CN112414363A - 一种大尺寸易变形零件柔性定位及检测***和方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种大尺寸易变形零件柔性定位及检测***和方法，该***包括多组双导轨滑台机构、电动推杆机构。将每组装置对称布置在大尺寸易变形零件的两侧，利用沿零件长度方向的精密导轨快速移动电动推杆装置，在计算机的控制下，电动推杆装置可移动到指定位置，同时推杆伸出指定长度，压力传感器保证推杆施力不超过限定值以保护零件。上述平面运动可保证电动推杆装置在计算机的自动控制下快速定位至最大变形处，并在消除零件弹性变形的基础上稳固夹持零件。

Description

一种大尺寸易变形零件柔性定位及检测***和方法

技术领域

本发明涉及三维数字化测量领域，具体涉及一种大尺寸易变形零件柔性定位及检测***和方法。

背景技术

在飞机零件机械加工中，由于受切削力、材料去除不均匀、结构不对称等因素影响，导致零件内部的应力重新分布而使零件产生不同的变形，尤其是薄壁细长梁类和缘条类零件较为典型。对变形零件的质量控制要素进行直接测量，无法得到真实可靠的测量结果，测量也就失去了意义。只有在测量前最大限度地抵消零件变形，使零件尽可能恢复到原有的真实状态再进行测量，才能达到精准测量的程度，从而客观地评价其质量状态是否满足设计功能要求。

传统的解决方法依靠人工经验，无法精准控制，即首先用套有胶皮的木榔头向变形的反方向轻轻推动变形部位，用百分表的触测头接触变形部位；随后用平头螺纹横向支撑住零件，防止回弹，同时在零件的上表面用载荷贴合压紧。为保证产品的质量，避免木榔头对产品表面造成影响，需要在现场多次反复调整。

现有检测手段的问题在施力安装及定位重复精度差和检测效率低。施力安装及定位难度大表现在对于大尺寸易变形零件，传统方法无法在零件整体坐标系上精准定量地描述变形，因而不同的人操作，或者同一人的多次操作，其结果都不尽相同。而检测效率低表现在为最大程度降低手工操作带来的影响，只能选择在一次测量作业中多次反复调整，直至最终满足要求，因而费时费力、效率低下。

所以现有技术中需要解决问题主要有以下三点：

(1)在人工操作施力及定位时，人为误差较大，影响校形结果的准确性及可靠性；

(2)人工操作施力及定位很难一次调整到位，需多次反复调整，使得整体检测效率低下；

(3)人工操作时无法有效控制施力大小，可能会对零件表面质量产生一定影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种大尺寸易变形零件柔性定位及检测***和方法，该***包括多组双导轨滑台机构、电动推杆机构。

一种大尺寸易变形零件柔性定位及检测***，包括多组双导轨滑台机构、电动推杆机构，双导轨滑台机构包括滚珠丝杠、光滑导轨、滑台、底座、限位挡块、联轴器、步进电机，底座固定在标准平台上，光滑导轨沿中轴线平行固定在底座上，且在中轴线两侧对称布置，滚珠丝杠沿中轴线安装在底座上且能沿中轴线转动，滑台安装在光滑导轨上并与滚珠丝杠配合可沿光滑导轨移动，步进电机安装在底座上并通过联轴器与滚珠丝杠相连，步进电机转动可带动滚珠丝杠转动，限位挡块固定在底座上以防止滑台与联轴器接触；电动推杆机构包括定位挡板、电动推杆、稳定卡箍、连接套筒、压力传感器、承载支座，承载支座固定在滑台上，定位挡板安装在承载支座上，承载支座的配合槽为异形槽，其形状、尺寸与电动推杆的下半部分的形状、尺寸一致，以保证电动推杆安装后的水平及对中精度，电动推杆安装在承载支座的配合槽内并靠紧定位挡板，电动推杆的外端头只做直线伸缩运动而非旋转伸缩运动，内部设有由电机驱动的螺杆机构带动推杆外端头运动，稳定卡箍安装在承载支座上将电动推杆压紧固定，连接套筒通过定位销安装在电动推杆的最外端，压力传感器安装在连接套筒的外端面上。

一种大尺寸易变形零件柔性定位及检测方法，包括如下步骤：

步骤1让滑台与电动推杆的外端头返回到零点位置；

步骤2计算机根据三坐标测量机测量的零件单侧外形数据判断零件的最大变形位置与最大变形量；

步骤3计算机将上述参数转换为滑台沿光滑导轨方向的位置及电动推杆的外端头的伸出量；

步骤4计算机控制电机转动，驱动滑台和电动推杆的外端头运行到指定位置，并锁死机构；

步骤5在上述步骤中，若压力传感器判断压力值超出阈值，则滑台和电动推杆退回至安全位置，并命令计算机重新计算；

步骤6重复步骤2至5，直至零件被稳固夹持，且变形被校正；

步骤7三坐标测量机开始正常测量流程。

该发明将每组装置对称布置在大尺寸易变形零件的两侧，利用沿零件长度方向的精密导轨快速移动电动推杆装置，在计算机的控制下，电动推杆装置可移动到指定位置，同时推杆伸出指定长度，压力传感器保证推杆施力不超过限定值以保护零件。上述平面运动可保证电动推杆装置在计算机的自动控制下快速定位至最大变形处，并在消除零件弹性变形的基础上稳固夹持零件。的有益效果主要有如下三点：

