1.一种用于大型齿轮在机旁置测量的被测齿轮回转轴线测定方法,其特征在于:
所采用的设备是轴线搜索工作台(101)、旁置式测量机和激光测距仪(103);所述搜索工作台(101)从下至上由下层角位轴(201)、上层角位轴(202)、下层直线轴(203)、上层直线轴(204)、旋转轴(205)、精密芯棒(206)、二维PSD(207)和靶球(208)构成,所述轴线搜索工作台(101)设置于被测齿轮(102)所在回转工作台的中间位置;所述激光测距仪(103)设置于旁置式测量机的Y轴滑架上,其激光束与测量机X轴校准为平行,激光测距仪(103)的测距原点在测量机坐标系XOY平面上投影点的坐标值标定已知为(xL0,yL0);所述旁置式测量机具有三个互相垂直的坐标轴,且其Z轴与被测齿轮(102)的回转轴线调整平行;
所述测量方法是:首先通过轴线搜索工作台(101)和激光测距仪(103)进行被测齿轮(102)回转轴线的搜索,使被测齿轮(102)的回转轴线具现化为精密芯棒(206)的轴线;然后测量计算精密芯棒(206)的轴线在旁置式测量机坐标系XOY平面上投影点的坐标值,该坐标值即为被测齿轮(102)的回转轴线在旁置式测量机坐标系XOY平面上投影点的坐标值。
2.根据权利要求1所述的用于大型齿轮在机旁置测量的被测齿轮回转轴线测定方法,其特征在于:依次包括以下步骤:
第一步:首先将搜索工作台(101)的下层直线轴(203)和上层直线轴(204)均移动到行程中间位置后,然后通过安装支架将搜索工作台(101)置于被测齿轮(102)所在回转工作台的中间位置,目测调整使搜索工作台(101)的局部坐标系O’X’Y’Z’的X’轴、Y’轴、Z’轴分别与测量机坐标系OXYZ的X轴、Y轴、Z轴平行,并使旋转轴(205)处于零位且二维PSD(207)的光敏面面向激光测距仪(103)的激光束;
第二步:移动下层直线轴(203)到其一端极限位置,调整测量机Y轴和Z轴位置,使激光测距仪(103)的激光束光斑位于二维PSD(207)的坐标原点O”,记录此时二维PSD(207)的Y”向的位置数据y”1,然后移动下层直线轴(203)到其另一端极限位置,记录此时二维PSD(207)的Y”向的位置数据y”2,调整上层角位轴(202),使此时二维PSD(207)的Y”向的位置数据变化为(y”1+y”2)/2;调整测量机Y轴和Z轴位置,使激光测距仪(103)的激光束光斑位于二维PSD(207)的坐标原点O”,记录此时二维PSD(207)的X”向的位置数据x”1,移动下层直线轴(203)回到第二步初始的极限位置,记录此时二维PSD(207)的X”向的位置数据x”2,旋转调整被测齿轮(102),使此时二维PSD(207)的X”向的位置数据变化为(x”1+x”2)/2,此时X’∥X;
第三步:移动上层直线轴(204)到其一端极限位置,调整测量机Y轴和Z轴位置,使激光测距仪(103)的激光束光斑位于二维PSD(207)的坐标原点O”,记录此时二维PSD(207)的Y”向的位置数据y”3,然后移动上层直线轴(204)到其另一端极限位置,记录此时二维PSD(207)的Y”向的位置数据y”4,调整下层角位轴(201),使此时二维PSD(207)的Y”向的位置数据变化为(y”3+y”4)/2,此时Y’∥Y,Z’∥Z,至此即完成了精密芯棒(206)的轴线与被测齿轮(102)的回转轴线的平行性调整;
第四步:移动上层直线轴(204)到其中间位置,调整测量机Y轴和Z轴位置,使激光测距仪(103)的激光束光斑位于二维PSD(207)的坐标原点O”,采集测量机Y轴位置数据y1;接下来使被测齿轮(102)顺时针旋转180°并使搜索工作台(101)的旋转轴(205)逆时针旋转
180°,通过调整测量机Y轴,再次使激光测距仪(103)的激光束光斑位于二维PSD(207)的坐标原点O”并采集测量机Y轴位置数据y2;此时即可计算出精密芯棒(206)的轴线在Y’向与被测齿轮(102)的回转轴线的偏差值为|y1-y2|/2,然后通过移动上层直线轴(204),使精密芯棒(206)的轴线向被测齿轮(102)的回转轴线移动|y1-y2|/2,即可消除精密芯棒(206)的轴线与被测齿轮(102)的回转轴线在Y’向的偏差;
第五步:使被测齿轮(102)顺时针旋转90°并使搜索工作台(101)的旋转轴(205)逆时针旋转90°,移动上层直线轴(204)到其一端极限位置,调整测量机Y轴位置,使激光测距仪(103)的激光束光斑位于二维PSD(207)的坐标原点O”,记录此时二维PSD(207)的X”向的位置数据x”3,然后移动上层直线轴(204)到其另一端极限位置,记录此时二维PSD(207)的X”向的位置数据x”4,旋转调整被测齿轮(102),使此时二维PSD(207)的X”向的位置数据变化为(x”3+x”4)/2,此时X’∥Y;
第六步:移动下层直线轴(203)到其中间位置,调整测量机Y轴位置,使激光测距仪(103)的激光束光斑位于二维PSD(207)的坐标原点O”,采集测量机Y轴位置数据y3;接下来使被测齿轮(102)顺时针旋转180°并使搜索工作台(101)的旋转轴(205)逆时针旋转180°,通过调整测量机Y轴,再次使激光测距仪(103)的激光束光斑位于二维PSD(207)的坐标原点O”并采集测量机Y轴位置数据y4;此时即可计算出精密芯棒(206)的轴线在X’向与被测齿轮(102)的回转轴线的偏差值为|y3-y4|/2,然后通过移动下层直线轴(203),使精密芯棒(206)的轴线向被测齿轮(102)的回转轴线移动|y3-y4|/2,即可消除精密芯棒(206)的轴线与被测齿轮(102)的回转轴线在X’向的偏差;至此,被测齿轮(102)的回转轴线的搜索过程完成,精密芯棒(206)的轴线已与被测齿轮(102)的回转轴线重合,即被测齿轮(102)的回转轴线具现化为精密芯棒(206)的轴线;
第七步:调整测量机Y轴位置,使激光测距仪(103)的激光束光斑位于二维PSD(207)的坐标原点O”,采集测量机Y轴位置数据y5,则被测齿轮(102)的回转轴线在旁置式测量机坐标系XOY平面上投影点的Y向坐标值为(y5+yL0);
第八步:调整测量机Y轴和Z轴位置,使激光测距仪(103)的激光束照射于靶球(激光测距仪合作目标)(208)进行测距,可得靶球(208)球心到激光测距仪(103)测距原点的距离值为D,因靶球208球心位于精密芯棒(206)的轴线上,所以精密芯棒(206)的轴线到激光测距仪(103)测距原点的距离值也为D,则被测齿轮(102)的回转轴线在旁置式测量机坐标系XOY平面上投影点的X向坐标值为(D+xL0)。