CN111536875B - 一种飞机地板梁边缘处形位公差快速检测***和检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种飞机地板梁边缘处形位公差快速检测***和检测方法，该***包括双导轨滑台装置、手调升降装置、调平装置、滚珠丝杠机构、测量装置。将含有多组高精度激光位移传感器协同工作的测量装置布置在零件横截面位置处，利用沿零件长度方向的精密导轨快速移动测量装置，测量装置在移动过程中连续采集实时数据；而测量装置在沿长度方向移动的同时，也可沿横向往复运动。上述平面运动可保证测量装置在一个往返周期内，完成全部测量要素的测量。

Description

一种飞机地板梁边缘处形位公差快速检测***和检测方法

技术领域

本发明涉及三维数字化测量领域，具体涉及一种形位公差快速检测***和检测方法。

背景技术

地板梁是一类尺寸长(最长可至20m)且边缘薄(最薄可至3mm)的零件。由于地板是由地板梁逐个焊接而成，因此边缘部位的尺寸精度直接决定了整个地板焊接后的质量。从而在零件检测中对焊接处边缘的平面度、厚度以及侧面直线度均有较高的要求。

现有检测手段是利用量具进行纯手工检测：(1)直线度是利用一个标准平面，靠紧零件边缘侧面后用塞尺检测是否平齐；(2)平面度是采用站位方式通过检测多个截面处的平面度从而评估整体平面度，而每个站位的平面度同样是利用标准平面加塞尺的方式进行检测；(3)厚度也采用站位方式，在每个站位上采用千分尺(螺旋测微器)进行检测。

现有检测手段的问题在于检测效率低和检测结果可靠性差。效率低表现在对于这种非常长的零件，设定的站位较多，以至于单个零件的检测都要耗费数个小时。而结果可靠性低表现在测量结果会受到人为因素的影响，导致结果波动较大；同时采用有限的多个截面的结果评估整体的方式本身也不够精确。

所以现有技术中需要解决的技术问题主要有以下三点：

(1)在零件上选取不同的站位测量时，可能存在样本采集不足，测量数据不足以反应零件整体加工质量，导致测量结果不准确；

(2)在人工测量零件时，极易引入人为误差，影响测量结果的准确性及可靠性；

(3)在评判零件形位公差时，需要人工记录、计算及分析大量的测量数据，极易出错且效率低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种飞机地板梁边缘处形位公差快速检测***和检测方法，将含有多组高精度激光位移传感器协同工作的测量装置布置在零件横截面位置处，利用沿零件长度方向的精密导轨快速移动测量装置，测量装置在移动过程中连续采集实时数据；而测量装置在沿长度方向移动的同时，也可沿横向往复运动。上述平面运动可保证测量装置在一个往返周期内，完成全部测量要素的测量。

一种飞机地板梁边缘处形位公差快速检测***，包括双导轨滑台装置、手调升降装置、调平装置、滚珠丝杠机构、测量装置，双导轨滑台装置包括电机电源、光滑导轨、齿条、齿轮、滑轨底座、电机控制器、滑台、步进电机，滑轨底座固定在水平地面上，光滑导轨与齿条平行固定在滑轨底座上，为检测***的X方向，滑台安装在光滑导轨上并可沿光滑导轨移动，步进电机、电机电源、电机控制器固定在滑台上，齿轮与步进电机相连，并与齿条配合；手调升降装置包括上台面、旋钮、滑块、下台面、X型连杆机构，滑块安装在上台面与下台面的滑槽内，X型连杆机构与滑块和上、下台面的固定轴相连，旋钮安装在上台面外侧并与上台面的滑块连接，下台面固定在滑台上，转动旋钮，X型连杆机构带动上台面沿检测***的Z向运动，上台面为腔形结构，里面设有与滑块连接的丝杠结构，带动滑块沿滑槽运动；调平装置包括拧紧螺母、调整螺母、螺纹支柱、连接座、固定螺栓，螺纹支柱通过固定螺栓固定在连接座上，调整螺母、拧紧螺母通过螺纹安装在螺纹支柱上，连接座通过螺纹连接固定在上台面上；测量装置包括支撑框、定位销、激光位移传感器，支撑框上设有定位孔，激光位移传感器通过定位销固定在支撑框内部，支撑框固定在滚珠丝杠机构上，滚珠丝杠机构安装在调整螺母和拧紧螺母之间，滚珠丝杠机构带动测量装置沿检测***的Y向运动；滚珠丝杠机构包括滚珠丝杠滑块、滚珠丝杠电机、底座、丝杠导轨、滚珠丝杠，滚珠丝杠电机与丝杠导轨固定在底座上，滚珠丝杠与滚珠丝杠电机相连，滚珠丝杠滑块安装在丝杠导轨上并与滚珠丝杠配合，底座安装在调整螺母和拧紧螺母之间。

