一種筒形構件對接在線檢測裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種筒形構件對接在線檢測裝置及方法，該方法以筒形構件對接過程 能夠?qū)崟r在線檢測、滿足筒形構件較高的對接精度等為目標，提出一種適用于筒形構件對 接在線檢測裝置。該裝置在對接過程能夠?qū)崟r檢測筒形構件同軸度和對接面間隙，實現(xiàn)對 接過程精度可控，最終提高產(chǎn)品精度，屬于先進裝配制造技術領域。
【背景技術】
[0002] 在零部件精確對接、裝配過程中，國內(nèi)外針對零件姿態(tài)的在線檢測、調(diào)整及定位主 要通過兩種方式進行：一種是在數(shù)控設備上進行對接，利用了數(shù)控設備自身坐標移動精度 或附帶其他測量工具通過接觸式測量零部件的特征面，檢測零件的位置狀態(tài)，但是測量時 一次只能單點或一定范圍內(nèi)的檢測，無法對零部件進行全方位的姿態(tài)檢測；另外一種是采 用激光跟蹤儀、激光干涉儀等大型光學設備來實現(xiàn)，將產(chǎn)品數(shù)模輸入光學測量設備軟件系 統(tǒng)，通過光學等非接觸式測量方式檢測零部件上檢測點，對齊產(chǎn)品測量坐標系與理論數(shù)模 坐標系，建立在線檢測測量模塊，通過特定檢測點的實測坐標值和理論坐標值比對，可以獲 取實時的偏差值。但實際情況下筒形構件自身結構和對接型架結構的局限性，測量時光線 被遮擋，無法進行檢測。此外單臺光學設備無法檢測到產(chǎn)品大部分的測量點，因此需布置多 臺設備同時進行，對成本、場地面積都有較為苛刻的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提出一種筒形構件對接在線檢測裝置 及方法，該裝置為一種適用于大尺寸筒形構件的在線檢測裝置，在現(xiàn)有工裝設備的基礎上， 將對接工裝、在線檢測裝置傳動機構、測量傳感器等集成在一套裝置中，實現(xiàn)從筒形構件內(nèi) 部對同軸度和對接面間隙進行在線檢測，實現(xiàn)了筒形構件高質(zhì)量的對接裝配。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。
[0005] 本發(fā)明的一種筒形構件對接在線檢測裝置，該檢測裝置包括對接工裝、傳動結構、 傳感器、傳感器安裝座和測量架；
[0006] 對接工裝共有兩套，分別位于臥式車床車頭部位和臥式車床尾座部位；
[0007] 對接工裝包括第一支撐盤、手輪、中心軸、第二支撐盤、油杯、梯形螺母、梯形螺桿、 導向鍵、端面調(diào)節(jié)器、第一徑向調(diào)節(jié)器、第二徑向調(diào)節(jié)器、緊定螺釘、軸襯、軸擋和臥式車床 安裝盤；
[0008] 中心軸為空心階梯圓柱體，第二支撐盤和第一支撐盤均為圓環(huán)結構；第一支撐盤 和第二支撐盤都具有加強筋，第一支撐盤和梯形螺母固定連接，梯形螺母的一端和梯形螺 桿為螺紋配合實現(xiàn)螺紋傳動，梯形螺母的另一端和軸襯固定連接；軸擋和臥式車床安裝盤 固定連接在中心軸上，通過軸擋和臥式車床安裝盤對梯形螺桿在中心軸的軸向方向進行定 位；導向鍵固定連接在中心軸上，軸襯和中心軸通過導向鍵實現(xiàn)間隙配合；梯形螺桿和中 心軸之間為間隙配合可以實現(xiàn)回轉運動，梯形螺桿和中心軸之間通過油杯注入潤滑油實現(xiàn) 潤滑；手輪和梯形螺桿固定連接，旋轉手輪驅(qū)動梯形螺桿作回轉運動，梯形螺桿帶動梯形螺 母和軸襯通過導向鍵沿中心軸的軸向作直線移動，最終驅(qū)動第一支撐盤沿中心軸的軸向運 動；
