[发明专利]一种基于运动参数表征的复合凸轮加工精度检测装置和方法

权利要求书

1.一种基于运动参数表征的复合凸轮加工精度检测装置，其特征在于：包括复合凸轮实验台和数据采集与分析系统；

所述复合凸轮实验台包括底座(1)、复合凸轮(2)、第一角度传感器(3)、左支座(4)、三爪卡盘(5)、从动轴(6)、第二角度传感器(7)、第一激光位移传感器(8)、第一手轮(9)、从动件支撑臂(10)、第二激光位移传感器(11)、从动件固定臂(12)、从动件(13)、摆杆(14)、右顶座(15)、第二手轮(16)、右支座(17)和主动轴(18)；

各组件连接方式如下：左支座(4)垂直固定安装在底座(1)上；左支座(4)上方装有滑动导轨，从动件支撑臂(10)作为滑块与滑动导轨相连接；从动件固定臂(12)垂直固定安装在从动件支撑臂(10)上；从动轴(6)安装在从动件固定臂(12)上，因从动轴(6)做水平位移运动，所以从动轴(6)与从动件固定臂(12)之间为间隙配合；右支座(17)垂直固定安装在底座(1)上，右顶座(15)通过滑槽与右支座(17)连接；三爪卡盘(5)固定安装在左支座(4)上，且三爪卡盘与右顶座(15)保证同轴度；复合凸轮(2)通过键与主动轴(18)连接；复合凸轮(2)和从动件(13)的中心距调整好后将摆杆(14)与从动轴(6)上的滑块和复合凸轮(2)的平面槽相连接；

第一手轮(9)通过联轴器与左支座(4)上滑动导轨的主轴连接；第二手轮(16)通过联轴器与右顶座(15)的主轴连接；第一角度传感器(3)固定安装在主动轴(18)上；第二角度传感器(7)固定安装在从动轴(6)上；第一激光位移传感器(8)固定安装在从动轴(6)上；第二激光位移传感器(11)固定安装在从动件支撑臂(10)上；

右顶座与右支座间隙配合，第二手轮控制右顶座的水平位移移动，转动第二手轮时，带动主锥齿轮传动，从动锥齿轮带动滚柱丝杠传动，而丝杠上连接有两个螺母滑块，从而带动固定连接在两个螺母滑块上做水平运动；主轴驱动电机固定在左支座内部，当主轴驱动电机转动时，驱动电机的输出轴与主动轴采用梅花型联轴器连接，保证同轴度，同时利用三爪卡盘固定主动轴，右顶座顶尖与主动轴定位保证同轴度；

所述数据采集与分析系统包括计算机、数据采集系统、控制电路及分析软件，控制电路将第一激光位移传感器(8)、第二激光位移传感器(11)、第一角度传感器(3)和第二角度传感器(7)连接并集成至数据采集系统，数据采集系统通过接口与计算机相连接，分析系统负责将采集到的数据进行计算并显示相关信息；

各传感器测量过程如下：主轴电机驱动复合凸轮(2)旋转，从而带动摆杆(14)、从动件(13)及从动轴(6)运动；主动轴(18)带动复合凸轮(2)做旋转运动，第一角度传感器(3)安装在主动轴上(18)，用来采集复合凸轮的转角信号量；第二角度传感器(7)安装在从动轴(6)上，测量从动轴(6)和从动件(13)转角量；第一激光位移传感器(8)安装在从动轴上，测量从动轴(6)的直线位移，第二激光位移传感器(11)安装在从动件支撑臂(10)上，测量从动件支撑臂(10)到主动轴(18)的距离；数据采集系统实时采集并存储各个传感器采集到的数据，分析系统将转角信号量数据做转角精度误差θ-t曲线，将位移量数据做位移精度误差L-t曲线，实现复合凸轮加工精度的快速测量和误差显示。

2.利用权利要求1所述装置进行的一种基于运动参数表征的复合凸轮加工精度检测方法，其特征在于：

该方法的实现过程如下：首先将复合凸轮(2)的主动轴(18)使用三爪卡盘(5)装卡，复合凸轮(2)固定安装在主动轴(18)上，右顶座(15)的顶尖定位至主动轴(18)以保证同轴度；从动件(13)安装在从动轴(6)上，调节左支座(4)的滑动导轨机构做垂直运动；复合凸轮(2)和从动件(13)装配好后，第二激光位移传感器(11)测量复合凸轮(2)和从动件(13)的中心距，主轴电机驱动复合凸轮(2)旋转，从而带动摆杆(14)、从动件(13)及从动轴(6)运动，同时第一激光位移传感器(8)测量从动轴(6)的直线位移，第一角度传感器(3)测量主动轴(18)转角量，第二角度传感器(7)测量从动轴(6)转角量，数据采集系统实时采集并存储各个传感器采集到的数据，分析系统将转角信号量数据做转角精度误差θ-t曲线，将位移量数据做位移精度误差L-t曲线，实现复合凸轮加工精度的快速测量和误差显示。