[發明專利]一種半球諧振子內外球面同心度和厚度均勻性的在位測量方法

在審

• 申請號: 202211234711.6
• 申請日: 2022-10-10
• 公開（公告）號: CN115540735A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 關朝亮;王瑜;戴一帆;陳善勇;許漢威
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06;G01B7/312;G01B7/004;G01B7/28
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 劉暢舟

1.一種半球諧振子內外球面同心度和厚度均勻性的在位測量方法，其特征在于，應用于在位測量系統，所述在位測量系統包括機床(1)，所述機床(1)的第一主軸(11)沿機床坐標系的X軸直線運動，且沿機床坐標系的C軸轉動，所述機床(1)的第二主軸(12)沿機床坐標系的Z軸運動，且沿機床坐標系的B軸轉動，所述第一主軸(11)的C軸上安裝有待測半球諧振子和/或標準球，所述第二主軸(12)的B軸上安裝有電感杠桿測頭和砂輪，所述方法包括以下步驟：

S1)控制第二主軸(12)將電感杠桿測頭分別調整至第一姿態和第二姿態，并用第一姿態和第二姿態的電感杠桿測頭分別測量標準球的球心坐標，根據測量結果計算第一姿態坐標系和第二姿態坐標系的坐標差ΔC；

S2)將待測半球諧振子加工完成后，用第一姿態的電感杠桿測頭測量待測半球諧振子外球面目標點坐標，用第二姿態的電感杠桿測頭測量待測半球諧振子內球面目標點坐標后根據坐標差ΔC轉換至第一姿態坐標系下，根據第一坐標系下外球面目標點坐標和內球面目標點坐標計算得到待測半球諧振子同心度；

S3)用第一姿態的電感杠桿測頭測量待測半球諧振子外球面輪廓，用第二姿態的電感杠桿測頭測量待測半球諧振子內球面輪廓后根據坐標差ΔC轉換至第一姿態坐標系下，將第一坐標系下外球面輪廓和內球面輪廓做差得到待測半球諧振子厚度分布。

2.根據權利要求1所述的半球諧振子內外球面同心度和厚度均勻性的在位測量方法，其特征在于，步驟S1)包括以下步驟：

S11)控制第二主軸(12)的B軸轉動，使得電感杠桿測頭到達第一姿態，控制第一主軸(11)的C軸轉動使得標準球的目標經線到達預設位置，控制第一主軸(11)沿機床坐標系X軸移動，并控制第二主軸(12)沿機床坐標系Z軸移動，當第一姿態的電感杠桿測頭接觸目標經線上的目標點時，得到對應的XZC軸位移作為目標點的第一坐標，并根據第一坐標的集合計算第一姿態坐標系下標準球的球心坐標(x_cs1，z_cs1)；

S12)控制第二主軸(12)的B軸轉動，使得電感杠桿測頭到達第二姿態，控制第一主軸(11)的C軸轉動使得標準球的目標經線到達預設位置，控制第一主軸(11)沿機床坐標系X軸移動，并控制第二主軸(12)沿機床坐標系Z軸移動，當第二姿態的電感杠桿測頭接觸目標經線上的目標點時，得到對應的XZC軸位移作為目標點的第二坐標，并根據第二坐標的集合計算第二姿態坐標系下標準球的球心坐標(x_cs2，z_cs2)；

S13)計算第一姿態坐標系下標準球的球心坐標(x_cs1，z_cs1)與第二姿態坐標系下標準球的球心坐標(x_cs2，z_cs2)的坐標差，作為第一姿態坐標系和第二姿態坐標系的坐標差ΔC。

3.根據權利要求2所述的半球諧振子內外球面同心度和厚度均勻性的在位測量方法，其特征在于，步驟S11)和步驟S12)包括根據坐標的集合計算標準球的球心坐標的步驟，具體包括：計算標準球相對于C軸旋轉中心線的偏心誤差，根據所述偏心誤差調整坐標的集合中每個坐標，對所有調整后的坐標用最小二乘法擬合出對應坐標系中標準球的球心坐標。

4.根據權利要求1所述的半球諧振子內外球面同心度和厚度均勻性的在位測量方法，其特征在于，步驟S2)包括根據坐標差ΔC轉換坐標系的步驟，具體包括：將第二姿態坐標系下的坐標Q_j,2(x_j,2，z_j,2)減去坐標差ΔC，得到對應的第一姿態坐標系下的坐標Q_j,1(x_j,1，z_j,1)。