[0009] 第二支撐盤通過緊定螺釘固定在中心軸上；
[0010] 第二支撐盤和第一支撐盤之間沿中心軸的軸向有間隙，用于給第二筒形構件和第 一筒形構件提供安裝空間；第一筒形構件共有兩件，分別安裝在臥式車床兩端的第一支撐 盤上；第二筒形構件共有一件，橫跨并安裝在第二支撐盤上；
[0011] 第二支撐盤上均勻分布有第二徑向調(diào)節(jié)器；第一支撐盤上均勻分布有第一徑向調(diào) 節(jié)器和端面調(diào)節(jié)器；
[0012] 第二徑向調(diào)節(jié)器包括徑向支撐塊、徑向調(diào)節(jié)螺桿和徑向壓板；徑向支撐塊位于第 二支撐盤的外表面，中心帶有圓柱槽；徑向調(diào)節(jié)螺桿的一端位于徑向支撐塊的圓柱槽中，徑 向壓板和徑向支撐塊固定連接，并將徑向調(diào)節(jié)螺桿封閉在徑向支撐塊的圓柱槽中；徑向調(diào) 節(jié)螺桿的另一端和第二支撐盤為螺紋配合，通過旋轉徑向調(diào)節(jié)螺桿調(diào)整徑向支撐塊沿調(diào)節(jié) 螺桿的軸線直線移動，從而實現(xiàn)對第二筒形構件內(nèi)圓的壓緊和放松；通過調(diào)節(jié)均布的第二 徑向調(diào)節(jié)器實現(xiàn)第二筒形構件和第一筒形構件內(nèi)圓面貼合并漲緊，實現(xiàn)裝夾固定；第二徑 向調(diào)節(jié)器同時壓緊或放松第二筒形構件內(nèi)圓時，驅(qū)動第二筒形構件偏移；
[0013] 第一徑向調(diào)節(jié)器包括徑向支撐塊、徑向調(diào)節(jié)螺桿和徑向壓板；徑向支撐塊位于第 一支撐盤的外表面，中心帶有圓柱槽；徑向調(diào)節(jié)螺桿一端位于徑向支撐塊的圓柱槽中，徑向 壓板和徑向支撐塊固定連接，并將徑向調(diào)節(jié)螺桿封閉在徑向支撐塊的圓柱槽中；徑向調(diào)節(jié) 螺桿的另一端和第一支撐盤為螺紋配合，通過旋轉徑向調(diào)節(jié)螺桿調(diào)整徑向支撐塊沿徑向調(diào) 節(jié)螺桿的軸線直線移動，實現(xiàn)對第一筒形構件內(nèi)圓的壓緊和放松；通過調(diào)節(jié)均布的第一徑 向調(diào)節(jié)器實現(xiàn)第一筒形構件內(nèi)圓面貼合并漲緊，實現(xiàn)裝夾固定；第二徑向調(diào)節(jié)器同時壓緊 或放松第一筒形構件內(nèi)圓時，驅(qū)動第二筒形構件偏移；
[0014] 端面調(diào)節(jié)器包括端面支撐塊、端面調(diào)節(jié)螺桿和端面壓板；端面支撐塊位于第一支 撐盤的內(nèi)端面，為圓柱體結構，中心開有圓柱槽；端面調(diào)節(jié)螺桿的一端位于端面支撐塊的圓 柱槽中，端面壓板和端面支撐塊固定連接，并將端面調(diào)節(jié)螺桿封閉在端面支撐塊的圓柱槽 中；端面調(diào)節(jié)螺桿的另一端和第一支撐盤為螺紋配合，通過旋轉端面調(diào)節(jié)螺桿調(diào)整端面支 撐塊沿調(diào)節(jié)螺桿軸線直線移動，實現(xiàn)對第一筒形構件端面的壓緊和放松，間接實現(xiàn)第一筒 形構件和第二筒形構件對接面間隙d的調(diào)整；
