[发明专利]配油盘、缸体的小球冠半径检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及球状零件形位检测领域，具体属于配油盘、缸体的小球冠半径检测系统。

背景技术

对于配油盘、缸体的直径为Sφ350～Sφ761mm的小球冠，检测精度要求：±5μm，同时要求对配油盘、缸体小球冠半径实现快速检测，检测数据记录，单件检测时间30秒。

发明内容

本发明的目的是提供一种配油盘、缸体的小球冠半径检测系统，实现配油盘及缸体之球冠半径半径的快速检测，输出检测结果，检测速度预计为30秒/件，满足生产现场检测要求，方便地适应生产线上所需检测产品多规格的检测，实现系统精度自校正及检测。

本发明的技术方案如下：

一种配油盘、缸体的小球冠半径检测系统，包括有工作台、高精度激光测距传感器，高精度激光测距传感器通过微调整装置固定于工作台上方，工作台上通过纵移高精度气浮滑动副安装有纵移浮动座，纵移浮动座内通过横移高精度气浮滑动副安装有横移浮动座，被测工件设置于横移浮动座上，纵移浮动座、横移浮动座下表面上分别开有排气孔，排气孔连通有供气系统，纵移浮动座、横移浮动座由两个相互垂直的电动推杆推动实现XY方向移动，工作台的XY方向上分别设有光栅尺用于检测被测工件的水平位置坐标。

所述的高精度激光测距传感器通过传感器控制器电连接控制器，光栅尺通过信号转换模块电连接控制器，控制器与两个电动推杆电连接，控制器还连接有显示与输入面板、报警器。

所述微调整装置由两个串联的蜗杆副组成，蜗杆副为高精度滚珠丝杠副，可以实现高精度激光测距传感器在两个垂直方向上微小摆动。

本发明采用非接触检测方案，利用高精度激光测距传感器与光栅尺配合的方法实现球面被测工件多点三维坐标的检测，按排列组合取其中四点分别计算，得到多个球面半径值，取平均值作为检测结果，以反映球面整体的半径值。本发明实现配油盘及缸体之球冠半径半径的快速检测，输出检测结果，检测速度预计为30秒/件，满足生产现场检测要求，方便地适应生产线上所需检测产品多规格的检测，实现系统精度自校正及检测。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明系统原理图。

图3为本发明激光线歪斜0.05°时误差分析图。

图4为本发明的高精度激光测距传感器检测数据精度分析图。

具体实施方式

参见附图，一种配油盘、缸体的小球冠半径检测系统，包括有工作台2、高精度激光测距传感器1，高精度激光测距传感器1通过微调整装置固定于工作台2上方，工作台2上通过纵移高精度气浮滑动副安装有纵移浮动座，纵移浮动座内通过横移高精度气浮滑动副安装有横移浮动座，被测工件3设置于横移浮动座上，纵移浮动座、横移浮动座下表面上分别开有排气孔，排气孔连通有供气系统，纵移浮动座、横移浮动座由两个相互垂直的电动推杆4推动实现XY方向移动，工作台2的XY方向上分别设有光栅尺5用于检测被测工件3的水平位置坐标；高精度激光测距传感器1通过传感器控制器6电连接控制器7，光栅尺5通过信号转换模块8电连接控制器7，控制器7与两个电动推杆4电连接，控制器7还连接有显示与输入面板9、报警器10；微调整装置由两个串联的蜗杆副组成，蜗杆副为高精度滚珠丝杠副，可以实现高精度激光测距传感器在两个垂直方向上微小摆动。

高精度激光测距传感器1固定于工作台2上方，通过微调整装置使激光垂直于工作台，并能升降。被测工件固定在横移浮动座上，横移浮动座在纵移气浮座内，工作台上安装有两个相互垂直的电动推杆，使被测工件两个垂直方向移动。浮动座移动时一直由供气系统进气使浮动座悬浮，浮动座移动到所需位置时，供气系统关闭，由高精度激光测距传感器检测激光源到被测工件的球面垂直距离，由光栅尺检测被测工件在水平面内的位置，这样就可获得多点的空间坐标，再利用几何原理计算被测工件的球面半径。

高精度激光测距传感器1安装在微调整装置上，微调整装置由两个串联的蜗杆副组成，可以实现激光线在两个垂直面内的微小摆动。检验是否垂直的方法是移去浮动座，先检测高精度激光测距传感器1与精加工的工作台面之间的距离，再将一块上、下面相平行的精加工块板放在工作台上，进行测距，两距相减等于块板厚度（μ级），则激光线垂直于工作台。

浮动座内部及下表面开有排气孔，被测工件及浮动座移动时一直由供气系统进气使浮动座悬浮，浮动座与工作台之间没有磨损，且移动力很小，浮动座移动到所需位置时，供气系统关闭。

本发明检测精度分析：

1）程序计算精度