[發明專利]一種橋殼圓度圓柱度檢測裝置工件軸線定位誤差補償方法

有效

• 申請號: 201810230058.3
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108253906B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 張鵬;周廣成;單東日;閆鵬
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 37272 濟南龍瑞知識產權代理有限公司
• 代理人: 張俊濤<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種橋殼圓度圓柱度檢測裝置工件軸線定位誤差補償方法，其特征在于，包括步驟：

一)橋殼軸線定位偏心誤差補償

1)建立橋殼定位模型；

以激光位移傳感器為基準建立空間參考坐標系，激光位移傳感器回轉平面建立XOY坐標平面，回轉中心為原點O，所述XOY坐標平面上的點縱坐標為0；以激光位移傳感器回轉中心進給方向作為Z軸正方向，進行數學建模；所建立的橋殼定位模型上分別設置第1截面、第2截面、第3截面；其中，第1截面圓心O₁的坐標為(x₁，y₁，0)，第2截面圓心標O₂的坐標為(x₂，y₂，z₂)，第3截面圓心標O₃的坐標為(x₃，y₃，z₃)；

2)對橋殼定位模型第1截面進行軸線偏心補償；

根據公式(1)利用最小二乘法擬合求解第2截面圓心O₂坐標及第3截面圓心O₃坐標；根據公式(2)得到具有偏心形態的第1截面圓心O₁坐標；

公式(1)中，R_ij為激光位移傳感器輸出的截面輪廓測量數據,i＝2，3，i為被測截面序號；j＝1，2，3，...，N，j為測量點序列，N為每截面檢測點個數；

3)以O為基準對O₁所在的圓輪廓進行空間平移，進行軸線偏心補償，得偏心矯正后的截面S₁；

激光位移傳感器圍繞第1截面周向回轉一周，采集若干個點坐標數據組成具有偏心特征的截面輪廓矩陣R_1j，將R_1j轉換至直角坐標系下得到矩陣S；

通過公式(2)構建空間平移矩陣T₁；

圓心O₁移動至坐標原點O，得到偏心矯正后的S₁截面輪廓矩陣，從而修正因安裝偏心產生的誤差；

S₁＝T₁×S (5)

二)橋殼定位模型軸線定位傾斜誤差補償

a)經過步驟2)偏心補償后，第1截面的圓心O₁落于Z軸上，軸線L與Z軸相交于圓心O₁，軸線L在XOY平面的投影為OB；

計算軸線L在XOY平面上的投影線OB與X軸之間夾角θ值；將S₁截面與軸線L繞Z軸旋轉θ角，使軸線L在XOY平面上的投影線OB與X軸重合；S₁截面經過旋轉后得到S₂截面；

b)經過步驟a)旋轉后，S₂截面與Z軸空間夾角始終為α；軸線L與S₂截面繞Y軸旋轉α，使軸線L與Z軸重合，得到S₃截面，消除橋殼軸線定位傾斜誤差；

c)S₃截面輪廓在周向XOY平面上與截面S相差θ角；將S₃截面與軸線L繞Z軸回轉-θ，得到截面S₄；

d)對截面S₄進行誤差評定，得到剔除工件軸線定位偏心傾斜誤差的真實圓度誤差。

2.如權利要求1所述橋殼圓度圓柱度檢測裝置工件軸線定位誤差補償方法，其特征在于：每截面均布采集64個檢測點，即，公式(1)中，N值為64。

3.如權利要求1所述橋殼圓度圓柱度檢測裝置工件軸線定位誤差補償方法，其特征在于，步驟a)中，夾角θ的計算方法為：與軸線L相交的Z軸的平行線Z’作為輔助線，Z’與軸線L的交點為A，軸線L與X軸夾角為θ₁，軸線L與XOY平面間夾角為θ₂，求出軸線L的方向向量，得cosθ₁、cosθ₂值，軸線L在XOY平面投影線OB與X軸夾角滿足公式(6)，通過公式(6)計算θ值；