接于第二传感器夹具11。
[0051]
在该技术方案中，安装架2还包括：第一传感器夹具10和第二传感器夹具11，如此设置便于第一光谱共聚焦传感器3和第二光谱共聚焦传感器4的稳固固定。
[0052]
作为优选技术方案，移动组件5包括：直线运动轴12，设置在工作台1上；支撑滑块13，设置在直线运动轴12，夹具6设置在支撑滑块13上。
[0053]
通过直线运动轴12和支撑滑块13的设置，直线运动轴12具备高精度移动的能力，便于精准控制楔形长带7的一定，通过支撑滑块13的设置便于对夹具6的固定，便于对楔形长带7的稳固支撑。
[0054]
作为优选技术方案，还包括：多个限位柱14，间隔布置在工作台1上，多个限位柱14处于同一条直线上；磁性定位件15，用于设置在楔形长带7上，磁性定位件15能够与夹具6之间产生磁性吸引力。
[0055]
在楔形长带7安装过程中，可以先将楔形长带7设置在夹具6上，而后将楔形长带7的一端抵接于多个限位柱14，即可完成楔形长带7的定位，在通过磁性定位件15固定楔形长带7，能够防止楔形长带7在移动过程中相对于夹具6出现位移。
[0056]
如图2所示，根据本实用新型的第二方面提供了一种楔形长带的角度误差检测方法，应用于上述任一技术方案的楔形长带的角度误差检测装置，检测方法包括：
[0057]
步骤101：将楔形长带设置在夹具上，将第一端量块用于设置在楔形长带的一端，将第二端量块用于设置在楔形长带的另一端；
[0058]
步骤102：通过移动组件带动楔形长带通过检测区，基于第一光谱共聚焦传感器的检测结果、第二光谱共聚焦传感器的检测结果、第一端量块的长度值和第二端量块的长度
值，对检测装置进行校准；
[0059]
步骤103：通过移动组件多次带动楔形长带通过检测区，基于第一光谱共聚焦传感器和第二光谱共聚焦传感器的检测结果，获取楔形长带的位移距离与高度测量值的数据集；
[0060]
步骤104：基于数据集，求取楔形长带的角度测量值；
[0061]
步骤105：基于角度测量值和楔形长带的角度设计值，确定楔形长带的角度误差。
[0062]
本实用新型提供的楔形长带的角度误差检测装置，在使用过程中，将楔形长带设置在夹具上，通过夹具对楔形长带进行固定，而后再将第一端量块设置在楔形长带的一端，将第二端量块设置在楔形长带的另一端。将第一光谱共聚焦传感器和第二光谱共聚焦传感器之间的连线方向定义为x轴方向，通过移动组件带动楔形长带沿着垂直于x轴的y轴方向移动，基于第一光谱共聚焦传感器和第二光谱共聚焦传感器的检测结果结合第一端量块和第二端量块的长度即可对检测装置进行校准，在对检测装置进行校准后，可以通过移动组件多次带动楔形长带沿y轴方向移动，基于第一光谱共聚焦传感器和第二光谱共聚焦传感器的检测结果能够获取楔形长带的位移距离与高度测量值的数据集，在对数据集进行拟合，即可求取拟合直线的斜率，进一步基于斜率即可及时获取到楔形长带的角度测量值，基于楔形长带的角度测量值即可获取到楔形长带的角度误差，基于此可以提高楔形长带的角度误差的检测精度。
[0063]
作为优选技术方案，通过移动组件多次带动楔形长带通过检测区，基于第一光谱共聚焦传感器和第二光谱共聚焦传感器的检测结果，获取楔形长带的位移距离与高度测量值的数据集的步骤包括：
[0064]
设定第一检测周期；
[0065]
通过移动组件多次带动楔形长带通过检测区；
[0066]
每经过一个检测周期，采集第一光谱共聚焦传感器的检测结果、第二光谱共聚焦传感器的检测结果和移动组件的移动距离；
[0067]
基于第一光谱共聚焦传感器的检测结果和第二光谱共聚焦传感器的检测结果，计算获取楔形长带的高度；
[0068]
基于楔形长带的高度和移动组件的移动距离，获取楔形长带的位移距离与高度测量值的数据集。
[0069]
作为优选技术方案，基于数据集，求取楔形长带的角度测量值的步骤包括：
[0070]
对数据集进行拟合，求取拟合直线的斜率；
[0071]
基于斜率，求取楔形长带的角度测量值。
[0072]
作为优选技术方案，基于角度测量值和楔形长带的角度设计值，确定楔形长带的角度误差的步骤包括：
[0073]
重复步骤103至步骤104，获取多个楔形长带的角度测量值
[0074]
基于多个楔形长带的角度测量值和楔形长带的角度设计值，确定楔形长带的角度误差。
[0075]
作为优选技术方案，基于多个楔形长带的角度测量值和楔形长带的角度设计值，确定楔形长带的角度误差的步骤包括：
[0076]
获取多个楔形长带的角度测量值中的最大值；
[0077]
将最大值和角度设计值的差值作为楔形长带的角度误差。
[0078]
可以理解的是，在通过移动组件带动楔形长带通过检测区时，可以将第一光谱共聚焦传感器的检测结果记为x1，将第一光谱共聚焦传感器的检测结果记为x2，记第一端量块的长度为h
01
，第二端量块的长度为h
02
。
[0079]
l0＝x1+x2+h
01
或l0＝x1+x2+h
02
[0080]
此时，通过上式(1)即可完成测量装置的校准。
[0081]
可以理解的是，在通过移动组件多次带动楔形长带通过检测区时，每间隔时间t记录一次第一光谱共聚焦传感器的测量值x
1i
、第二光谱共聚焦传感器的测量值x
2i
，并记录此时的位移si，共记录n次；其中第i次测得的楔形长带高度为：
[0082]hi
＝l
0-x
1i-x
2i
,i＝1,2,
…
,n
[0083]
将测量得到的s＝{si|i＝1,2,
…
,n}和h＝{hi|i＝1,2,
…
,n}，可在x轴与y轴组成的坐标系内形成点集p＝{(si,hi)|i＝1,2,
…
,n}，通过最小二乘法，用直线拟合点集p，并记录拟合直线的斜率k；
[0084]
多次通过移动组件带动楔形长带移动，重复测量次数为m，得到每次测量的斜率kj(j＝1,2,
…
,m)；
[0085]
通过公式“θj＝|arctan(kj)|,j＝1,2,
…
,m”计算出每次测量得到的角度，计算测量的平均值
[0086][0087]
记该值为楔形长带的实际角度测量结果，设该楔形长带的角度设计值为θ0，那么楔形长带角度误差的测量结果为
[0088]
δθ＝max(θ
j-θ0),j＝1,2,
…
,m。
[0089]
以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。