一种多阶梯轴行位公差在位检测装置及其检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及于机械测量技术领域，适用于多阶梯轴行位公差的测量。 技术背景
[0002] 随着科学技术的飞速发展，工程测量技术发生了深刻的变革，并取得了巨大的发 展成就。但是对于一些多阶梯轴测量，国内很多企业一般多采用离线测量，不免的引进了安 装带来的二次测量误差，甚至有些工厂对于阶梯轴的测量多采用人工接触测量，由于多因 素综合导致测量精度较低，难以保证检测精度的要求，人工测量的方法还增加了人工劳动 强度，因此在位或在线高精度检测已成为检测技术的发展趋势。
[0003] 本发明的目的是解决人工检测劳动强度高，测量精度低，无法便于实现在位测量 的问题;提供一种多阶梯轴行位公差在位检测装置及其检测方法，测量装置具有自动化程 度高，便于实现自动测量，降低人工检测强度等优点。
[0004] 为了实现上述目的，本发明的采用的技术方案：
[0005] -种多阶梯轴行位公差在位检测装置及其检测方法;该测量装置包括微调自动进 给装置，防撞自动缩回装置，传感器位移角度微调装置，传感器安装固定弧形支架;微调自 动进给装置与防撞自动缩回装置连接在一起，通过固定螺栓固定在机床运动溜板上，传感 器安装固定弧形支架安装在微调自动进给装置滚珠丝杠运动导轨副上;该装置通过截面三 激光位移传感器测量分离算法可以分离出阶梯轴截面圆度误差和机床主轴回转误差;三涡 流传感器直线度测量分离算法可以分离出阶梯轴母线直线度误差、溜板导轨运动误差，溜 板的角度偏摆误差。该测量装置随溜板移动可以实现多阶梯轴圆度、同轴度、圆柱度、直线 度、端面跳动度、径向跳动度等行位公差的测量。
[0006] 微调进给装置包括直线电机、支撑立柱、伺服电机、减速器、滚珠丝杠、光栅尺、滚 珠丝杠导轨运动副；支撑立柱固定安放在直线电机移动板上，支撑立柱上安装有伺服电机 通过减速器与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠导轨运动副安在滚珠丝杠上。
[0007] 防撞自动缩回装置包括竖直立柱、伸缩缸。
[0008] 传感器位移角度微调装置可以微调测量传感器测量角度和位移。
[0009] IL-065激光位移传感器，基准距离65mm，测量距离55到105mm，线性度为F. S. 土 0 · 1 % *2 ·重复精度 2um*3。
[0010] XZY3300涡流传感器，探头直径0:11丽，线性量程4mm，线性范围1.0-5.0mm，线性中 点3.0mm，非线性误差±1%。
[0011] -种多阶梯轴行位公差在位检测装置及检测方法，三激光位移传感器测量矩阵分 离算法可以分离出阶梯轴截面圆度误差和机床主轴回转误差;三涡流传感器直线度测量分 离算法可以分离出阶梯轴母线直线度误差、溜板导轨运动误差，溜板的角度偏摆误差。
[0012] -种多阶梯轴行位公差在位检测装置，其特征是，激光位移传感夹持件两相邻侧 边都由保护装置。
[0013] 本发明有益效果：
[0014] 1该装置具有结构紧凑，测量精度高，适用性强的特点；
[0015] 2该装置自动化程度高，降低人工作强度，提高工作效率；
【附图说明】
[0016] 图1发明测量装置装配结构示意图；
[0017] 图2发明测量装置防撞自动缩回结构示意图；
[0018] 图3该发明测量装置慢速微调进给总成结构示意图；
[0019] 图4发明测量装置传感器位移角度自动微调结构示意图；
[0020] 图5传感器布局图；
[0021]图6三激光位移传感器截面圆度测量原理图；
[0022]图7三电涡流位移传感器直线度测量原理图；
[0023] 图1为该发明测量装置装配结构示意图；包括溜板1，2防撞自动缩回装置，3微调自 动进给总成装置，4传感器位移角度微调装置，固定板5、伸缩缸机体6,活动收缩缸7、小型伺 服电机8，减速器9、微调机体10、滚珠丝杠11、直线电机机体12，工作台13、连接轴14、光栅尺 15、微调机体加强筋16,保护装置17激光位移传感器18,传感器夹持件19,可替换杆20,角度 微调装置21，位移微调机构22，旋转部件23，弧形测量机架24，滚珠丝杠导轨副25，激光位移 传感器26、28、30，涡流传感器27，微位移角度调节装置29。
【具体实施方式】
[0024] -种多阶梯轴行位公差在位检测装置及其检测方法;该装置包括微调自动进给总 成装置3，防撞自动缩回装置2，传感器位移角度微调装置4;激光位移传感器18、26、28、29、 30,通过传感器夹持件19(4个)夹紧，连接可替换杆20,安装弧形测量机架24,微调自动进给 总成装置3通过固定螺栓固定在机床运动溜板1上，防撞自动缩回装置2通过固定螺栓固定 在溜板1上，微调自动进给总成装置2与防撞自动缩回装置2连接在一起，弧形测量机架24通 过滚珠丝杠导轨副25安装在微调自动进给装置滚珠丝杠11上该装置通过截面三激光位移 传感器分离算法可以分离出阶梯轴截面圆度误差和机床主轴回转误差;三涡流传感器直线 度测量可以分离出阶梯轴母线直线度误差、溜板导轨运动误差，溜板的角度偏摆误差;该装 置随溜板移动可以实现多阶梯轴圆度、同轴度、圆柱度、直线度、端面跳动度、径向跳动度等 行位公差的测量。
[0025] 防撞自动缩回装置包括固定板5、伸缩缸机体6，活动伸缩缸7构成，固定板5通过相 应的固定螺栓固定在溜板1上，伸缩缸机体6通过相应的固定螺栓固定在固定板5，活动伸缩 缸7能实现水平方向伸缩移动。
[0026] 微调自动进给总成装置3包括小型伺服电机8,减速器9、微调机体10、滚珠丝杠11、 直线电机机体12,工作台13、连接轴14、光栅尺15、微调机体加强筋16;小型伺服电机8,连接 轴14、减速器9，滚珠丝杠11，依次安装在微调机体10上，微调机体10通过相应的固定螺栓固 定在工作台13上，微调机体加强筋16连接在微调机体10上，增强微调机体10的牢固性;光栅 尺15( 2个)精确记录z向和y向的位移。
[0027] 传感器位移角度微调装置4包括保护装置17激光位移传感器18,传感器夹持件19， 可替换杆20，角度微调装置21，位移微调机构22，旋转部件23。保护装置17安装在位移传感 器边缘两侧防止传感器碰撞，可替换杆20可以根据不同的测量要求可以替换。
[0028] 29为微位移角度调节装置，可以微调角度，实现28激光位移传感器入射光线与所 测端面保持垂直。
[0029] 该装置由预先设定的程序，由快速进给系统带动装置到达待指定位置，然后慢速 进给系统自动调节距离到达指定距离后，调节微位移角度装置使激光位移传感器入射光线 达到测量要求，完成测量前准备工作。
[0030] 当测量装置激光位移传感器夹持件上的保护装置信号启动时，防撞自动缩回装置 自动缩回，防止传感器碰撞受损。
[0030]图6为三激光位移传感器截面圆度测量原理图，三激光位移传感器18、26、30成一 定的夹角安装，三传感器测量轴线的交点〇为坐标原点建立直角坐标系Χ0Υ。
[0040]设:Γ(θ)为被测