基于公差调控的大型高速回转装备装配测量方法及装置

摘要

基于公差调控的大型高速回转装备装配测量方法及装置属于机械装配技术；大型高速回转装备固定在气浮转台上，下侧的下、上径向基准电感传感器测量大型高速回转装备径向基准面，确定两基准面的拟合圆心，以此为大型高速回转装备的几何轴线，调节大型高速回转装备使几何轴线与气浮转台轴线重合，上侧的径向测量和轴向测量电感传感器提取大型高速回转装备测量面轮廓数据，基于矩阵的平移与旋转实现对装配后同轴度的控制；本发明可有效的实现装配指导功能，提高大型高速回转装备装配质量，减轻振动，改善大型高速回转装备性能。

主权项

基于公差调控的大型高速回转装备装配测量方法及装置，其特征在于：大型高速回转装备固定在气浮转台上，气浮转台提供回转测量基准，气浮转台径向回转误差为0.1μm‑0.2μm，倾角回转误差为0.1″‑0.2″；测量装置包括气浮转台（1）及配装在气浮转台（1）上端部上的大型高速回转装备（2），在大型高速回转装备（2）的径向外侧部上从上至下依次配置径向测量电感传感器（5）和上径向基准电感传感器（4），在大型高速回转装备（2）的上端面上配置轴向测量电感传感器（6），在大型高速回转装备（2）的径向外侧部上还配装下径向基准电感传感器（3），所述下径向基准电感传感器（3）与上径向基准电感传感器（4）相对于大型高速回转装备（2）相差180°配置，且所述下径向基准电感传感器（3）与上径向基准电感传感器（4）的测量方向相互平行；在大型高速回转装备（2）的高度位置上，所述下径向基准电感传感器（3）位于上径向基准电感传感器（4）的下方；下径向基准电感传感器测量大型高速回转装备的下径向基准面用以确定圆心坐标，气浮转台转速为4‑6r/min，采样点数为1000‑1500个，记录数据及直角坐标图形，横坐标为角度，纵坐标为采样数据，依据下径向基准面的直角坐标图形调整被测装备的下径向基准面的偏心，上径向基准电感传感器测量大型高速回转装备的上径向基准面用以确定圆心坐标，气浮转台转速为4‑6r/min，采样点数为1000‑1500个，记录数据及直角坐标图形，横坐标为角度，纵坐标为采样数据，依据上径向基准面的直角坐标图形调整被测装备的上径向基准面的偏心，分别调节上和下径向基准面的圆心使其轴线与仪器主轴的回转轴线同轴；径向测量电感传感器测量大型高速回转装备的径向测量面，记录数据，气浮转台转速为4‑6r/min，采样点数为1000‑1500个，采用基于最小条件原则的最小区域法评定拟合圆心；则大型高速回转装备的径向测量面的定位公差在装配中的传递矩阵为T_ecc，则偏心矩阵，其中e为大型高速回转装备的径向测量面偏心，θ_e为大型高速回转装备的径向测量面偏心角，H为大型高速回转装备高度；轴向测量电感传感器测量大型高速回转装备的轴向测量面，记录数据，气浮转台转速为4‑6r/min，采样点数为1000‑1500个，采用基于最小二乘法评定拟合平面，各采样点对应的拟合平面Z轴坐标为z_i，则max{z_i}‑min{z_i}为大型高速回转装备的轴向测量面垂直度，arctan((max{z_i}‑min{z_i})/(2r))为大型高速回转装备的轴向测量面倾斜角，其中r为大型高速回转装备的轴向测量面半径；大型高速回转装备的轴向测量面的定向公差在装配中的传递矩阵为T_tilt，则倾斜矩阵，其中θ_t为大型高速回转装备的轴向测量面倾斜角，θ_l为大型高速回转装备的轴向测量面的拟合平面最低点所在角度；则n个装备的装配后圆心坐标的传递关系T_n为，其中T_ri，T_ecci，T_perpi为i级装备的旋转矩阵，偏心矩阵和倾斜矩阵，其中T_r1=E，T_tiltn=E，旋转矩阵，其中θ_ri为i级大型高速回转装备的旋转角度；则装配后各级装备在X，Y轴方向的分量为，其中e_i为i级大型高速回转装备的径向测量面偏心，θ_ei为i级大型高速回转装备的径向测量面偏心角，H_i为i级大型高速回转装备的高度，θ_ri为i级大型高速回转装备的旋转角度，θ_li为大型高速回转装备的轴向测量面的拟合平面最低点所在角度，r_i为i级大型高速回转装备的轴向测量面半径，h_i为i级大型高速回转装备的轴向测量面垂直度；旋转各级大型高速回转装备的旋转角度，采用遗传算法实现全局搜索，找到最优旋转角度，因此大型高速回转装备装配后的同轴度为。