1.一种负曲率直纹曲面表面粗糙度测量装置,其特征在于包括:
安装部件(1),用于安装各单元,包括基座(11)以及位于基座(11)上方的横梁(12);
平动单元(2),用于实现测量单元(4)相对于工作平台(5)的三轴向位移,包括沿X轴方向安装在基座(11)上的X向滑台(21),沿Y轴方向安装在横梁(12)上的Y向滑台(22),沿Z轴方向安装在Y向滑台(22)的移动端上的Z向滑台(23);
工作平台(5),用于放置待测工件,安装在X向滑台(21)的移动端上;
转动单元(3),用于实现测量单元(4)的姿态的调整,安装在Z向滑台(23)的移动端上,测量单元(4)安装在转动单元(3)的转动端上。
2.根据权利要求1所述的负曲率直纹曲面表面粗糙度测量装置,其特征在于:所述转动单元(3)包括A轴电机(31)、B轴电机(33)和C轴电机(35),C轴电机(35)沿Z轴方向安装在Z向滑台(23)的移动端上,B轴电机(33)安装在C轴电机(35)的转动端上,B轴电机(33)轴线与C轴电机(35)轴线正交;A轴电机(31)安装在B轴电机(33)的转动端上,A轴电机(31)轴线与B轴电机(33)轴线正交。
3.根据权利要求2所述的负曲率直纹曲面表面粗糙度测量装置,其特征在于:所述A轴电机(31)、B轴电机(33)和C轴电机(35)的轴线交于一点。
4.根据权利要求2所述的负曲率直纹曲面表面粗糙度测量装置,其特征在于:所述A轴电机(31)通过A轴电机安装座(32)安装在B轴电机(33)的转动端上,B轴电机(33)通过B轴电机安装座(34)安装在C轴电机(35)的转动端上,C轴电机(35)通过C轴电机安装座(36)安装在Z向滑台(23)的移动端上。
5.根据权利要求2所述的负曲率直纹曲面表面粗糙度测量装置,其特征在于:所述测量单元(4)包括粗糙度测头(41)以及用于固定粗糙度测头(41)的夹头(42),夹头(42)安装在A轴电机(31)的转动端上,粗糙度测头(41)的探针(411)位于A轴电机(31)的轴线上。
6.根据权利要求5所述的负曲率直纹曲面表面粗糙度测量装置,其特征在于:所述粗糙度测头(41)为触针式,探针(411)扫描方式为横向移动式。
7.一种负曲率直纹曲面表面粗糙度测量方法,采用权利要求1-6任一所述的测量装置,其特征在于包括如下步骤:S1、将待测工件装夹在工作平台上,并确定机床原点和工件原点,将工件原点设定为基准坐标系原点;
S2、给定粗糙度测头的探针沿待测点法向方向移动的搜索距离L,以确定定位点;
S3、给定粗糙度测头向定位点移动的定位速度V1,以及从定位点向待测点移动的测量速度V2;
S4、使定粗糙度测头首先以给定的定位速度V1从基准坐标系原点移动至定位点,且到达的姿态为:探针的法线方向为待测点的法向方向、探针的扫描方向为沿直纹曲面基线方向的切向方向;然后以测量速度V2从定位点沿待测点的法向方向移动,直至到达待测点;
S5、启动粗糙度测头,探针开始横向扫描,存储该点粗糙度测量数据,打印测量结果报表。
8.根据权利要求7所述的负曲率直纹曲面表面粗糙度测量方法,其特征在于:所述直纹曲面基线方向的切向量垂直于刀具的加工纹理方向。