非接触式缸盖平面度误差检测方法与测量系统研究

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（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＦｏｒｍｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，
ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＭａｃｈｉｎｅｙｒＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｅｎｇｉｎｅｃｙｌｉｎｄｅｒｈｅａｄｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｅｔｂｏＲｏｍｏｆｈｅｔｃｙｌｉｎｄｅｒｈｅａｄｓｕｒｆ－ａｃｅ＿ｆｌａｔｎｅｓｓｅｒｒｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆａｌａｓｅｒｎｏｎ．ｃｏｎｔａｃｔｃｙｌｉｎｄｅｒｈｅａｄｓｕｒｆａｃｅｌｆａｔｎｅｓｓｏｎ．１ｉｎｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．ａｍｅｔ．
第５２卷第２０期
２０１６年１０月
机
械
工
程
学
报
Ｖ０１．５２Ｎ０．２０Ｏｃｔ．
２Ｏ１６
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
ＤｏＩ：１Ｏ．３９０１，ＪＭＥ．２０１６．２Ｏ．００１
给出传感器误差标定回归方程，并应用该检测系统完成对不同型号的发动机缸盖检测。结果表明：该系统最大检测面积为４００ｍｍｘ２０００ｎｌｌｆｌ，测量范围为１６０￣４５０１Ｔｉｍ，测量精度为０．０３ｍｉｌｌ，而且结构简单，检测速度快，完全能够达到在线检测
ｈｏｄｏｆｌａｆｔｎｅｓｓｅｎｌ０ｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｄｉａｇｏｎａｌｌｉｎｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｈｅｔｉｆｅｌｄｌｆａｔｎｅｓｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎｄｅｍａｎｄｄｅｓｉｎｇｕｓｉｎｇｌａｓｅｒａｌ－ｌ／１ａｘｉｓａｎｄｃｙｌｉｎｄｅｒｈｅａｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌＵａｎｓ￣ｒｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｏｎｅｎｇｉｎｅｃｙｌｉｎｄｅｒｈｅａｄｓｕｒｆａｃｅｌｆａｔｎｅｓｓｅｒｒｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ；Ｔｈｒｏｕｇｈｈｅｔ
ｅｎｇｉｎｅｃｙｌｎｄｉｅｒｈｅａｄｓｕｒｆａｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｆｅａｔｕｒｅｐｏｉｎｔｆｏｒｕｃｏｍｅｒｓｄｉａｇｏｎａｌｍｉｄｌｉｎｅｂｕｉｌｄａｍａｈｅｔｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｅｎｇｉｎｅｃｙｌｎｄｉｅｒｈｅａｄｌｆａｔｎｅｓｓｔｅｓｔｉｎｇ，ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｈｅｔｍｅｔｈｏｄｏｆｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓｐｌａｎｅｉｓｉｄｅａｌｐｌａｎｅ，ｃａｌｃｕｌａｔｅｄｌｆａｔｎｅｓｓｅｒｒｏｒ；ｎＩｅｌａｓｅｒｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｅｎｓｏｒｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ，ｇｉｖｅｎｔｈｅｓｅｎｓｏｒｅｒｒｏｒｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｒｅｇｓｓｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｎｄａａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｎｄｉｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｅｎｇｉｎｅｃｙｌｉｎｄｅｒｈｅａｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ：Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓａｍａｘｉｍｕｍｄｅｔｅｃｔｉｏｎｒｅａａｏｆ４００ｍｍｘ２０００ｍｌｎ，ｔｈｅｍｅａｓｒｅｕｍｅｎｔｒｎｇａｅｏｆ１６０－４５０ｌｎｌＴｌ，ｔｈｅｍｅａｓｒｅｕｍｅｎｔａｃｃｒａｕｃｙｏｆ０．０３ｉ／ｌｌｎ，ｎｄａｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｓｐｅｅｄ，ｎｄａｉｓｏｌｆｌｙｃａｐａｂｌｅｏｆｒｅａｌｉｔｙｔｅｓｔｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．
ＦｌａｔｎｅｓｓＥｒｒｏｒｏｎＮｏｎ．ｃｏｎｔａｃｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎ
ＳＨＡＮＺｈｏｎｇｄｅＺＨＡＮＧＦｅｉＮＩＥＪｕｎｇａｎｇＲＥＮＹｏｎｇｘｉｎ
非接触式缸盖平面度误差检测方法与测量系统研究木
单忠德张飞聂军刚任永新
（机械科学研究总院先进成形技术与装备国家重点实验室北京１０００８３）
摘要：为解决发动机缸盖生产铸造过程中缸盖底面平整度误差检测问题，设计一种激光非接触式发动机缸盖底面平整度在线检测系统，提出一种基于对角中线的平面度误差检测算法。根据现场平面度检测需求，设计利用激光臂纵轴和缸盖横轴传送的交互运动的发动机缸盖表面平面度误差检测系统；通过发动机缸盖表面检测四个顶角特征点对角线中线建立发动机缸盖平面度检测的数学模型，利用回归方程确定最４＇－乘法平面为理想平面，求出平面度误差；并对激光位移传感器进行精度标定，
要求。
关键词：平面度；激光测距；非接触测量；误差评定
中图分类号ＴＧ１５６
ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍｏｆＨｅａｄ