[发明专利]高精度特大型工件在线精密测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量系统，特别是涉及一种高精度特大型工件在线精密测量系统。

背景技术

公知的目前大尺寸测量技术主要分为三类：

一是基于正交系的大型三坐标测量机，测量距离3～10m，测量精度5～20ppm，测量效率高，刚性体制，但其缺点是测量设备固定工位，被测工件必须离线测量，并且正交系坐标测量技术基于直线长度测量，需要长直线导轨作为直线运动基准。而直线导轨，特别是长直线导轨，制造复杂，价格昂贵，安装困难，使其在特大尺寸现场测量技术的发展和应用中受到限制。

二是基于非正交系的激光跟踪仪、经纬仪、室内GPS等，测量距离10～100m，测量精度20～100ppm，测量效率低，柔性体制，现场在线测量。基于非正交系的极坐标测量以空间大角度测量为基础，由于空间角度测量误差的距离放大特性，空间坐标的测量误差随测量距离增大成线性增大，使非正交测量技术的大空间坐标测量精度受到相当程度的限制。另外，非正交系极坐标测量方法的自动测量也是一个急待解决的技术难题。

三是在加工车床上安装测量传感器，利用车床自身的运动，使用传感器进行测量。这种测量方式，是建立在车床运动精度的基础上，其车床自身的运动部件的定位误差将完全带入到测量结果中，故这种测量仅适合低精度的工件装卡、找正。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够在线测量特大型高精度工件加工过程中的几何参数的高精度特大型工件在线精密测量系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高精度特大型工件在线精密测量系统，包括光电码盘、信号处理系统、车床以及至少一个光栅测量装置；所述光栅测量装置，包括组合支架，所述组合支架上至少设置有两个长度光栅，所述光电码盘安装在车床上，所述光电码盘为圆环形，所述光电码盘与车床具有的主轴同轴，所述长度光栅具有的测量点位于与光电码盘同轴的圆柱体的表面，所述圆柱体位于车床与光电码盘之间；所述长度光栅与信号处理系统电连接。

进一步的，所述光栅测量装置具有两个，分别为径向长度光栅测量装置以及轴向长度光栅测量装置；所述径向长度光栅测量装置上设置有四个径向长度光栅，所述径向长度光栅垂直于光电码盘中心轴线安装布置；所述轴向长度光栅测量装置上设置有五个轴向长度光栅，所述轴向长度光栅平行于光电码盘中心轴线安装布置。

进一步的，所述组合支架包括立柱、滑移台、支撑杆、定位光栅、光栅滑架以及光栅转座；所述滑移台与立柱滑动连接，所述定位光栅安装在立柱侧面，沿立柱长度方向上延伸，所述支撑杆设置在滑移台上，所述光栅滑架设置在支撑杆上，所述光栅转座设置在支撑杆以及光栅滑架上；所述径向长度光栅安装在光栅转座上，所述轴向长度光栅安装在光栅转座上。

进一步的，所述组合支架还包括校准转台，所述校准转台设置在立柱的下端，所述立柱与校准转台转动连接。

本发明的有益效果是：本发明提供的高精度特大型工件在线精密测量系统，是基于正交系的测量系统，在不依赖高精度车床及大尺寸测量基准的情况下,采用远程定位和终端测量柔性组合体制,在生产现场快速搭建特大空间坐标精密测量系统。实现特大型机械零部件的高精度、高效率、智能化在线无基准现场柔性精密测量。

附图说明

图1是本发明实施例中高精度特大型工件在线精密测量系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中径向长度光栅测量装置的结构示意图；

图3是本发明实施例中轴向长度光栅测量装置的结构示意图；

图4是本发明应用例中二点法光栅测量原理图；

图5是本发明应用例中四点法光栅测量原理图；

图6是本发明应用例中五点法光栅测量原理图；

图中标示：1-径向长度光栅测量装置，10-立柱，11-校准转台，12-滑移台，13-支撑杆，14-定位光栅，15-径向长度光栅，16-轴向长度光栅，2-轴向长度光栅测量装置，20-光栅滑架，21-光栅转座，3-光电码盘，4-信号处理系统，5-工件，6-车床。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1、图2以及图3所示，高精度特大型工件在线精密测量系统，包括光电码盘3、信号处理系统4、车床6以及至少一个光栅测量装置；