[发明专利]一种焊接真空室PS1段成形误差检测装置及测量算法

权利要求书

1.一种焊接真空室PS1段成形误差检测装置，其特征在于：包括工件(1)、工装平台(2)、运动组件(3)、底座(4)、扫描小车(5)、刚性支架(6)、刚性连杆(7)、弧面轨道(8)；

所述工件(1)固定安装在工装平台(2)表面，所述工装平台(2)和运动组件(3)固定安装在底座(4)上；

所述扫描小车(5)包括齿形足(501)、步进电机(502)、主动齿轮(503)、从动齿轮(504)、底板(505)、前轴(506)、后轴(507)，所述步进电机(502)安装在底板(505)上且输出轴固定安装主动齿轮(503)，所述主动齿轮(503)与从动齿轮(504)啮合，所述从动齿轮(504)安装在前轴(506)上且与前轴(506)同轴转动，所述前轴(506)与后轴(507)两端均安装有齿形足(501)，所述底板(505)中间开有槽口(508)，所述槽口(508)处通过支撑架(509)安装有激光位移传感器(510)，所述激光位移传感器(510)安装位置的光束发射面与弧面轨道(8)的内圆面相切；

所述运动组件(3)为丝杆传动结构实现往复运动并通过滑块(9)与刚性支架(6)的安装平面(801)固定连接，所述刚性支架(6)与刚性连杆(7)的一端固定连接，所述刚性连杆(7)的另一端与弧面轨道(8)螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种焊接真空室PS1段成形误差检测装置，其特征在于：所述弧面轨道(8)包括平面(801)、齿形槽(802)、中心槽(803)，所述弧面轨道(8)为圆环结构，安装时与工件(1)同心，且曲率半径大于工件(1)待测弧面的曲率半径；所述平面(801)安装时为竖直状态，以保证弧面轨道(8)安装的对称性；所述中心槽(803)的宽度大于传感器的激光光束穿过的所需宽度；所述齿形足(501)可以与弧面轨道(8)的齿形槽(802)啮合。

3.根据权利要求1所述的一种焊接真空室PS1段成形误差检测装置，其特征在于：所述工装平台(2)具有多个方孔结构(201)、上表面具有弧面结构(202)、侧边安装有若干个吊环(203)，所述弧面结构(202)的曲率半径与所述工件(1)安装面的曲率半径相同。

4.根据权利要求1所述的一种焊接真空室PS1段成形误差检测装置，其特征在于：所述刚性连杆(7)具有若干个，且为对称布置。

5.根据权利要求1所述的一种焊接真空室PS1段成形误差检测装置，其特征在于：所述齿形足(501)与从动齿轮(504)采用螺栓连接实现同步转动，并采用平键(511)和套筒(512)进行周向和轴向定位轴系结构，所述齿形足(501)的外侧具有端盖(513)，用于固定轴系结构；

所述后轴(507)具有与前轴(506)类似的轴系结构。

6.根据权利要求1所述的一种焊接真空室PS1段成形误差检测装置，其特征在于：所述底座(4)两侧对称布置有若干个立柱(12)。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种焊接真空室PS1段成形误差检测装置的测量算法，其特征在于：

(1)以工件(1)理想中心点建立空间坐标，Z轴为母线方向，建立理想柱面体的空间方程X2+Y2＝R2，R为工件(1)的理想半径；

(2)从滑块(9)初始位置记为α，计算t间隔滑块(9)的移动距离，得到位移传感器平动相对位移z，坐标变换为空间坐标系，获得待测点Z坐标；

(3)从扫描小车(5)上激光位移传感器(510)初始位置记为β，计算t间隔小车上步进电机(502)的转动圈数，并根据齿轮传动比和弧长公式推导出位移传感器转动角度θ；

(4)读取传感器测量数据N，与理想值n作比较；

(5)坐标变换为空间坐标系，并在X、Y平面(801)进行分解，获得待测点(X,Y)坐标；

(6)求得任一待测点实际空间坐标(X，Y，Z)；

(7)对工件(1)表面逐步扫描，直至测完所有的待测点；

(8)对测试数据进行测量算法的后处理；

(9)将处理后的三维数据与工件(1)CAD数据进行比对，并得到零件任意坐标点的空间误差数值。