一种螺纹综合作用尺寸测量仪测头标定方法

摘要

本发明公开了一种螺纹综合作用尺寸测量仪测头标定方法，采用标准圆柱对螺纹综合作用尺寸测量仪测头进行参考零位值标定；将标准圆柱放置在数控转台处并固定，使全牙测端与标准圆柱紧靠时，数控转台回转一圈，得到两支轴向测微仪在数控转台任意转角时对应的采集值、一支旁向测微仪采集值、x向滑块的x向坐标和z向滑块的z向坐标；通过数据处理，可得到全牙测端在数控转台任意转角时对应的位置姿态参考零位值参数，并以此为基础来进行测量。本发明实现了用简单的标准圆柱对三维上的螺纹作用尺寸参考零位值参数的标定，直接测量得到标准圆柱的作用参数，符合了标定与测量方法的一致性。

主权项

一种螺纹综合作用尺寸测量仪测头的标定方法，其特征在于，采用标准圆柱对螺纹综合作用尺寸测量仪的测头进行参考零位值标定；所述螺纹综合作用尺寸测量仪包括基座、数控转台、z向导轨、z向滑块、x向导轨、x向滑块和测头机构，所述z向导轨垂直固定在所述基座上，其上安装有z向滑块，所述z向滑块上固定有所述x向导轨，所述x向导轨上安装有x向滑块，所述x向滑块上固定有所述测头机构；所述数控转台安装在所述基座上，其回转中心轴线与所述基座和所述x向导轨均垂直，所述测头机构包括测头固定端组件和测头运动端组件；所述测头固定端组件包括基架、固定在所述基架上的旁向测微仪、固定在所述基架上的导轨和导向套筒；所述导向套筒的一端固定在所述基架上，所述导向套筒的另一端设有弹簧限位螺母，在所述导向套筒的中部设有与其滑动连接的位移滑架支撑滑块，在所述位移滑架支撑滑块和所述基架之间以及所述位移滑架支撑滑块和所述弹簧限位螺母之间均设有压缩弹簧；所述旁向测微仪沿平行于z轴的方向设置；所述导轨沿平行于x轴方向设置；所述测头运动端组件包括固定在所述位移滑架支撑滑块上的位移滑架、测端压片组件、两支轴向测微仪、滑块和螺纹测端组件；所述螺纹测端组件包括测端支架和全牙测端，所述全牙测端为其中心面与螺纹规中心轴线共面且其中心面两侧厚度相等的螺纹规纵向切片，所述全牙测端通过设置在其前后两侧的锥顶螺钉与所述的测端支架转动连接并作为最终的测量末端‑‑测头；两支所述轴向测微仪沿平行于z轴的方向设置并固定在所述位移滑架上，两支所述轴向测微仪的测头压在所述全牙测端的上端面上；所述测端压片组件包括固定在所述位移滑架上的测端压片，所述测端压片的上端与测端压片固定板的上部连接，所述测端压片的下端压在所述测端支架的后侧，所述测端压片固定板的下部设有测端压片调节螺钉，所述测端压片调节螺钉顶在所述测端压片上；所述滑块固定在所述位移滑架上，并与所述导轨配合；所述位移滑架通过分布在其上下两端面的两组片簧组件与所述测端支架连接；每组所述片簧组件均包括上下两个压板和一夹压在它们之间的弹簧片，露在所述压板外的所述弹簧片的一个端部与所述位移滑架固接，露在所述压板外的所述弹簧片的另一端部与所述测端支架固接，两个所述片簧组件、所述位移滑架和所述测端支架形成弹性连接的平行四杆机构；使用标准圆柱作为标准件来标定所述测头机构中的旁向测微仪零位、两支轴向测微仪零位、x向滑块和z向滑块的零位；并据此得到全牙测端回转中心在x、z向的位移的参考零位值，以及所述全牙测端在所述数控转台各个转角上的倾角参考零位值；标定时，将所述标准圆柱放置在所述数控转台中央处并固定,使所述全牙测端与所述标准圆柱紧靠时，数控转台回转一圈，得到所述两支轴向测微仪在所述数控转台任意转角时对应的采集值和所述旁向测微仪采集值所述x向滑块的x向坐标和所述z向滑块的z向坐标Z₀；通过以下公式，可得到所述全牙测端在所述数控转台转角时对应的位置姿态参数：${\delta }_{x_{i_0}}={\delta }_{3_{i_0}}+X_{i_0},$${\delta }_{z_{i_0}}=\frac{({\delta }_{1_{i_0}}+{\delta }_{2_{i_0}})}{2}+Z_0,$${\theta }_{i_0}=\arctan \left(\frac{{\text{δ}}_{1_{i_0}}-{\delta }_{2_{i_0}}}{d}\right),$其中，分别表示标定时所述全牙测端回转中心在所述数控转台转角时对应的x向和z向坐标，表示标定时所述全牙测端回转中心在所述数控转台转角时对应的转角测量值；对x方向分析：其中，表示当所述数控转台转角为时，所述全牙测端回转中心的x向坐标取得的最大值，表示当所述数控转台转角为时，所述全牙测端回转中心的x向坐标取得的最小值，表示消除了标准圆柱的放置偏移误差后的全牙测端回转中心的x向位移值，并以此值作为x向位移零位；对z向分析：根据标定出的已知的两支轴向测微仪的值和z向滑块的零位值Z₀，使用以下公式即标定出所述全牙测端回转中心在数控转台转角上的z向位移参考零位值${\delta }_{z_{i_0}}=\frac{({\delta }_{1_{i_0}}+{\delta }_{2_{i_0}})}{2}+Z_0,$转角分析：根据标定出的在所述数控转台转角时两支轴向测微仪的值使用以下公式标定出所述全牙测端在所述数控转台转角上的倾角参考零位值${\theta }_{i_0}=\arctan \left(\frac{{\text{δ}}_{1_{i_0}}-{\delta }_{2_{i_0}}}{d}\right).$