(1)计算机将最大变形量与变形位置换算为装置的预定目标点位置并自动运行，整个自动化流程精准可靠；

(2)由计算机自动控制整个***进行迭代调试，无需手动干预，迭代次数与单次耗时均远小于手工操作，能够显著提升整体检测效率。

(3)端头压力传感器保证压力值始终在允许范围内，可有效保护零件表面。

附图说明

图1柔性定位及检测***整体示意图

图2柔性定位及检测装置结构示意图

图3柔性定位及检测装置单组结构示意图

图中编号说明：1.柔性定位及检测装置；2.标准平台；11.双导轨滑台机构；12.电动推杆机构；111.滚珠丝杠；112.光滑导轨；113.滑台；114.底座；115.限位挡块；116.联轴器；117.步进电机；121.定位挡板；122.电动推杆；123.稳定卡箍；124.连接套筒；125.压力传感器；126.承载支座；

具体实施方式

如图1-3所示一种大尺寸易变形零件柔性定位及检测***，包括多组双导轨滑台机构11、电动推杆机构12，双导轨滑台机构11包括滚珠丝杠111、光滑导轨112、滑台113、底座114、限位挡块115、联轴器116、步进电机117，底座114固定在标准平台2上，光滑导轨112沿中轴线平行固定在底座114上，且在中轴线两侧对称布置，滚珠丝杠111沿中轴线安装在底座114上且能沿中轴线转动，滑台113安装在光滑导轨112上并与滚珠丝杠111配合可沿光滑导轨112移动，步进电机117安装在底座114上并通过联轴器116与滚珠丝杠111相连，步进电机117转动可带动滚珠丝杠111转动，限位挡块115固定在底座114上以防止滑台113与联轴器116接触；电动推杆机构12包括定位挡板121、电动推杆122、稳定卡箍123、连接套筒124、压力传感器125、承载支座126，承载支座126固定在滑台113上，定位挡板121通过螺栓安装在承载支座126上，承载支座126的配合槽为异形槽，其形状、尺寸与电动推杆122的下半部分的形状、尺寸一致，以保证电动推杆122安装后的水平及对中精度，电动推杆122安装在承载支座126的配合槽内并靠紧定位挡板121，电动推杆122的外端头只做直线伸缩运动而非旋转伸缩运动，内部设有由电机驱动的螺杆机构带动推杆外端头运动，稳定卡箍123通过螺栓安装在承载支座126上将电动推杆122压紧固定，连接套筒124通过定位销安装在电动推杆122的最外端，压力传感器125安装在连接套筒124的外端面上。

一种大尺寸易变形零件柔性定位及检测方法，包括如下步骤：

步骤1让滑台113与电动推杆122的外端头返回到零点位置；

步骤2计算机根据三坐标测量机测量的零件单侧外形数据判断零件的最大变形位置与最大变形量；

步骤3计算机将上述参数转换为滑台113沿光滑导轨112方向的位置及电动推杆122的外端头的伸出量；

步骤4计算机控制电机转动，驱动滑台113和电动推杆122的外端头运行到指定位置，并锁死机构；

步骤5在上述步骤中，若压力传感器125判断压力值超出阈值，则滑台113和电动推杆122退回至安全位置，并命令计算机重新计算；

步骤6重复步骤2至5，直至零件被稳固夹持，且变形被校正；

步骤7三坐标测量机开始正常测量流程。

Claims (4)

1.一种大尺寸易变形零件柔性定位及检测***，其特征在于包括多组沿标准平台纵向设置的双导轨滑台机构、电动推杆机构，双导轨滑台机构包括滚珠丝杠、光滑导轨、滑台、底座、限位挡块、联轴器、步进电机，底座固定在标准平台上，光滑导轨沿标准平台中轴线平行固定在底座上，且在中轴线两侧对称布置，滚珠丝杠沿中轴线安装在底座上且能沿中轴线转动，滑台安装在光滑导轨上并与滚珠丝杠配合可沿光滑导轨移动，步进电机安装在底座上并通过联轴器与滚珠丝杠相连，步进电机转动可带动滚珠丝杠转动，限位挡块固定在底座上以防止滑台与联轴器接触；电动推杆机构包括定位挡板、电动推杆、稳定卡箍、连接套筒、压力传感器、承载支座，承载支座固定在滑台上，定位挡板安装在承载支座上，电动推杆安装在承载支座的配合槽内并靠紧定位挡板，稳定卡箍安装在承载支座上将电动推杆压紧固定，连接套筒通过定位销安装在电动推杆的最外端，压力传感器安装在连接套筒的外端面上。

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸易变形零件柔性定位及检测***，其特征在于所述的电动推杆的外端头只做直线伸缩运动而非旋转伸缩运动，内部设有由电机驱动的螺杆机构带动推杆外端头运动。

3.根据权利要求1所述的一种大尺寸易变形零件柔性定位及检测***，其特征在于所述的承载支座的配合槽为异形槽，其形状、尺寸与电动推杆的下半部分的形状、尺寸一致，以保证电动推杆安装后的水平及对中精度。

4.一种大尺寸易变形零件柔性定位及检测方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1让滑台与电动推杆的外端头返回到零点位置；

步骤2计算机根据三坐标测量机测量的零件单侧外形数据判断零件的最大变形位置与最大变形量；

步骤3计算机将上述参数转换为滑台沿光滑导轨方向的位置及电动推杆的外端头的伸出量；

步骤4计算机控制电机转动，驱动滑台和电动推杆的外端头运行到指定位置，并锁死机构；

步骤5在上述步骤中，若压力传感器判断压力值超出阈值，则滑台和电动推杆退回至安全位置，并命令计算机重新计算；

步骤6重复步骤2至5，直至零件被稳固夹持，且变形被校正；

步骤7三坐标测量机开始正常测量流程。

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