同轴度检测系统多功能测头优化设计及误差分析.pdf

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1、同轴度检测系统多功能测头优化设计及误差分析徐坤，赵转萍（南京航空航天大学机电学院，江苏南京２１００１６）ＤｅｓｉｇｎｏｆＳｅｎｓｏｒｓＡｒｒａｙＢａｓｅｄｏｎＢｕｌｌｅｔＴｒａｉｎ’ｓＰｒｏｆｉｌｅＧｅｏｍｅｔｒｙＰａｒａｍｅｔｅｒｓＭｅａｓｕｒｅＳｙｓｔｅｍＸＵＫｕｎ，ＺＨＡＯＺｈｕａｎ－ｐｉｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａ）摘要

2、：在现有的大距离分布孔系测量方法基础ｌｉｇｎｍｅｎｔｅｒｒｏｒｗｉｌｌｂｅａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｔｈｅｄａｔａｐｒｏ－上，根据被测零件实际形状尺寸，研制出一种可互换ｃｅｓｓｉｎｇｏｎｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ｆｉｎａｌ，ｔｈｅｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅｓｙｓ－式、多量程的自定心综合测头，实现对孔系零件的高ｔｅｍｃｏｕｌｄｂｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｗｈｉｃｈｃｏｎｔａｉｎｓｔｈｅｊａｗａｓ－精度、高效和智能化测量。主要介绍自定心综合测ｓｅｍｂｌｙｅｒｒｏｒａｎｄｔｈｅｄｕａｌａｘｉｓｔｉｌｔｓｅｎｓｏｒａｓｓｅｍｂｌｙ头的基本结构设计，

3、提出了一种基于双轴倾角传感ｅｒｒｏｒ，ｇｅｔｔｉｎｇｒｉｄｏｆｂｉｇｈｏｌｅｓｙｓｔｅｍｍｅａｓｕｒｉｎｇ器的系统坐标系的建立方法。通过直流伺服电机带ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｄｉｓｔａｎｃｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｓ．动转动机构实现测爪的伸出与复位，从而实现对孔Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅａｓｕｒｉｎｇｊａｗ；ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅａｂｉｌｉｔｙ；隙内径的测量，然后通过前端的ＰＳＤ传感器测得圆ｄｕａｌａｘｉｓｔｉｌｔｓｅｎｓｏｒ心坐标，并上传的上位机进行数据处理得到同轴度误差。最后对改进的测爪结构进行误差以及双轴

4、倾角传感器的精度、安装误差对系统误差影响进行了０引言分析。针对综合测头中存在的缺点，设计了一种新型关键词：测爪；互换性；双轴倾角传感器测头机构，主要组成部分为：互换式测爪、自定心结中图分类号：ＴＨ１６４；ＴＰ３９１．７构、直流伺服电机和双轴倾角传感器。通过上述部文献标识码：Ａ件的优化可以解决目前系统中存在的问题，快速准文章编号：１００１－２２５７（２０１４）０２－００３０－０４［１］确地测得零件的同轴度误差以及内径尺寸。Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｓｙｓｔｅｍｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｂｉｇｄｉｓ

5、ｔａｎｃｅｐｏｒｏｕｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｔｈｏｄ．Ａｃ－１综合测头机械结构优化设计ｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｃｔｕａｌｓｉｚｅｏｆｔｅｓｔｅｄｐａｒｔｓ，ａｍｕｌｔｉ－经过研究分析，优化设计后的综合测头整体结ｆｕｎｃｔｉｏｎｓｅｌｆ－ｃｅｎｔｅｒｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｈａｓ构如图１所示。通过无线收发模块接受上位机给伺ｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅａｂｌｅａｎｄｍｕｌ－服电机发送的指令，然后伺服电机带动传动机构实ｔｉｒａｎｇｅ．Ｉｔｃａｎａｌｓｏｒｅａｌｉｚｅｏ

6、ｆｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄ现测爪的伸出与复位，完成对孔内径的测量，同时测ｈｉｇｈｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｍａｉｎｌｙ头前端的光电位置传感器ＰＳＤ将照射到的激光斑ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｂａｓｉｃｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎ!"#$%&ａｎｄａｓｙｓｔｅｍｏｆｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎ’()*+,-)./0123456ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄｏｎｄｕａｌａｘｉｓｔｉｌｔｓｅｎ－7’89PSDｓｏｒ．

7、Ｐａｒｔｓｉｎｓｉｄｅｄｉａｍｅｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｒｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｃａｌｅｏｆｍｅａｓｕｒｉｎｇｊａｗ，ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇｔｈｅｃｏｏｒ－ｄｉｎａｔｅｏｆｃｉｒｃｌｅｃｅｎｔｅｒｂｙｔｈｅＰＳＤｓｅｎｓｏｒ．Ｔｈｅａ－收稿日期：２０１３－０９－３０图１测头整体结构·３０·《机械与电子》２０１４（２）同轴度检测系统多功能测头优化设计及误差分析点坐标传送到数据采集卡，一次完成对每个孔截面的曲率半径要小于测量下限的１／２，表面硬度大于的测量，最终经过数据处理各个孔的内径尺寸及整６２ＨＲＣ。通过更换测爪互

8、换件的长度Ｈ来测量不个零件的同轴度误差。同尺寸的零件，实现测量系统的通用性。!"#１．１系统坐标系精确转换定位A!$%&’采用激光器分射出的２束激光来确定空间坐标系的方法，存在着误差比较大，并且受环境因素影H响。因此，用改进系统坐标系建立的方法，减小系统!$()误差，提高坐标系转换精度。通过高精度双轴倾角传感器来建立