一种筒形构件对接在线检测装置及方法

摘要

本发明涉及一种筒形构件对接在线检测装置及方法，该方法以筒形构件对接过程能够实时在线检测、满足筒形构件较高的对接精度等为目标，提出一种适用于筒形构件对接在线检测装置。该装置在对接过程能够实时检测筒形构件同轴度和对接面间隙，实现对接过程精度可控，最终提高产品精度，属于先进装配制造技术领域。本发明针对筒形构件对接时无法实时在线检测等技术弊端，研制一种筒形构件对接过程的在线检测装置。该装置通过对对接面间隙d、传感器距筒形构件内圆面距离等工艺关键特征进行实时、动态检测，实现对筒形构件姿态的检测，并根据测量结果调整其相对位置，实现对接过程的在线检测和实时可控，提高筒形构件的对接精度。

主权项

一种筒形构件对接在线检测装置，其特征在于：该检测装置包括对接工装、传动结构、传感器、传感器安装座和测量架；对接工装共有两套，分别位于卧式车床车头部位和卧式车床尾座部位；对接工装包括第一支撑盘、手轮、中心轴、第二支撑盘、油杯、梯形螺母、梯形螺杆、导向键、端面调节器、第一径向调节器、第二径向调节器、紧定螺钉、轴衬、轴挡和卧式车床安装盘；中心轴为空心阶梯圆柱体，第二支撑盘和第一支撑盘均为圆环结构；第一支撑盘和第二支撑盘都具有加强筋，第一支撑盘和梯形螺母固定连接，梯形螺母的一端和梯形螺杆为螺纹配合实现螺纹传动，梯形螺母的另一端和轴衬固定连接；轴挡和卧式车床安装盘固定连接在中心轴上，通过轴挡和卧式车床安装盘对梯形螺杆在中心轴的轴向方向进行定位；导向键固定连接在中心轴上，轴衬和中心轴通过导向键实现间隙配合；梯形螺杆和中心轴之间为间隙配合可以实现回转运动，梯形螺杆和中心轴之间通过油杯注入润滑油实现润滑；手轮和梯形螺杆固定连接，旋转手轮驱动梯形螺杆作回转运动，梯形螺杆带动梯形螺母和轴衬通过导向键沿中心轴的轴向作直线移动，最终驱动第一支撑盘沿中心轴的轴向运动；第二支撑盘通过紧定螺钉固定在中心轴上；第二支撑盘和第一支撑盘之间沿中心轴的轴向有间隙，用于给第二筒形构件和第一筒形构件提供安装空间；第一筒形构件共有两件，分别安装在卧式车床两端的第一支撑盘上；第二筒形构件共有一件，横跨并安装在第二支撑盘上；第二支撑盘上均匀分布有第二径向调节器；第一支撑盘上均匀分布有第一径向调节器和端面调节器；第二径向调节器包括径向支撑块、径向调节螺杆和径向压板；径向支撑块位于第二支撑盘的外表面，中心带有圆柱槽；径向调节螺杆的一端位于径向支撑块的圆柱槽中，径向压板和径向支撑块固定连接，并将径向调节螺杆封闭在径向支撑块的圆柱槽中；径向调节螺杆的另一端和第二支撑盘为螺纹配合，通过旋转径向调节螺杆调整径向支撑块沿调节螺杆的轴线直线移动，从而实现对第二筒形构件内圆的压紧和放松；通过调节均布的第二径向调节器实现第二筒形构件和第一筒形构件内圆面贴合并涨紧，实现装夹固定；第二径向调节器同时压紧或放松第二筒形构件内圆时，驱动第二筒形构件偏移；第一径向调节器包括径向支撑块、径向调节螺杆和径向压板；径向支撑块位于第一支撑盘的外表面，中心带有圆柱槽；径向调节螺杆一端位于径向支撑块的圆柱槽中，径向压板和径向支撑块固定连接，并将径向调节螺杆封闭在径向支撑块的圆柱槽中；径向调节螺杆的另一端和第一支撑盘为螺纹配合，通过旋转径向调节螺杆调整径向支撑块沿径向调节螺杆的轴线直线移动，实现对第一筒形构件内圆的压紧和放松；通过调节均布的第一径向调节器实现第一筒形构件内圆面贴合并涨紧，实现装夹固定；第二径向调节器同时压紧或放松第一筒形构件内圆时，驱动第二筒形构件偏移；端面调节器包括端面支撑块、端面调节螺杆和端面压板；端面支撑块位于第一支撑盘的内端面，为圆柱体结构，中心开有圆柱槽；端面调节螺杆的一端位于端面支撑块的圆柱槽中，端面压板和端面支撑块固定连接，并将端面调节螺杆封闭在端面支撑块的圆柱槽中；端面调节螺杆的另一端和第一支撑盘为螺纹配合，通过旋转端面调节螺杆调整端面支撑块沿调节螺杆轴线直线移动，实现对第一筒形构件端面的压紧和放松，间接实现第一筒形构件和第二筒形构件对接面间隙d的调整；传动结构包括主旋转环、第一轴承、第二轴承、衬套、中心轴衬套、大齿轮、小齿轮、伺服电机、定位挡环、紧定螺钉和轴承端盖；中心轴衬套为台阶式圆环结构；中心轴衬套通过紧定螺钉固定连接在中心轴上；第一轴承、第二轴承和大齿轮安装在中心轴衬套上，大齿轮位于第一轴承和第二轴承之间；第一轴承通过中心轴衬套的台阶和衬套进行限位；大齿轮通过衬套和第二轴承进行限位；第二轴承通过定位挡环进行限位；轴承端盖与主旋转环固定连接；主旋转环与第一轴承为过渡配合连接；轴承端盖与第二轴承之间为过渡配合连接；小齿轮和伺服电机固定连接，伺服电机固定连接在主旋转环上，小齿轮和大齿轮相互啮合，小齿轮可以绕大齿轮进行360°范围内旋转；测量架的一端固定连接在主旋转环上，测量架的另一端固定连接传感器安装座上；传感器安装座上安装有传感器；传感器包括第一激光位移传感器、第二激光位移传感器和CCD图像传感器；第一激光位移传感器用于测量第一激光位移传感器和第一筒形构件的内圆面距离d1；第二激光位移传感器用于测量第二激光位移传感器和第二筒形构件的内圆面距离d2；CCD图像传感器用于测量第一筒形构件和第二筒形构件之间的对接面间隙d。