曲面法矢測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種曲面法矢測量裝置，包括：法蘭基準(zhǔn)面，安裝于移動驅(qū)動裝置；四個支架，安裝在法蘭基準(zhǔn)面上；四個距離傳感器，分別安裝于四個支架，使各距離傳感器的軸線垂直于法蘭基準(zhǔn)面且頂表面設(shè)置有測頭點，檢測工件曲面的距離。各距離傳感器的測頭點到法蘭基準(zhǔn)面的垂直投影點的連線構(gòu)成菱形ABCD的四個頂點，使菱形ABCD的中心點O為工件曲面上待測點O’在法蘭基準(zhǔn)面上的投影；以菱形ABCD的中心點O為原點、菱形ABCD的對角線AC為X軸及X轉(zhuǎn)軸、菱形ABCD的對角線BD為Y軸及Y轉(zhuǎn)軸、菱形ABCD的中心點O與待測點O’之間的連線為Z軸建立XYZ三維測量坐標(biāo)系；測得菱形ABCD四個頂點到工件曲面的垂直距離為hA、hB、hC、hD，AO＝CO＝RY、BO＝DO＝RX；待測點O’的法矢繞X和Y轉(zhuǎn)軸的偏角計算公式為：。
【專利說明】曲面法矢測量裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動化裝備及制造領(lǐng)域的測量裝置，尤其涉及一種曲面法矢測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代的自動化裝備及制造中，尤其是大型裝備中，對象經(jīng)常是復(fù)雜的曲面。在復(fù)雜曲面的自動化加工、裝配中，對曲面法矢的實時測量已經(jīng)成為數(shù)字化加工和數(shù)字化裝配中的關(guān)鍵問題。尤其在大型裝備的自動化制孔中，其制孔數(shù)量龐大，包括制孔垂直度在內(nèi)的制孔質(zhì)量對大型裝備的壽命起著至關(guān)重要的作用；對于大型裝備外表面的鉚接孔，制孔的垂直度還會影響裝備件的曲面光滑度。如果沒有法矢實時測量，僅根據(jù)數(shù)字模型的參數(shù)進(jìn)行加工和裝配，其生產(chǎn)柔性將大大受限；又由于實際零件與數(shù)字模型的外形偏差，將導(dǎo)致加工的質(zhì)量缺陷，對疲勞壽命帶來較大程度的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種曲面法矢測量裝置，其能快速測量工件曲面上的待測點的法矢。
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種曲面法矢測量裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種曲面法矢測量裝置，其包括:法蘭基準(zhǔn)面，安裝于移動驅(qū)動裝置；四個支架，安裝在法蘭基準(zhǔn)面上；四個距離傳感器，分別安裝于四個支架，使各距離傳感器的軸線垂直于法蘭基準(zhǔn)面且頂表面設(shè)置有測頭點，用于檢測工件曲面的距離。其中，各距離傳感器的測頭點到法蘭基準(zhǔn)面的垂直投影點的連線構(gòu)成菱形ABCD的四個頂點，且使菱形ABCD的中心點O為工件曲面上待測點O’在法蘭基準(zhǔn)面上的投影；以菱形AB⑶的中心點O為原點、菱形AB⑶的對角線AC為X軸及X轉(zhuǎn)軸、菱形AB⑶的對角線BD為Y軸及Y轉(zhuǎn)軸、菱形AB⑶的中心點O與待測點O’之間的連線為Z軸建立XYZ三維測量坐標(biāo)系；通過距離傳感器測得菱形ABCD的四個頂點到工件曲面的垂直距離分別為hA、hB、hc、hD,且 AO = CO = RY、BO = DO = Rx ；
[0006]工件曲面上待測點O’的法矢在測量坐標(biāo)系中繞X轉(zhuǎn)軸和Y轉(zhuǎn)軸的偏角計算公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種曲面法矢測量裝置，其特征在于，包括: 法蘭基準(zhǔn)面(I)，安裝于移動驅(qū)動裝置； 四個支架(2)，安裝在法蘭基準(zhǔn)面(I)上； 四個距離傳感器(3)，分別安裝于四個支架(2)，使各距離傳感器(3)的軸線垂直于法蘭基準(zhǔn)面(I)且頂表面設(shè)置有測頭點(31)，用于檢測工件曲面(4)的距離； 其中， 各距離傳感器(3)的測頭點(31)到法蘭基準(zhǔn)面(I)的垂直投影點的連線構(gòu)成菱形AB⑶的四個頂點，且使菱形AB⑶的中心點O為工件曲面(4)上待測點O’在法蘭基準(zhǔn)面(I)上的投影； 以菱形AB⑶的中心點O為原點、菱形AB⑶的對角線AC為X軸及X轉(zhuǎn)軸、菱形AB⑶的對角線BD為Y軸及Y轉(zhuǎn)軸、菱形AB⑶的中心點O與待測點O’之間的連線為Z軸建立XYZ三維測量坐標(biāo)系； 通過距離傳感器(3)測得菱形ABCD的四個頂點到工件曲面(4)的垂直距離分別為hA、hB、hc、hD, ? AO = CO = Ry > BO = DO = Rx ； 工件曲面(4)上待測點O’的法矢在測量坐標(biāo)系中繞X轉(zhuǎn)軸和Y轉(zhuǎn)軸的偏角計算公式為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面法矢測量裝置，其特征在于，法蘭基準(zhǔn)面(I)上設(shè)有連接孔(11)，法蘭基準(zhǔn)面(I)通過連接孔(11)安裝于移動驅(qū)動裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曲面法矢測量裝置，其特征在于，法蘭基準(zhǔn)面(I)通過連接孔(11)安裝于移動驅(qū)動裝置的末端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的曲面法矢測量裝置，其特征在于，移動驅(qū)動裝置為機(jī)器人、機(jī)械手或機(jī)床。
【文檔編號】G01B21/22GK104006786SQ201410271543
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】陳懇, 高雨浩, 吳丹, 王國磊, 宋立濱, 楊向東, 付成龍, 徐靜, 劉莉, 楊東超 申請人:清華大學(xué)