气缸套内径高精度大范围自动测量装置及测量方法.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CN107449348A(43)申请公布日2017.12.08(21)申请号201710659945.8(22)申请日2017.08.04(71)申请人江苏科技大学地址212003江苏省镇江市梦溪路2号(72)发明人唐文献张璇苏世杰李钦奉齐继阳张建钱育辰刘吉涛刘霞勇赵建博(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人李晓静(51)Int.Cl.G01B7/13(2006.01)G01B7/008(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图3页(54)发明名称气缸套内径高精度大范围自动测量装置及测量方法(57)摘要本发明公开了一种气缸套内径高精度大范围自动测量装置，包括三爪式底座，在三爪式底座的中心设有圆形凸台，底座均安装有内板和外板，在内板和外板之间设有平行分布的光轴和丝杠，光轴和丝杠均穿过L型连接件，三个内板形成的空间内安装有传动轴，传动轴与电机连接，传动轴下端与主动锥齿轮连接，主动锥齿轮与三个从动锥齿轮啮合，从动锥齿轮与丝杠连接，在L型连接件上固定安装有丝杠螺母和涡电流传感器，在短边上安装有测量位移的磁栅尺读头，在三爪式底座上安装有磁尺。本发明采用电机带动涡电流传感器直线运动，磁栅尺读头实时检测位置变化，从而确保涡电流传感器面对不同内径气缸套一直处于最佳测量位置，通过三点测内径原理计算内径。CN107449348ACN107449348A权利要求书1/3页1.一种气缸套内径高精度大范围自动测量装置，其特征在于：包括三爪式底座，即包含第一底座、第二底座和第三底座，在三爪式底座的中心设有圆形凸台，第一底座、第二底座和第三底座沿圆形凸台周向分布，第一底座、第二底座和第三底座上均安装有内板和外板，在内板和外板之间设有平行分布的光轴和丝杠，丝杠通过轴承安装在外板和内板之间，光轴和丝杠均穿过L型连接件，L型连接件包含垂直分布的短边和长边，短边穿过光轴和丝杠，所述三个内板形成的空间内安装有传动轴，传动轴与电机连接，传动轴下端与主动锥齿轮连接，主动锥齿轮与三个从动锥齿轮啮合，从动锥齿轮与丝杠连接，在短边上固定安装有丝杠螺母，丝杠螺母套在丝杠上，在长边上安装有测量距离的涡电流传感器，在短边上安装有测量位移的磁栅尺读头，在三爪式底座上安装有磁尺。2.根据权利要求1所述的气缸套内径高精度大范围自动测量装置，其特征在于：所述第一底座、第二底座和第三底座圆周均布在圆形凸台上。3.根据权利要求1所述的气缸套内径高精度大范围自动测量装置，其特征在于：所述外板的下端设有圆形凹槽，圆形凹槽内安装有圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承内圈与丝杠连接。4.根据权利要求1所述的气缸套内径高精度大范围自动测量装置，其特征在于：所述从动锥齿轮通过卡簧和键固定在丝杠的端部。5.根据权利要求1所述的气缸套内径高精度大范围自动测量装置，其特征在于：所述三爪式底座外套有保护罩。6.一种如权利要求1至5任一项所述的气缸套内径高精度大范围自动测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：a、涡电流传感器初始位置标定1)本装置中一共使用了三个涡电流传感器，每个涡电流传感器的初始位置均需进行标定，涡电流传感器的初始位置即为涡电流传感器伸出长度最短位置，将涡电流传感器移动到初始位置，同时将三个磁栅尺读头读取数值归零，随后将本装置以检测姿态放置入三坐标测量仪中，检测姿态即为圆形凸台向上姿态，由于三个涡电流传感器分处于三爪式底座的三个矩形平台上，三个矩形平台即为第一底座、第二底座和第三底座，选择三个矩形平台中的一个矩形平台定义为K1，由此顺时针方向依次定义其余两矩形平台为K2、K3；2)涡电流传感器初始位置标定：在三坐标测量仪中选择一个标定用竖直平面并调整其相对于本装置的相对位置，其中将K1矩形平台上与涡电流检测头检测面平行的面定义为F1面，K1矩形平台中涡电流传感器检测点与三爪式底座中圆形凸台的圆心的理论连线与F1面垂直，将标定用竖直平面中的定位用表面紧密贴合于F1面使用三坐标测量仪测量三爪式底座中圆形凸台圆周的3个点，分别记为Z11(a11,b11)、Z12(a12,b12)、Z13(a13,b13)，由于不在同一条直线上的3个点确定一个圆，进而计算出三爪式底座中圆形凸台的圆心坐标，记为O1(aq1,bq1)，使用三坐标测量装置测量标定用竖直平面中标定用表面上水平分布的两个点F1’、F1”，将这两点与O1在同一平面中进行计算，过O1做与这两点连线相垂直的直线，进而可以计算出两直线的交点记为P1(ap1,bp1)，已知点O1与点P1坐标，根据平面内两点间距离公式进而计算出O1P1长度，此处O1P1长度即为圆形凸台中轴线与标定用竖直平面之间的距离；3)启动电机，驱动涡电流传感器向靠近标定用竖直平面方