一种大直径气缸套形位误差在线测量方法与装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种大直径气缸套形位误差在线测量方法与装置，所述方法：在计算机软件中输入测量参数并生成数控测量指令并发送至数控立车；数控立车根据数控测量指令控制缸套及安装于主轴上的激光位移传感器运动并进行采样,通过通讯接口将采样的测量数据发送至计算机；计算机根据测量参数及数控测量指令对收到的测量数据进行预处理得到坐标值；当测量完成后，根据建立的数学模型对所有的坐标值进行优化计算，从而得出所需的形位误差值。所述装置由激光位移传感器、传感器控制器、底座、计算机组成。本发明直接在数控立车上完成气缸套形位误差的测量与计算，不仅检测成本低，而且测量效率高、测量误差小。
【专利说明】一种大直径气缸套形位误差在线测量方法与装置
【技术领域】
[0001]本发明属于测量、测试领域涉及气缸套形位误差测量，具体涉及一种大直径气缸套形位误差在线测量方法与装置。
【背景技术】
[0002]大直径气缸套是船用柴油机的重要部件，随着船舶工业的高速发展，气缸套的需求量越来越大，气缸套的检测直接影响气缸套的产量和质量的提高，我国气缸套生产发展非常迅速，传统的检测方法，以接触式百分表、千分表和测量规为主，这种方法重复性差，人为干扰因素多，极大的影响生产效率。中国专利申请号为201020619481.1的专利公开了“气缸套内孔直线度检具”和中国专利申请号为201220225178.2的专利公开了 “铸入式气缸套外圆位置度测量专用检具”，这两种检具都采用接触式测量，精度不高并且不能对缸套实现在线检测，只能测量单一形位误差项目；中国专利申请号为200810152439.0的专利公开了“气缸套智能检测装置”，该装置成本较高，无法实现大直径缸套的在线测量。
【发明内容】
[0003]鉴于上述现有技术存在的不足，本发明的目的就是要提供一种大直径气缸套形位误差在线测量方法与装置，解决目前存在的大直径气缸套检测效率低、检测精度差及检测成本高等问题。
[0004]本发明的目的通过以下方法实现的:
[0005]一种大直径气缸套形位误差在线测量方法，包括以下步骤:
[0006](I)在计算机中输入测量参数并生成数控测量指令，计算机通过通讯接口将数控测量指令发送至数控立车；
[0007](2)数控立车根据数控测量指令控制气缸套及安装于主轴上的激光位移传感器运动；当激光位移传感器运动到每一预定的测量点时，传感器控制器会收到触发信号控制激光位移传感器进行一次测量，获得激光位移传感器到气缸套内壁的垂直距离，并将所述垂直距离的测量数据发送至计算机；
[0008](3)采用计算机根据测量参数及数控测量指令对步骤(2)所述的测量数据进行预处理，得到每个测量点的空间坐标值；
[0009](4)当测量完成后，根据步骤(3)所述的空间坐标值通过建立的数学模型计算出所需的形位误差值。
[0010]在计算机中输入的测量参数包括形位误差项目、气缸套几何参数、传感器初始位置、传感器位置补偿参数、数控立车工件坐标系原点坐标、每一测量点的定位坐标及停顿时间。
[0011]传感器控制器收到的触发信号来自数控立车的宏指令，所述数控立车的宏指令包括在数控测量指令中控制传感器运动至各测量点的G指令和网络输出宏指令。
[0012]在数控立车不支持宏指令的情况下，传感器控制器收到的触发信号来自数控立车的内部PLC。
[0013]所述数学模型包括即气缸套直线度计算非线性优化数学模型、气缸套圆度计算非线性优化数学模型和气缸套圆柱度计算非线性优化数学模型；
[0014]其中建立所述气缸套直线度计算非线性优化数学模型的方法如下:
[0015]Iiiinf1 = b~c,
[0016].
【权利要求】
1.一种大直径气缸套形位误差在线测量方法，其特征在于包括以下步骤: (1)在计算机中输入测量参数并生成数控测量指令，计算机通过通讯接口将数控测量指令发送至数控立车； (2)数控立车根据数控测量指令控制气缸套及安装于主轴上的激光位移传感器运动；当激光位移传感器运动到每一预定的测量点时，传感器控制器会收到触发信号控制激光位移传感器进行一次测量，获得激光位移传感器到气缸套内壁的垂直距离，并将所述垂直距离的测量数据发送至计算机； (3)采用计算机根据测量参数及数控测量指令对步骤(2)所述的测量数据进行预处理，得到每个测量点的空间坐标值； (4)当测量完成后，根据步骤(3)所述的空间坐标值通过建立的数学模型计算出所需的形位误差值。
2.根据权利要求1所述的一种大直径气缸套形位误差在线测量方法，其特征在于，在计算机中输入的测量参数包括形位误差项目、气缸套几何参数、传感器初始位置、传感器位置补偿参数、数控立车工件坐标系原点坐标、每一测量点的定位坐标及停顿时间。
3.根据权利要求1所述的一种大直径气缸套形位误差在线测量方法，其特征在于，传感器控制器收到的触发信号来自数控立车的宏指令，所述数控立车的宏指令包括在数控测量指令中控制传感器运动至各测量点的G指令和网络输出宏指令。
4.根据权利要求3所述的一种大直径气缸套形位误差在线测量方法，其特征在于，在数控立车不支持宏指令的情况下，传感器控制器收到的触发信号来自数控立车的内部PLC。
5.根据权利要求1所述的一种大直径气缸套形位误差在线测量方法，其特征在于，所述数学模型包括即气缸套直线度计算非线性优化数学模型、气缸套圆度计算非线性优化数学模型和气缸套圆柱度计算非线性优化数学模型； 其中建立所述气缸套直线度计算非线性优化数学模型的方法如下:
6.一种如权利要求1所述的一种大直径气缸套形位误差在线测量方法的装置，其特征在于包括激光位移传感器、传感器控制器、底座、计算机，所述激光位移传感器安装在底座上；所述底座固定在数控立车的刀架上，并使激光位移传感器发出的激光垂直于缸套内壁；所述传感器控制器和激光传感器相连，并通过通讯接口连接计算机，所述传感器控制器的触发端子与数控立车的内部PLC的某一输出继电器触点相连；所述的计算机与数控立车通过网络进行通讯。
【文档编号】G01B11/00GK103615976SQ201310618634
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】苏世杰, 代永俊, 李钦奉, 周国平, 齐继阳, 吴琼, 唐文献, 庄宏, 张建 申请人:江苏科技大学