工件表面轮廓在位测量系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108917552A(43)申请公布日2018.11.30(21)申请号201810765399.0(22)申请日2018.07.12(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园申请人华辰精密装备（昆山）股份有限公司(72)发明人李学崑陈占营张云蒋昇杜海涛王立平(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人黄德海(51)Int.Cl.G01B5/20(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称工件表面轮廓在位测量系统及方法(57)摘要本发明公开了一种工件表面轮廓在位测量系统及方法，其中，系统包括：位移测量模块，包括两个位移传感器,用于测量被测量工件表面轮廓的变化量；固定支撑模块，包括两个测量臂，用于夹持位移传感器，以使位移传感器垂直工件表面沿所述被测量工件轴线方向滑动；数据采集模块，用于获取被测量工件表面轮廓的变化量；数据处理模块，用于根据被测量工件表面轮廓的变化量得到被测量工件的当前轮廓，并实时存储被测量工件的当前轮廓。该系统测量过程简单快捷，测量精度高且价格低廉，安装方便且开放性好。CN108917552ACN108917552A权利要求书1/1页1.一种工件表面轮廓在位测量系统，其特征在于，包括：位移测量模块,，所述位移测量模块包括两个位移传感器,用于测量被测量工件表面轮廓的变化量；固定支撑模块，所述固定支撑模块包括两个测量臂，用于夹持所述两个位移传感器，以使所述两个位移传感器垂直工件表面沿所述被测量工件轴线方向滑动；数据采集模块，用于获取所述被测量工件表面轮廓的变化量；以及数据处理模块，用于根据所述被测量工件表面轮廓的变化量得到所述被测量工件的当前轮廓，并实时存储所述被测量工件的当前轮廓。2.根据权利要求1所述的工件表面轮廓在位测量系统，其特征在于，所述两个位移传感器的测量部分根据所述被测量工件表面轮廓的变化而伸缩，以得到所述被测量工件表面轮廓的变化量。3.根据权利要求1所述的工件表面轮廓在位测量系统，其特征在于，所述两个测量臂包括：底座，用于磁性吸附于机床，并且在任意方向伸展及固定。4.根据权利要求1所述的工件表面轮廓在位测量系统，其特征在于，还包括：供电模块，用于供电。5.根据权利要求1所述的工件表面轮廓在位测量系统，其特征在于，所述数据处理模块还用于计算所述被测量工件截面的圆度和所述被测量工件的圆柱度，并显示和保存所述截面的圆度和所述被测量工件的圆柱度。6.根据权利要求5所述的工件表面轮廓在位测量系统，其特征在于，所述数据处理模块在计算所述被测量工件截面的圆度时，所述两个位移传感器的位置固定在所述被测量工件某一截面的位置，且工件旋转一周。7.根据权利要求6所述的工件表面轮廓在位测量系统，其特征在于，所述数据处理模块在计算所述被测量工件表面轮廓和所述被测量工件的圆柱度时，所述两个位移传感器沿所述被测量工件轴线方向从所述被测量工件一端移动到另一端，同时所述被测量工件旋转。8.根据权利要求1所述的工件表面轮廓在位测量系统，其特征在于，所述两个位移传感器安装在与工件轴线垂直的同一平面内，并且两个位移传感器间的角度是90度。9.根据权利要求8所述的工件表面轮廓在位测量系统，其特征在于，所述两个位移传感器的测量部分间的距离为所测工件圆周的四分之一。10.一种工件表面轮廓在位测量方法，其特征在于，包括以下步骤：两个位移传感器垂直工件表面沿所述被测量工件轴线方向滑动，同时旋转被测量工件，以测量所述被测量工件表面轮廓的变化量；根据所述被测量工件表面轮廓的变化量得到所述被测量工件的当前轮廓，并实时存储所述被测量工件的当前轮廓。2CN108917552A说明书1/5页工件表面轮廓在位测量系统及方法技术领域[0001]本发明涉及机械测量技术领域，特别涉及一种工件表面轮廓在位测量系统及方法。背景技术[0002]对于有表面轮廓精度要求的轴类工件，机械加工后测量表面轮廓精度是必不可少的。当前对工件表面轮廓测量主要有两种方法，在位测量和离线测量。在位测量是指利用机床自带的测量系统，在工件不离开机床时进行工件表面轮廓测量。这种测量方式测量速度快，测量时不用拆装工件，但测量精度有限，原始数据不易提取，系统开放性差，不能与其他加工状态信号(加工过程振动、功率信号等)同步测量。而且机床自带的工件表面轮廓测量系统价格昂贵，因此普通机床不具备工件表面轮廓测量系统。离线测量将工件安装在专门的表面轮廓测量仪上进行表面轮廓测量。这种测量方式精度高，但测量时间长，而且仪器本身价格昂贵。对于大尺寸的工件，一般无法利用表面轮廓仪进行测量。因此开发一种价格低廉、安装方便、开放性好的工件表面轮廓在位测量系统，对于机械加工领域具有重要