[发明专利]自动换刀装置空间复合凸轮廓面精度检测装置和方法

权利要求书

1.一种自动换刀装置空间复合凸轮廓面精度检测装置，其特征在于，包括第一激光位移传感器、第二激光位移传感器、第三激光位移传感器、第四激光位移传感器、旋转编码器、工控机；

所述第一激光位移传感器用于对停歇期的弧面分度凸轮廓面进行测量；所述第二激光位移传感器用于对分度期的弧面分度凸轮廓面进行测量；所述第三激光位移传感器用于对平面沟槽凸轮廓面精度进行检测；所述第四激光位移传感器用于测量空间复合凸轮所在轴的圆跳动，以对空间复合凸轮廓面精度测量结果进行补偿；所述旋转编码器用于对空间复合凸轮所在轴的旋转精度进行测量；所述工控机设有坐标设定模块、传感器位置标定模块、数据采集模块、精度计算模块；

所述坐标设定模块用于设定参考坐标系：包括建立固定坐标系σ₀(O₀-X₀Y₀Z₀)；分别建立与第一激光位移传感器、第二激光位移传感器、第三激光位移传感器固连的坐标系σ_k(O_k-X_kY_kZ_k，k＝1,2,3)，以及空间复合凸轮固连的坐标系σ(O-XYZ)；所述坐标系σ₀与坐标系σ在初始时重合；

所述传感器位置标定模块用于获得第一激光位移传感器所发射光线相对于第一激光位移传感器固连的坐标系的方向角、第二激光位移传感器所发射光线相对于第二激光位移传感器固连的坐标系的方向角、第三激光位移传感器所发射光线相对于第三激光位移传感器固连的坐标系的方向角、固定坐标系原点在第一激光位移传感器固连的坐标系的坐标、固定坐标系原点在第二激光位移传感器固连的坐标系的坐标、固定坐标系原点在第三激光位移传感器固连的坐标系的坐标；

所述数据采集模块用于采集自动换刀装置第i次换刀时，空间复合凸轮的旋转角度、第k个激光位移传感器到空间复合凸轮轮廓面上被测点P_ijk的距离以及第四激光位移传感器到空间复合凸轮所在轴被测轴段表面的距离；

所述精度计算模块用于计算空间复合凸轮轮廓面的磨损量随换刀次数的变化规律，完成对空间复合凸轮廓面精度的评价。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述传感器位置标定模块的计算结果如下：

其中，α_k、β_k、γ_k表示第k个激光位移传感器所发射光线相对于传感器坐标系σ_k的方向角；d_xk、d_yk、d_zk表示固定坐标系的原点在传感器坐标系σ_k中的坐标；L_z1k、L_x1k、L_y1k分别表示第k个被测板与固定坐标系X₀O₀Y₀平面、Y₀O₀Z₀平面、X₀O₀Z₀平行放置时，第k个激光位移传感器到对应被测板的距离，L_zk、L_xk、L_yk表示在上述对应条件下第k个被测板到空间复合凸轮中心的距离；L_z2k表示第k个被测板与固定坐标系X₀O₀Y₀平面平行时，将被测板沿Z₀轴向着第k个激光位移传感器方向移动Δz_k距离后第k个激光位移传感器到被测板的距离；L_x2k表示第k个被测板与固定坐标系Y₀O₀Z₀平面平行时，将被测板沿X₀轴向着第k个激光位移传感器方向移动Δx_k距离后第k个激光位移传感器到被测板的距离。