[0015] 傳動結構包括主旋轉環(huán)、第一軸承、第二軸承、襯套、中心軸襯套、大齒輪、小齒輪、 伺服電機、定位擋環(huán)、緊定螺釘和軸承端蓋；中心軸襯套為臺階式圓環(huán)結構；
[0016] 中心軸襯套通過緊定螺釘固定連接在中心軸上；第一軸承、第二軸承和大齒輪安 裝在中心軸襯套上，大齒輪位于第一軸承和第二軸承之間；第一軸承通過中心軸襯套的臺 階和襯套進行限位；大齒輪通過襯套和第二軸承進行限位；第二軸承通過定位擋環(huán)進行限 位；軸承端蓋與主旋轉環(huán)固定連接；主旋轉環(huán)與第一軸承為過渡配合連接；軸承端蓋與第 二軸承之間為過渡配合連接；
[0017] 小齒輪和伺服電機固定連接，伺服電機固定連接在主旋轉環(huán)上，小齒輪和大齒輪 相互嚙合，小齒輪可以繞大齒輪進行360°范圍內(nèi)旋轉；
[0018] 測量架的一端固定連接在主旋轉環(huán)上，測量架的另一端固定連接傳感器安裝座 上；傳感器安裝座上安裝有傳感器；
[0019] 傳感器包括第一激光位移傳感器、第二激光位移傳感器和CCD圖像傳感器；第一 激光位移傳感器用于測量第一激光位移傳感器和第一筒形構件的內(nèi)圓面距離dl ;第二激 光位移傳感器用于測量第二激光位移傳感器和第二筒形構件的內(nèi)圓面距離d2 ;CCD圖像傳 感器用于測量第一筒形構件和第二筒形構件之間的對接面間隙d。
[0020] 利用上述的筒形構件對接在線檢測裝置對筒形構件對接的在線檢測方法，步驟 為：
[0021] (1)將兩套對接工裝安裝在臥式車床上，將兩件第一筒形構件安裝在第一支撐盤 上，并使用第一徑向調(diào)節(jié)器將其內(nèi)圓撐緊；然后將第二筒形構件安裝在第二支撐盤上，并使 用第二徑向調(diào)節(jié)器撐緊其內(nèi)圓；
[0022] (2)給伺服電機供電，伺服電機驅(qū)動小齒輪轉動，小齒輪帶動主旋轉環(huán)和軸承端蓋 在大齒輪上轉動，主旋轉環(huán)和軸承端蓋共同驅(qū)動第一軸承和第二軸承轉動；主旋轉環(huán)的轉 動帶動測量架和傳感器轉動，傳感器轉動時開始測量dl和d2,測量結束后停止伺服電機供 電，根據(jù)dl和d2調(diào)整第一徑向調(diào)節(jié)器和第二徑向調(diào)節(jié)器，將所有測量點dl最大和最小值 差值調(diào)整為不大于〇. 〇6mm，將所有測量點d2最大和最小值差值調(diào)整為不大于0. 06mm，以使 第一筒形構件和第二筒形構件最終處于同軸狀態(tài)；
[0023] (3)旋轉手輪驅(qū)動第一支撐盤實現(xiàn)第一筒形構件和第二筒形構件的對接，并粗略 測量d，使d不大于IOmm ;
[0024] (4)伺服電機重新驅(qū)動小齒輪轉動，小齒輪帶動主旋轉環(huán)和軸承端蓋在大齒輪上 轉動，主旋轉環(huán)和軸承端蓋共同驅(qū)動第一軸承和第二軸承轉動；主旋轉環(huán)的轉動帶動測量 架和傳感器轉動，傳感器轉動時開始精確測量d，測量結束后停止伺服電機供電，根據(jù)d調(diào) 整端面調(diào)節(jié)器，使d為一個不大于IOmm的定值，d最大值和最小值相差不大于0.1 mm ;
[0025] (5)旋轉手輪驅(qū)動第一支撐盤