[发明专利]挖掘机液压锥柱塞轮廓加工误差测量装置及方法

权利要求书

1.挖掘机液压锥柱塞轮廓加工误差测量装置，其特征在于：机械固定模块，气浮导轨传动模块，线激光扫描传感器LS9030模块，图像处理模块。

2.根据权利要求1所述的机械固定模块，整体采用轻质铝合金，以减轻装置的质量，本发明装置将两个Y型锥柱塞安装固定模块通过螺丝固定在气浮导轨的滑块上表面，两个Y型锥柱塞安装固定模块顶部圆弧直径大小不同，是为了适应锥柱塞的头部与尾部大小，使锥柱塞与Y型锥柱塞安装固定模块紧密贴合，此外两个Y型锥柱塞安装固定模块的高度不同，可使锥柱塞安装时令锥柱塞的轴线与气浮导轨上表面保持水平；本发明装置线激光扫描传感器LS9030模块的发射端和接收端底部均有两个铝合金块，通过铝合金块的增高使传感器位于合适的测量高度，以保证锥柱塞在空间上位于传感器的有效测量范围内。

3.根据权利要求1所述的气浮导轨传动模块，本发明装置测量时，需要将零件固定在气浮导轨上，通过气浮导轨的一维直线运动使传感器扫描整个零件，气浮导轨运动时，气浮导轨的直线度以及气浮导轨运动时端面的跳动对测量具有很大的影响，需要严格控制气浮导轨的这些参数，所选气浮导轨直线度为0.2μm，端跳动<1μm。

4.根据权利要求1所述的线激光扫描传感器LS9030模块，本发明装置传感器的测量距离为0.08至30mm，锥柱塞横截面最大处为29mm，小于30mm，满足测量需求，此外，该传感器测量精度为2μm，满足8μm的需求，气浮导轨自带的光栅尺可以实现实时位置采集，线激光扫描传感器LS9030模块可同步采集图像数据，线扫图像拼接得到的完整图像与气浮导轨的运动速度无关，避免气浮导轨运行速度的变化导致图像的拉伸/收缩。

5.挖掘机液压锥柱塞轮廓加工误差测量装置检测方法，采用权利要求1所述的装置，其特征在于：将锥柱塞安装在Y型锥柱塞安装固定模块上，由气浮导轨带动零件水平(X轴)通过传感器有效采集区域，气浮导轨上的光栅尺采集X轴位移信息，线激光扫描传感器LS9030同步扫描零件获得线扫图像信息并作为Z轴坐标信息，完整的测量图像由一帧一帧的带X轴坐标的Z轴线扫图像信息拼接而成；拼接图像时，每帧线扫图像互相平行，其X轴相对坐标位置由光栅尺采集到的X轴方向位移信息确定(其中第一帧图像的所有像素处于坐标系Z轴上)，其Z轴坐标是将该帧有效图像区域像素的中点置于Z轴的零点(以减小气浮导轨在运行时产生的端跳带来的误差)后由其相对位置关系确定；此时可以得到锥柱塞轮廓在坐标系中的所有坐标，通过最小二乘法拟合，可以得到拟合后所需的锥柱塞轮廓曲线函数，根据曲线函数计算锥柱塞的轮廓加工误差，其中可由锥柱塞球部的圆函数得到球部球径，此外，可由计算得到锥柱塞锥面直线函数和该直线与圆弧相切的平行线之间的距离。