[發(fā)明專利]一種滾動直線導(dǎo)軌副導(dǎo)軌滾道中徑的檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010696006.2
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN112504146B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐屹;李澤宇;馮虎田
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G01B11/08
• 分類號: G01B11/08
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 汪清

1.一種滾動直線導(dǎo)軌副導(dǎo)軌滾道中徑的檢測方法，基于掃描待測導(dǎo)軌左右滾道及側(cè)面基準的兩個傳感器，采集待測導(dǎo)軌底面基準的數(shù)據(jù)的兩個位移傳感器，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、對四個傳感器初始位置進行標定；

步驟2、構(gòu)建坐標系包括構(gòu)建標準塊的固定空間直角坐標系、測量導(dǎo)軌待測截面的空間直角坐標系、四個傳感器空間直角坐標系；

步驟3、確定導(dǎo)軌底面基準和側(cè)面基準的平面度：兩個傳感器對待測導(dǎo)軌底面輪廓進行掃描，另外兩個傳感器對待測導(dǎo)軌側(cè)面基準進行掃描，將傳感器得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為在標準塊固定空間直角坐標系的坐標值，進行平面的最小二乘擬合，得到待測導(dǎo)軌底面基準和側(cè)面基準的平面度；

步驟4、計算單一截面滾道中心點坐標：兩個傳感器在豎直方向?qū)Υ郎y導(dǎo)軌滾道截面進行掃描，得到在直角坐標系下測量點的坐標；將左滾道的坐標和右滾道的坐標分別轉(zhuǎn)化為待測截面直角坐標系下的坐標，將兩組坐標分別用圓的最小二乘進行擬合，得到待測截面直角坐標系下左滾道的中心點的坐標和右滾道中心點的坐標；具體包括以下步驟：

步驟4.1、掃描待測導(dǎo)軌的待測截面滾道輪廓，得到若干左滾道的在待測截面的測量點坐標；

步驟4.2、將傳感器坐標系下的測量數(shù)據(jù)點坐標轉(zhuǎn)換為待測截面直角坐標系下的相對坐標；

步驟4.3、構(gòu)建圓的最小二乘擬合方程：

其中A,B,C,D為擬合圓的參數(shù)，A＝-2x_11roll,B＝-2y_11roll,C＝-2z_11roll，

D＝x_11roll²+y_11roll²+z_11roll²-r²，(x_11roll，y_11roll，z_11roll)為待測截面滾道的圓心坐標，為第一激光位移傳感器7對左滾道第i個點在待測截面直角坐標系下的輪廓數(shù)據(jù)；n為待測截面采集的點的數(shù)量；

步驟4.4、根據(jù)目標方程，要求解擬合方程的最小值，對式(10)中的每項未知參數(shù)A,B,C,D求偏導(dǎo)；

步驟4.5、根據(jù)空間圓方程的一般形式，得到左滾道在待測截面直角坐標系下的滾道中心坐標；

步驟4.6、經(jīng)過步驟4.1-步驟4.5，進行坐標變換和滾道的擬合，求得右滾道在待測截面直角坐標系下的滾道中心坐標；

步驟5、擬合滾道中心軸線的方向向量：移動掃描待測導(dǎo)軌的不同截面，計算不同截面下左滾道和右滾道的中心坐標，將中心坐標轉(zhuǎn)化為標準塊固定直角坐標系下的坐標，對空間點進行最小二乘直線擬合，得到左滾道、右滾道的中心軸線的方向向量；

步驟6、對稱兩滾道中心軸線距離求解：根據(jù)步驟5得到左滾道、右滾道擬合的方向向量，由空間直線的距離公式，解出待測導(dǎo)軌左滾道的中心軸線與右滾道的中心軸線的距離，即完成對滾動直線導(dǎo)軌副導(dǎo)軌滾道中徑的測量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動直線導(dǎo)軌副導(dǎo)軌滾道中徑的檢測方法，其特征在于，步驟3待測導(dǎo)軌底面基準最小二乘擬合的平面度結(jié)果t₁為：

其中A₁,B₁,C₁為待求擬合平面的系數(shù)；(x_0i,y_0i.z_0i)為第i個掃描點(x₀,y₀,z₀)對應(yīng)的空間點坐標；

待測導(dǎo)軌側(cè)面基準最小二乘擬合的平面度t₂為：

其中A₂,B₂,C₂為側(cè)面擬合方程的待求系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動直線導(dǎo)軌副導(dǎo)軌滾道中徑的檢測方法，其特征在于，步驟4左滾道在待測截面直角坐標系下的滾道中心坐標可以表示為：

其中A＝-2x_11roll,B＝-2y_11roll,C＝-2z_11roll。