一种飞机地板梁边缘处形位公差快速检测方法，包括如下步骤：

步骤1让滑台与滚珠丝杠滑块返回到零点位置；

步骤2转动4个调整螺母使得2个立向放置的激光位移传感器的激光线处于竖直状态，使得1个横向放置的激光位移传感器的激光线处于水平状态；

步骤3转动旋钮使得3个激光位移传感器的激光焦点位于零件边缘侧面的竖直方向中心位置；

步骤4启动3个激光位移传感器，令滑台从零点位置连续运动至最远端，完成去程阶段，3个激光位移传感器始终采集数据；

步骤5关闭横向放置的激光位移传感器，令滑台从最远端间歇运动至零点位置，完成回程阶段；

步骤6在回程阶段中，滑台每运动一定距离就暂停运动，此时滚珠丝杠滑块按程序设定往返特定距离，2个立向放置的激光位移传感器采集数据，在滚珠丝杠滑块完成一次往返运动后，滑台恢复运动；

步骤7将全部数据导入软件中分析，并得出测量数据。

该发明的有益效果主要有如下三点：

(1)传感器采集频率高，滑块与滑台的运动速度快，因而可以快速高效地采集到大量数据，数据量越大则测量结果越接近实际情况。

(2)传感器测量精度高，且整个***是全程自动运行，无手动操作的误差引入，因而测量结果的可靠性和可重复性很高。

(3)传感器采集的大量数据可通过软件自动处理、分析以及评判零件形位公差，自动生成测量报告，避免人工处理数据，显著提高工作质量及效率。

附图说明

图1检测装置整体结构示意图

图2双导轨滑台装置结构示意图

图3手调升降装置结构示意图

图4调平装置结构示意图

图5滚珠丝杠机构结构示意图

图6测量装置结构示意图

图中编号说明：1.双导轨滑台装置；2.手调升降装置；3.调平装置；4.滚珠丝杠机构；5.测量装置；11.电机电源；12.光滑导轨；13.齿条；14.齿轮；15.滑轨底座；16.电机控制器；17.滑台；18.步进电机；21.上台面；22.旋钮；23.滑块；24.下台面；25.X型连杆机构；31.拧紧螺母；32.调整螺母；33.螺纹支柱；34.连接座；35.固定螺栓；41.滚珠丝杠滑块；42.滚珠丝杠电机；43.底座；44.丝杠导轨；45.滚珠丝杠；51.支撑框；52.定位销；53.激光位移传感器；

具体实施方式

如图1-6所示一种飞机地板梁边缘处形位公差快速检测***，包括双导轨滑台装置1、手调升降装置2、调平装置3、滚珠丝杠机构4、测量装置5，双导轨滑台装置1包括电机电源11、光滑导轨12、齿条13、齿轮14、滑轨底座15、电机控制器16、滑台17、步进电机18，滑轨底座15固定在水平地面上，光滑导轨12与齿条13平行固定在滑轨底座15上，为检测***的X方向，滑台17安装在光滑导轨12上并可沿光滑导轨12移动，步进电机18、电机电源11、电机控制器16固定在滑台17上，齿轮14与步进电机18相连，并与齿条13配合；手调升降装置2包括上台面21、旋钮22、滑块23、下台面24、X型连杆机构25，滑块23安装在上台面21与下台面24的滑槽内，X型连杆机构25与滑块23和上台面21与下台面24的固定轴相连，旋钮22安装在上台面21外侧并与上台面21的滑块23连接，下台面24固定在滑台17上，转动旋钮22，X型连杆机构25带动上台面21沿检测***的Z向运动，上台面21为腔形结构，里面设有与滑块23连接的丝杠结构，带动滑块23沿滑槽运动；调平装置3包括拧紧螺母31、调整螺母32、螺纹支柱33、连接座34、固定螺栓35，螺纹支柱33通过固定螺栓35固定在连接座34上，调整螺母32、拧紧螺母31通过螺纹安装在螺纹支柱33上，连接座34通过螺纹连接固定在上台面21上；测量装置5包括支撑框51、定位销52、激光位移传感器53，支撑框51上设有定位孔，激光位移传感器53通过定位销52固定在支撑框51内部，支撑框51固定在滚珠丝杠机构4上，滚珠丝杠机构4安装在调整螺母32和拧紧螺母31之间，滚珠丝杠机构4带动测量装置5沿检测***的Y向运动；滚珠丝杠机构4包括滚珠丝杠滑块41、滚珠丝杠电机42、底座43、丝杠导轨44、滚珠丝杠45，滚珠丝杠电机42与丝杠导轨44固定在底座43上，滚珠丝杠45与滚珠丝杠电机42相连，滚珠丝杠滑块41安装在丝杠导轨44上并与滚珠丝杠45配合，底座43安装在调整螺母32、拧紧螺母31之间。

