[发明专利]一种平面度及平行度测量装置和测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其是涉及一种用于测量平面度及平行度的测量装置及其方法，其适用于对具有上下两个圆环形平面的油冷器进行平面度及平行度的测量。

 

背景技术

一些对形状要求较高的工件通常会有平面度和平行度的公差要求，虽然可通过三座标测量仪或者相关的专用测量仪器对单一平面的平面度和两个平行平面的平行度进行测量，但由于上述设备和仪器存在价格昂贵、测量程序复杂的问题，因而无法在工业生产中得到普遍的应用，尤其不适合生产线上的快速在线检测，并且难以同时测量两个平面的平面度和平行度。通常，人们还是利用一些简单的测量工具和测量工装来测量特定工件的平面度和平行度。例如，在中国专利文献上公开的一种“电梯导轨侧工作面平行度的测量装置及测量方法”，公告号为CN102661703A，该测量装置包括能够固定在导轨上或能从导轨上拆卸的支架、固定在支架上的测量板，测量板的表面上开设有至少两个相间隔排列的样孔，当支架固定在导轨上时，样孔所在的直线与导轨的侧工作面平行。测量成对导轨侧工作面平行度时，将镜像对称的两个测量装置固定在成对导轨的同一水平位置，以其中一个导轨的侧工作面为基准面，测量另一导轨对应测量装置上两个样孔到一个导轨对应测量装置上样孔所在直线的距离，再根据导轨侧工作面水平方向的长度，即可测量出成对导轨侧工作面的平行度。上述测量装置有利于测量相隔一定距离的两个平面之间的平行度，但是仍然存在如下问题：首先其无法在测量平行度的同时测量相关平面的平面度，其次，在测量两个平面之间的平行度时，其并未考虑每个平面本身的平面度误差，因而其测量结果的准确性和测量精度受到限制。

 

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的测量装置所存在的难以同时测量平面度和平行度、测量程序复杂从而不适合在线测量、以及测量平行度的精度低的问题，提供一种平面度及平行度测量装置及相应的测量方法，其适用于测量油冷器之类具有上下两个同轴的圆环形平面的工件，可同时测量上下两个平行平面各自的平面度和相互之间的平行度，并且测量程序快捷，平行度的测量精度高，从而适合在线测量。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种平面度及平行度测量装置，包括测量部件和具有显示终端的数据处理系统，所述测量部件包括一个工作台面，工作台面上设有下测量座以及位于下测量座两侧的竖直滑轨，在下测量座上方设有与竖直滑轨构成上下滑动连接的上测量座，所述上、下测量座上分别设有若干绕同一竖直的环绕中心轴呈环形等分布置的第一位移传感器和第二位移传感器，第一、第二位移传感器的信号输出端与数据处理系统的信号输入端相连接。

本发明采用多个第一位移传感器和第二位移传感器测量工件的上下测量面上各测量点的高度坐标，从而可得到各测量点的空间坐标，利用现有的三维设计软件，即可将上述离散的点坐标拟合出上下两个基准平面，进而可得到上下测量面各自的平面度以及相互之间的平行度。由于各测量点的数据测量是一次性同时完成的，并且测量数据可通过数据处理系统自动处理并加以输出，因而可实现平面度和平行度的在线测量。特别是，在平行度测量中，工件的被测平面应该是和工件的平行度基准面作比较的，由于工件的平行度基准面本身不可避免地具有平面度误差，因而我们需要对工件的平行度基准面进行测量并得到其理论基准平面，然后用该理论基准平面作为工件被测平面的平行度测量基准。然而现有的平行度测量方法中，工件的下表面作为平行度基准面通常是放在一个水平的基准测量平台上的，通过测量工件的上表面即检测平面上的多个测量点来得到其相应的平行度误差，由于无法同时对工件的被测平面和平行度基准面进行测量，因此无法得到平行度基准面的理论基准平面，进而难以避免工件的下表面即平行度基准面本身的平面度误差对平行度测量准确性和精度的影响。本发明用上下两组第一位移传感器和第二位移传感器分别同时测量工件的平行度基准面和被测平面，并且拟合出各自的基准平面，既可用于计算平面度的误差，又可用于计算平行度的误差，因而有效地提高了数据采集的利用效率，并有利于提高数据处理的速度，使其可适合快速的在线检测。