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专利号: 2023106722509
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-08-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.带孔零件表面垂直度误差及误差方向角测量装置,其特征在于,包括用来放置带孔零件的标准平板,所述标准平板水平固定在第一支撑台上;

所述标准平板上设置圆形通孔;

所述标准平板下方的第二支撑台上转动配合有转台;

所述第二支撑台上设置有用来控制转台转动的驱动组件;

所述转台的顶端垂直固定设置刚性杆,所述刚性杆向上穿过标准平板的圆形通孔;

所述刚性杆上从上到下依次设置第一位移传感器、第二位移传感器。

2.如权利要求1所述的带孔零件表面垂直度误差及误差方向角测量装置,其特征在于,所述驱动组件包括驱动电机,所述驱动电机的输出轴与第一带轮的中心轴进行同轴固定连接;

所述转台的中心轴与第二带轮的中心轴进行同轴固定连接;

所述第一带轮、第二带轮之间套设有同步带。

3.带孔零件表面垂直度误差及误差方向角测量方法,其特征在于,采用如权利要求1 2~任一项所述的带孔零件表面垂直度误差及误差方向角测量装置进行实施,包括以下步骤:步骤1:以标准平板圆形通孔上表面的圆心O为原点建立直角坐标系;

步骤2:将带孔零件放置在标准平板上,使带孔零件的上表面与标准平板的上表面相贴,第一位移传感器、第二位移传感器位于带孔零件的孔内且分别对应于第一孔截面、第二孔截面;

步骤3:确定带孔零件的上表面对孔中心线的倾斜角 ;

将带孔零件上表面外端与过带孔零件上表面中心的与孔中心线相垂直的水平面M之间的距离 定义为带孔零件上表面对孔中心线的垂直度误差;根据倾斜角 计算带孔零件上表面对孔中心线的垂直度误差 ;

步骤4:将带孔零件放置在标准平板上,使带孔零件的下表面与标准平板的上表面相贴,第一位移传感器、第二位移传感器位于带孔零件的孔内且分别对应于第三孔截面、第四孔截面;

步骤5:确定带孔零件的下表面对孔中心线的倾斜角 ;

将带孔零件下表面外端与过带孔零件上表面中心的与孔中心线相垂直的水平面N之间的距离 定义为带孔零件下表面对孔中心线的垂直度误差;根据倾斜角 计算带孔零件下表面对孔中心线的垂直度误差 ;

步骤6:根据倾斜角 和倾斜角 作出带孔零件上下表面对孔中心线的垂直度误差方向角 。

4.如权利要求3所述的带孔零件表面垂直度误差及误差方向角测量方法,其特征在于,所述步骤3中,确定倾斜角 、带孔零件上表面对孔中心线的垂直度误差 的方法包括如下步骤:步骤31:转动转台,使刚性杆的初始坐标为(x0,0);

步骤32:控制转台旋转一周;

第一位移传感器测量若干第一孔截面处距孔内壁面的距离;

第二位移传感器测量若干第二孔截面处距孔内壁面的距离;

步骤33:根据步骤32中第一位移传感器测量的距离数据拟合第一孔截面圆心O1的坐标;

根据步骤32中第二位移传感器测量的距离数据拟合第二孔截面处圆心O2的坐标;

步骤34:过第一孔截面处的圆心O1作第二孔截面的垂线,垂足为A;

在点O1、O2之间做直线,在点A、O2之间作直线;

则∠AO2O1为带孔零件的上表面对孔中心线的倾斜角 ;

带孔零件上表面对孔中心线的垂直度误差 由公式(1)计算,                       (1)公式(1)中,R为带孔零件的半径。

5.如权利要求4所述的带孔零件表面垂直度误差及误差方向角测量方法,其特征在于,所述步骤5中,确定倾斜角 、带孔零件下表面对孔中心线的垂直度误差 的方法包括如下步骤:步骤51:转动转台,使刚性杆的初始坐标为(x0,0);

步骤52:控制转台旋转一周;

第一位移传感器测量若干第三孔截面处距孔内壁面的距离;

第二位移传感器测量若干第四孔截面处距孔内壁面的距离;

步骤53:根据步骤52中第一位移传感器测量的距离数据拟合第三孔截面处圆心O3的坐标;

根据步骤52中第二位移传感器测量的距离数据拟合第对孔截面处圆心O4的坐标;

步骤54:过第三孔截面处的圆心O3作第四孔截面的垂线,垂足为B;

在点O3、O4之间做直线,在点B、O4之间作直线;

则∠BO4O3为带孔零件的下表面对孔中心线的倾斜角 ;

带孔零件下表面对孔中心线的垂直度误差 由公式(2)计算,                       (2)公式(2)中,R为带孔零件的半径。

6.如权利要求4所述的带孔零件表面垂直度误差及误差方向角测量方法,其特征在于,所述步骤33中,通过Matlab软件利用最小二乘圆拟合得到第一孔截面处圆心O1的坐标和第二孔截面处圆心O2的坐标。

7.如权利要求5所述的带孔零件表面垂直度误差及误差方向角测量方法,其特征在于,所述步骤53中,通过Matlab软件利用最小二乘圆拟合得到第三孔截面处圆心O3的坐标和第四孔截面处的圆心O4的坐标。

8.如权利要求5所述的带孔零件表面垂直度误差及误差方向角测量方法,其特征在于,所述步骤6中,作出垂直度误差方向角 的方法包括以下步骤:步骤61:在同一个直角坐标系内根据点O1、O2、O3、O4的坐标分别标出四个点C、D、E、F;

步骤62:过点C、D作直线l1,过点E、F作直线l2;

步骤63:直线l1与直线l2之间的夹角为垂直度误差方向角 。