用于十万空分的叶轮端齿精度三坐标检测方法及装置

摘要

本发明涉及精密测量领域，公开了用于十万空分的叶轮端齿精度三坐标检测方法及装置，通过固定待测叶轮；建立工件坐标系；利用三坐标测量机，将测量坐标系自动调整到与工件坐标系重合，测量所述待测叶轮的齿距累积公差。本发明提高了叶轮端齿的检测精度，简单、有效、成本低。

说明书

技术领域

本发明涉及精密测量领域，尤其涉及用于十万空分的叶轮端齿精度三坐标检测方 法及装置。

背景技术

随着大型空分压缩机向5万至10万流量机组的研发和制造，压缩机的设计结构也 发生了很大变化，结构紧凑、安装调试方便、加工效率高的各种技术和工艺被广泛使用，大 扭矩叶轮输出的端齿等复杂零件也被广泛采用。由于端齿具有其独特的加工和安装特点， 目前国外大型压缩机广泛采用这种结构。现有技术中对十万空分压缩机端齿叶轮精度检测 的精度还不够高，尚缺乏专门的端齿检测技术。

发明内容

本发明提供用于十万空分的叶轮端齿精度三坐标检测方法及装置，解决现有技术 中缺乏专门的端齿检测技术，精度不够高的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种叶轮端齿精度三坐标检测方法，包括：

固定待测叶轮；

建立工件坐标系；

利用三坐标测量机，将测量坐标系自动调整到与工件坐标系重合，测量所述待测 叶轮的齿距累积公差。

一种叶轮端齿精度三坐标检测装置，包括：

测量夹具，用于固定待测叶轮；

第一坐标构建模块，用于根据测量夹具上的点位，构造工件坐标系；

测量模块，用于将测量坐标系自动调整到与工件坐标系重合，测量所述待测叶轮 的齿距累积公差。

本发明提供用于十万空分的叶轮端齿精度三坐标检测方法及装置，通过固定待测 叶轮；建立工件坐标系；利用三坐标测量机，将测量坐标系自动调整到与工件坐标系重合， 测量所述待测叶轮的齿距累积公差。本发明提高了叶轮端齿的检测精度，简单、有效、成本 低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可根据这些附图获 得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种叶轮端齿精度三坐标检测方法的流程图；

图2为本发明实施例的一种叶轮端齿的剖面及测量指标的示意图；

图3为本发明实施例的一种叶轮端齿精度三坐标检测装置的结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，为一种叶轮端齿精度三坐标检测方法，包括：

步骤101、固定待测叶轮；

其中，需要将待测叶轮安装到测量夹具上，测量夹具用于固定待测叶轮。

步骤102、建立工件坐标系；

其中，步骤102具体可以包括：

在三坐标测量机的工作平台上测量夹具的四周测量4个点构造一平面，作为待测 叶轮的工件坐标系的Z轴方向，在测量夹具的基准面测量3个点构造一条线，作为工件坐标 系的Y轴方向，在测量夹具的测球上测量5个点构造一个球，作为工件坐标系的零点。

步骤103、利用三坐标测量机，将测量坐标系自动调整到与工件坐标系重合，测量 所述待测叶轮的齿距累积公差。

其中，步骤103有两种方法，分别为：

第一种：

根据所述待测叶轮设计给出的测量坐标系的零点及方向，分别将初始坐标系旋 转、平移，将测量坐标系自动调整到与工件坐标系重合；

以线阵列程序分别在端齿的同侧相邻齿面，采用各个端齿的齿向线的交点进行拟 合计算，以构造出几何形状；

测量所述几何形状的中心与工件坐标系中心的偏移量，所述偏移量即为端齿距累 积公差。

第二种：

根据端齿齿数把同一齿面的夹角度数作为转台分度单位，在端齿圆周等半径处选 取与节平面的槽宽度接近的测球，对端齿齿槽逐个进行检测，以测量所述待测叶轮的齿距 累积公差。

本发明实施例中采用三坐标不确定度因素对叶轮端齿测量的测量误差可忽略不 计，因此采用三坐标方法进行叶轮端齿测量，如果测量n次，可得相应的测量值，得其算数平 均值：

$\bar{x}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{x}_i$

其中，相应的残余误差为用贝塞尔公式求实验标准差为测量列的平均值的A类标准不确定度为合成标准不确定度和扩 展不确定度为包含因子为k＝2的扩展 不确定度为U＝k×u_c，系统误差为尺寸测量示值结果的扩展不确定度为 探测误差测量结果的不确定度取决于检测球证书给出形状误差 值及其不确定度。证书给出的检测球形状误差的数据为F＝0.1，测量不确定度为，包含因子 k＝2，则形状误差值的标准不确定度为探测误差测量结果的标 准不确定度为取包含因子k＝2，则探测 误差的扩展不确定度U(P)＝2u(P)＝2×0.05＝0.1μm，可见三座标测量机不确定度因素对 测量叶轮端齿造成的误差可忽略不计。

本发明提供用于十万空分的叶轮端齿精度三坐标检测方法及装置，本发明实施例 中由于三坐标测量机不确定度因素对测量叶轮端齿造成的误差可忽略不计，提供了一种新 的叶轮端齿精度检测的方法。通过固定待测叶轮；建立工件坐标系；利用三坐标测量机，将 测量坐标系自动调整到与工件坐标系重合，测量所述待测叶轮的齿距累积公差。本发明提 高了叶轮端齿的检测精度，简单、有效、成本低。

本发明还提供了一种叶轮端齿精度三坐标检测装置，如图3所示，包括：

第一坐标构建模块310，用于根据测量夹具上的点位，构造工件坐标系；

测量模块320，用于将测量坐标系自动调整到与工件坐标系重合，测量所述待测叶 轮的齿距累积公差。

其中，所述第一坐标构建模块310，具体用于根据测量夹具上测量的4个点构造一 平面，作为待测叶轮的工件坐标系的Z轴方向，根据测量夹具上基准面测量的3个点构造一 条线，作为工件坐标系的Y轴方向，根据测量夹具上的测球上测量的5个点构造一个球，作为 工件坐标系的零点。

所述测量模块320包括：

坐标调整单元321，用于根据所述待测叶轮设计给出的测量坐标系的零点及方向， 分别将初始坐标系旋转、平移，将测量坐标系自动调整到与工件坐标系重合；

计算单元322，用于以线阵列程序分别在端齿的同侧相邻齿面，采用各个端齿的齿 向线的交点进行拟合计算，以构造出几何形状；

测量单元323，用于测量所述几何形状的中心与工件坐标系中心的偏移量，所述偏 移量即为端齿距累积公差。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方 式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对 于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变 之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。