一种飞机地板梁边缘处形位公差快速检测方法，包括如下步骤：

步骤1让滑台17与滚珠丝杠滑块41返回到零点位置；

步骤2转动4个调整螺母32使得2个立向放置的激光位移传感器53的激光线处于竖直状态，使得1个横向放置的激光位移传感器53的激光线处于水平状态；

步骤3转动旋钮22使得3个激光位移传感器53的激光焦点位于零件边缘侧面的竖直方向中心位置；

步骤4启动3个激光位移传感器53，令滑台17从零点位置连续运动至最远端，完成去程阶段，3个激光位移传感器53始终采集数据；

步骤5关闭横向放置的激光位移传感器53，令滑台17从最远端间歇运动至零点位置，完成回程阶段；

步骤6在回程阶段中，滑台17每运动一定距离就暂停运动，此时滚珠丝杠滑块41按程序设定往返特定距离，2个立向放置的激光位移传感器53采集数据，在滚珠丝杠滑块41完成一次往返运动后，滑台17恢复运动；

步骤7将全部数据导入软件中分析，并得出测量数据。

Claims (4)

1.一种飞机地板梁边缘处形位公差快速检测***，其特征在于包括双导轨滑台装置、手调升降装置、调平装置、滚珠丝杠机构、测量装置，双导轨滑台装置包括电机电源、光滑导轨、齿条、齿轮、滑轨底座、电机控制器、滑台、步进电机，滑轨底座固定在水平地面上，光滑导轨与齿条平行固定在滑轨底座上，为检测***的X方向，滑台安装在光滑导轨上并可沿光滑导轨移动，步进电机、电机电源、电机控制器固定在滑台上，齿轮与步进电机相连，并与齿条配合；手调升降装置包括上台面、旋钮、滑块、下台面、X型连杆机构，滑块安装在上台面与下台面的滑槽内，X型连杆机构与滑块和上、下台面的固定轴相连，旋钮安装在上台面外侧并与上台面的滑块连接，下台面固定在滑台上，转动旋钮，X型连杆机构带动上台面沿检测***的Z向运动；调平装置包括拧紧螺母、调整螺母、螺纹支柱、连接座、固定螺栓，螺纹支柱通过固定螺栓固定在连接座上，调整螺母、拧紧螺母通过螺纹安装在螺纹支柱上，连接座通过螺纹连接固定在上台面上；测量装置包括支撑框、定位销、3个激光位移传感器，支撑框上设有定位孔，激光位移传感器通过定位销固定在支撑框内部，转动4个调整螺母使得2个立向放置的激光位移传感器的激光线处于竖直状态，使得1个横向放置的激光位移传感器的激光线处于水平状态,转动旋钮使得3个激光位移传感器的激光焦点位于零件边缘侧面的竖直方向中心位置,支撑框固定在滚珠丝杠机构上，滚珠丝杠机构安装在调整螺母和拧紧螺母之间，滚珠丝杠机构带动测量装置沿检测***的Y向运动。

2.根据权利要求1所述的一种飞机地板梁边缘处形位公差快速检测***，其特征在于所述的滚珠丝杠机构包括滚珠丝杠滑块、滚珠丝杠电机、底座、丝杠导轨、滚珠丝杠，滚珠丝杠电机与丝杠导轨固定在底座上，滚珠丝杠与滚珠丝杠电机相连，滚珠丝杠滑块安装在丝杠导轨上并与滚珠丝杠配合，底座安装在调整螺母和拧紧螺母之间。

3.根据权利要求1所述的一种飞机地板梁边缘处形位公差快速检测***，其特征在于所述的上台面为腔形结构，里面设有与滑块连接的丝杠结构，带动滑块沿滑槽运动。

4.使用权利要求1所述的一种飞机地板梁边缘处形位公差快速检测***进行检测的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1让滑台与滚珠丝杠滑块返回到零点位置；

步骤2转动4个调整螺母使得2个立向放置的激光位移传感器的激光线处于竖直状态，使得1个横向放置的激光位移传感器的激光线处于水平状态；

步骤3转动旋钮使得3个激光位移传感器的激光焦点位于零件边缘侧面的竖直方向中心位置；

步骤4启动3个激光位移传感器，令滑台从零点位置连续运动至最远端，完成去程阶段，3个激光位移传感器始终采集数据；

步骤5关闭横向放置的激光位移传感器，令滑台从最远端间歇运动至零点位置，完成回程阶段；

步骤6在回程阶段中，滑台每运动一定距离就暂停运动，此时滚珠丝杠滑块按程序设定往返特定距离，2个立向放置的激光位移传感器采集数据，在滚珠丝杠滑块完成一次往返运动后，滑台恢复运动；

步骤7将全部数据导入软件中分析，并得出测量数据。

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