[發明專利]一種基于特征線的弧面凸輪廓面誤差測量與評定方法

在審

• 申請號: 201911366932.7
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111283477A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 孫樹文;劉志峰;王建華;胡秋實
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B23Q17/20
• 分類號: B23Q17/20;G01B21/00;G01B11/26
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種基于特征線的弧面凸輪廓面誤差測量與評定方法，其特征在于：該方法的實現步驟如下，

S1、構建三坐標測量機搭配轉臺的四軸測量系統；

S2、規劃弧面凸輪廓面待測特征線；

S3、測量弧面凸輪廓面特征點；

S4、建立弧面凸輪廓面測量系統誤差模型；

S5、弧面凸輪廓面特征線誤差評定；

S6、弧面凸輪廓面誤差評定。

2.根據權利要求1所述的一種基于特征線的弧面凸輪廓面誤差測量與評定方法，其特征在于：采用三坐標測量機搭配轉臺構成新的測量系統，弧面凸輪廓面特征線的測量過程：1)轉臺旋轉使弧面凸輪在一定凸輪轉角下停止，凸輪轉角由圓光柵測量，數顯表顯示精確度數；2)測量機測頭在軸截面內測量弧面凸輪特征點；3)弧面凸輪廓面誤差分析處理軟件進行誤差評定。

3.根據權利要求1所述的一種基于特征線的弧面凸輪廓面誤差測量與評定方法，其特征在于：對測量特征線進行規劃，即根據凸輪轉角與轉盤轉角的關系，在Solidworks中進行弧面凸輪特征線的初步測量規劃；

弧面凸輪在運動過程中包括三個停歇段和三個分度段，停歇段凸輪轉角區間分別為[358°，2°]、[52°，122.5°]、[237.5°，308°]；分度段凸輪轉角區間分別為[2°，52°]、[122.5°，237.5°]、[308°，358°]；凸輪轉角區間為[52°，122.5°]、[237.5°，308°]時，凸輪轉角相差180°且凸輪所轉角度均為70.5°，在進行測量特征線規劃時，將兩個區間等分相等數量的特征線，兩個區間對應的特征線所對應的凸輪轉角相差180°；

在規劃測量特征線時，由于停歇段特征線始終為直線，針對特征線上少量特征點進行測量，每條特征線測量8個特征點；而弧面凸輪在分度段的特征線為空間曲線，為精確分析分度段的特征線，針對特征線上的特征點進行測量，每條特征線測量12個特征點。

4.根據權利要求1所述的一種基于特征線的弧面凸輪廓面誤差測量與評定方法，其特征在于：

由三坐標測量機和轉臺構成的弧面凸輪測量系統，用來完成弧面凸輪廓面的誤差檢測。

5.根據權利要求4所述的一種基于特征線的弧面凸輪廓面誤差測量與評定方法，其特征在于：將測量系統分為兩個分支，分別為測頭分支和工件分支：

測頭分支：三坐標測量機機座—三坐標測量機X軸—三坐標測量機Y軸—三坐標測量機Z軸—測頭旋轉軸；

工件分支：三坐標測量機—轉臺—弧面凸輪；

測量系統誤差包括三坐標測量機的誤差及轉臺的誤差，由于三坐標測量機的誤差檢測定期檢測并在其測量軟件系統中進行補償；根據多體理論，確定轉臺坐標系與凸輪坐標系之間的變換矩陣；

在求得在轉臺坐標系下，弧面凸輪上P點的位置矢量p_s：

式中x_s，y_s，z_s——表示弧面凸輪上P點在轉臺坐標系下的坐標；

p——表示弧面凸輪上P點在加工坐標系下的位置矢量；

t_SX——沿轉臺坐標系X軸方向的線位移矩陣；

t_SY——沿轉臺坐標系Y軸方向的線位移矩陣；

t_SZ——沿轉臺坐標系Z軸方向的線位移矩陣；

r_SX——繞轉臺坐標系X軸旋轉的角位移矩陣；

r_SY——繞轉臺坐標系Y軸旋轉的角位移矩陣；

r_SZ——繞轉臺坐標系Z軸旋轉的角位移矩陣；

至此，測量系統誤差模型建立完成。