[發(fā)明專利]對徑及平行多位測量軋輥圓度誤差和機床主軸運動誤差的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710040589.8
• 申請日: 2007-05-14
• 公開（公告）號: CN101055165A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉麗蘭;俞濤;姚俊;陳銳;閆利文;丁曉燕;張曙偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué);上海機床廠有限公司
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30;G01B7/28;G01B7/312
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所
• 代理人: 何文欣

1.一種對徑及平行多位測量軋輥圓度誤差和機床主軸運動誤差的方法，其特征在于在被測軋輥(13)測量截面的外圍，對徑設(shè)置兩個位移傳感器(1、2)，其中第一位移傳感器(1)作為基準(zhǔn)位置傳感器，而第二位移傳感器(2)與一個與其平行設(shè)置的第三位移傳感器(3)作為測量傳感器，經(jīng)過軋輥(13)多次轉(zhuǎn)位在不同測量位置與軋輥(13)表面圓作相對運動，獲取軋輥(13)被測截面表面的冗余信息，建立相應(yīng)的多位圓度誤差分離方程，并將采集到冗余信息中的時域信號變換到頻域進行分析，在線將作偏心旋轉(zhuǎn)運動軋輥的圓度誤差和主軸的運動誤差進行分離，實現(xiàn)對軋輥圓度和機床主軸運動誤差的測量與分離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對徑及平行多位測量軋輥圓度誤差和機床主軸運動誤差的方法，其特征在于具體操作步驟如下：

(1)校正對徑設(shè)置的第一位移傳感器(1)和第二位移傳感器(2)處于x軸方向，而第三位移傳感器(3)與x軸夾角為

(2)首次測量由三個位移傳感器(1、2、3)測量三點1A，1B和1C，記錄1A點位置及所測數(shù)據(jù)，1A點作為基準(zhǔn)位置點；第二次測量軋輥逆時針旋轉(zhuǎn)度，由第二位移傳感器(2)和第三位移傳感器(3)測量二點2B和2C，1C轉(zhuǎn)至基準(zhǔn)點1A所在位置，記為2A/1C，并作為新的基準(zhǔn)點；第三次測量至第K次均同第二次測量過程，采用對稱式采樣，要求滿足理論上第K次第三位移傳感器(3)測量位置與第1次第二位移傳感器(2)所測位置重合，在誤差范圍內(nèi)可以進行重復(fù)測量；

(3)經(jīng)過步驟(2)中的測量過程，實現(xiàn)多位測量：

設(shè)N為測量位移傳感器每周采樣點數(shù)，x_i(n)為第i次測量，測量過程中對應(yīng)點為iA(i＝2，3，…，K-1)時對應(yīng)運動誤差在x和y軸上均有分量，r(n)為被測量軋輥的圓度誤差，并設(shè)δ(n)為主軸運動誤差，設(shè)軋輥旋轉(zhuǎn)K次，取值經(jīng)過三位及K次測量得到下列方程：

y＝Ae???????????????????????????????????(1)，式中：：

y—K次測量得到的位移傳感器輸出y_i(n)構(gòu)成的K階列向量；

e—被測軋輥經(jīng)過K次轉(zhuǎn)位后得到K個重構(gòu)的圓度誤差和主軸運動誤差構(gòu)成的K+1階列向量；

M—K+1列測量輸出系數(shù)矩陣。

y＝(y₁(n)，y₂(n)…，y_N(n))^T??????????(2)

e=(r(n),r(n+NK),···,r(n+K-1KN),δ(n))T---(3)]]>

(4)根據(jù)測量機構(gòu)設(shè)置設(shè)有權(quán)值系數(shù)向量：

C=(c1,c2,c3···,cK-1,cK,···,cK-1,cK)]]>

=(1,-1N-1,-K2N-K,···,-1N-1,-1N-1,···,1)---(4)]]>

其中含有運動誤差x分量的系數(shù)個數(shù)為N個，含有y分量的系數(shù)個數(shù)為2N/K個；

(5)將C左乘矩陣方程(2)即為：Cy=Σi=0kciyk(n)=Me+Hδ]]>

其中Hδ=δ(n)Σk=05ck=0]]>實現(xiàn)了首次分離，先分離了主軸運動誤差δ(n)而得到只含有軋輥圓度誤差的表達式：

yn(n)=Σi=1Nciyi(n)=Me---(5)]]>

(6)對上面(5)式進行離散Fourier變換(DFT)，同時應(yīng)用DFT的“時延-相移”性質(zhì)可解出被測量軋輥的圓度誤差的頻域表達式：

R(l)＝Y(jié)_n(l)/G(l)

G(l)=CΩ=Σi=0N-1ci+1ei×j2πl/K=c1e0+c1ej2πl/K+···+c1ej2πl(N-1)/K]]>

Ω＝(e⁰，e^{j2πl(wèi)/K}，e^{j2×2πl(wèi)/K}，…，e^{j2×4πl(wèi)/K}，e^{j2×(N-1)πl(wèi)/K})；

(7)最后求解出圓度誤差序列和機床主軸旋轉(zhuǎn)誤差序列：

r(n)=DFT-1[Yn(l)G(l)](n=0,1,2.....N-1)]]>

式中代表對進行反傅立葉變換；

(8)然后把(7)中求解出的圓度誤差序列r(n)代入式：δ(n)＝y(tǒng)₀(n)-r(n)即得到主軸運動誤差。