[发明专利]一种用激光位移传感器测量扭力轴滚压特征参数的方法

摘要

本发明提供用激光位移传感器测量扭力轴滚压特征参数的方法，该方法是在机床上进行的，具体步骤为：设置测量装置；通过验棒进行标定，测出验棒轴心到激光头的距离L0；测量每一时刻扭力轴表面的点到激光头的距离L′，利用编码器记录每一测量点所对应的角度值θ；由R＝L0-L′求出每一扭力轴测量点到扭力轴轴心的距离R，然后对每一θ对应R存储为(θ,R)，根据(θ,R)计算出扭力轴齿根位置。本发明所建立的测量装置结构简单易行，测量方法容易操作，能够实现对扭力轴进行自动非接触式测量的要求。

主权项

一种用激光位移传感器测量扭力轴滚压特征参数的方法，该方法是在机床上进行的，其特征在于，具体步骤为：步骤一、设置测量装置；所述测量装置包括激光位移传感器(1)、数据采集卡(2)、编码器(3)以及工控机(4)；其中所述激光位移传感器(1)固定在机床托板(5)上，并可沿机床导轨(6)方向往复运动，所述编码器(3)通过齿形同步带与机床上的主轴相连；激光位移传感器(1)与数据采集卡(2)连接，工控机(4)与数据采集卡(2)和编码器(3)分别连接；步骤二、在机床主轴上装夹圆柱形标准验棒，令激光位移传感器的激光头位置与验棒保持设定距离，使得验棒上的测量点在激光位移传感器的量程范围内，且令验棒轴心与激光头在同一水平高度；通过验棒进行标定，测出验棒轴心到激光头的距离L0；L0＝R0+L，其中R0为验棒的半径，L为验棒外圆到激光头的距离；步骤三、卸下验棒，在机床主轴上装夹扭力轴(7)，并在扭力轴上选取多个测量截面；令扭力轴随机床上的主轴匀速转动，然后控制激光位移传感器随机床托板沿所述主轴方向运动，并使其依次与多个选定的测量截面相对应；激光位移传感器每秒发出多个脉冲，快速测量每一时刻扭力轴表面的点到激光头的距离L′；根据机床上主轴的旋转角速度，利用编码器记录每一测量点所对应的角度值θ，并将所述L′和θ传入工控机；步骤四、工控机对测得的数据进行处理，由R＝L0‑L′求出每一扭力轴测量点到扭力轴轴心的距离R，然后对每一θ对应R存储为(θ,R)，每一选定的测量截面对应一组(θ,R)；步骤五、计算出扭力轴齿根位置的具体方法为：选取扭力轴齿形截面对应 的一组(θ,R)，将所选取的(θ,R)中R的次最大和次最小分别记为Rmax和Rmin，将所选取的(θ,R)中按θ由小到大，依次将θ对应的R与Rmax和Rmin比较，将第一个落在Rmin±0.3mm范围的点记为S，从S开始，找到第一个落在Rmin±0.3mm范围的点并记为A，找到第一个超出Rmin±0.3mm范围的点记为B;则齿根位置的坐标即为(θc,Rc)，其中θc＝(θA+θB)/2，其中θA为A点所对应的角度，θB为B点所对应的角度,Rc为θc所对应的距离；计算出扭力轴齿根位置的坐标(θc,Rc)。