CN102513410A - 校直机长轴工件径向跳动量测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种校直机长轴工件径向跳动量测量装置，属于校直机制造领域。工作平台上有左顶尖和右顶尖，工作平台与工作台座滑动连接，电机与左顶尖转动连接，光电编码器与右顶尖固定连接，挺杆式位移测量装置一、挺杆式位移测量装置二、挺杆式位移测量装置三分别与工作台座固定连接。优点在于可实现对校直机上的长轴工件整体和局部径向跳动量的全自动测量计算，在降低成本的同时，实现了长轴工件全长和局部的径向跳动量测量。方法简单通用。

Description

校直机长轴工件径向跳动量测量方法及装置

技术领域

本发明属于校直机领域，针对长轴工件径向跳动量测量技术，主要提出一种测量方法，应用于工厂校直机的长轴工件整体和局部热处理后径向跳动量测量。

背景技术

目前，国内校直机校直长轴工件时， 3米以上的长轴工件径向跳动量测量主要采用手工打百分表，操作者根据百分表的不同测量点的显示，凭经验观测出高点，然后在压力机上对高点进行校直。由于工件比较长，在工件上会出现多处弯曲，而且弯曲程度，方向都不相同，所以这种方法对操作者要求极高，而且测量精度很低，而且经常出现当前点校直了，而其他点又出问题超差的情况。校直一个工件耗时非常长。

发明内容

本发明提供一种校直机长轴工件径向跳动量测量方法及装置，以解决手工校直测量精度低，测量速度慢，需要测量者拥有大量实践经验的弊端。 

本发明采用的技术方案是：工作平台上有左顶尖和右顶尖，工作平台与工作台座滑动连接，电机与左顶尖转动连接，光电编码器与右顶尖固定连接，挺杆式位移测量装置一、挺杆式位移测量装置二、挺杆式位移测量装置三分别与工作台座固定连接。

本发明的测量方法，是将校直机上工件在各个部分的测量数据分几次测出，每次测量3组工件旋转一周的数据， 最后形成工件所有测量点的数据。然后再对采集的数据进行相对测量方法的计算和快速傅立叶变换处理，最后形成需要的结果，包括下列步骤：

（一）、将长轴工件用工作平台上的左顶尖和右顶尖夹持住；

（二）、移动校直机工作平台到最右侧，长轴工件也随之移动到最右侧；用左顶尖旋转长轴工件一周，用长轴工件下面的挺杆式位移测量装置一、挺杆式位移测量装置二、挺杆式位移测量装置三记录该工件三个点的一周数据；

（三）、向左侧移动校直机的工作平台，再用左顶尖旋转长轴工件一周，用长轴工件下面的挺杆式位移测量装置一、挺杆式位移测量装置二、挺杆式位移测量装置三记录该工件本次三个点的一周数据；

（四）、继续上述个过程，直到校直机上长轴工件移动到最左侧位置，从而将该工件的所有测量点的数据全部测量出来；

（五）、将这些数据进行相对测量算法的二次处理，具体方法如下：

a.求出某一个挺杆式位移测量装置中的传感器相对于两侧挺杆式位移测量装置中传感器的相对变化量，原始位置在A、B、C，新位置在a、b、c，从下面公式可以计算出b点相对a点和c点的变化：

        Y=Xb -（Xa+L1×（Xc-Xa）/（L1+L2））

其中：Y是b点的绝对变形，Xa是a点到A点距离，Xb是b点到B点距离，Xc是c点到C点距离，L1是A到B距离，L2是B到C的距离；

b.选定当前测量点是b，两侧测量点分别是a和c，根据相对测量法公式，对这3个点的一周数据分别进行计算，形成新的一组数据；通过这种方法，测量出长轴工件相对于最两端参考点的径向跳动量和测定长轴工件局部径向跳动量；

c.不断的重复b步骤，直到形成多组长轴工件整体和局部的相对测量数据；

（六）对步骤（五）的求出的多组新相对测量数据进行分析，以便求出多组曲线的最高点和最高点对应的角度，为了消除椭圆误差、毛刺误差带来的影响，采用快速傅立叶变换对数据进行处理，取出1Hz的正弦线的幅值和最高点角度，这样，就实现了对校直工件的所有数据的分析过程。

本发明的优点在于可实现对校直机上的长轴工件整体和局部径向跳动量的全自动测量计算，挺杆式位移测量装置只采用3个，方法通用，非常适合计算机进行相应数据的处理。通过控制校直机工作平台移动和左顶尖的旋转，可以实现长轴工件的测量，而挺杆式位移测量装置的数量仅有3个，在降低成本的同时，实现了长轴工件全长和局部的径向跳动量测量，方法简单通用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，是挺杆式位移测量装置靠近工件最左侧时的状态图；

图2 是工作平台向左移动一次的状态图；

图3是工件位置变化示意图；

图4是快速傅立叶变换对误差分解图。

具体实施方式

工作平台6上有左顶尖2和右顶尖8，工作平台6与工作台座7滑动连接，电机1与左顶尖2转动连接，光电编码器9与右顶尖8固定连接，挺杆式位移测量装置一3、挺杆式位移测量装置二4、挺杆式位移测量装置三5分别与工作台座7固定连接。

图1是校直机的长轴工件测量的示意图，两个顶尖可以夹持长轴工件10，工作平台6可以向左或向右带动长轴工件7移动，实现长轴工件不同测量点的测量，电机1驱动左顶尖2实现长轴工件7旋转，右顶尖8随动，带动光电编码器9旋转。

本发明是这样工作的：

（一）、将长轴工件10用工作平台6上的左顶尖2和右顶尖8夹持住；

（二）、移动校直机工作平台6到最右侧，长轴工件10也随之移动到最右侧；用左顶尖2旋转长轴工件10一周，用长轴工件10下面的挺杆式位移测量装置一3、挺杆式位移测量装置二4、挺杆式位移测量装置三5记录该工件三个点的一周数据；

（三）、向左侧移动校直机的工作平台6，再用左顶尖2旋转长轴工件10一周，用长轴工件10下面的挺杆式位移测量装置一3、挺杆式位移测量装置二4、挺杆式位移测量装置三5记录该工件本次三个点的一周数据，参见图2；

（四）、继续上述个过程，直到校直机上长轴工件10移动到最左侧位置，从而将该工件的所有测量点的数据全部测量出来；

（五）、将这些数据进行相对测量算法的二次处理，具体方法如下：

a.求出某一个挺杆式位移测量装置中的传感器相对于两侧挺杆式位移测量装置中传感器的相对变化量，参见图3，原始位置在A、B、C，新位置在a、b、c，从下面公式可以计算出b点相对a点和c点的变化：

        Y=Xb -（Xa+L1×（Xc-Xa）/（L1+L2））

其中：Y是b点的绝对变形，Xa是a点到A点距离，Xb是b点到B点距离，Xc是c点到C点距离，L1是A到B距离，L2是B到C的距离；

b.选定当前测量点是b，两侧测量点分别是a和c，根据相对测量法公式，对这3个点的一周数据分别进行计算，形成新的一组数据；通过这种方法，测量出长轴工件10相对于最两端参考点的径向跳动量和测定长轴工件10局部径向跳动量；

c.不断的重复b步骤，直到形成多组长轴工件10整体和局部的相对测量数据；

（六）对步骤（五）的求出的多组新相对测量数据进行分析，以便求出多组曲线的最高点和最高点对应的角度，为了消除椭圆误差、毛刺误差带来的影响，采用快速傅立叶变换对数据进行处理，取出1Hz的正弦线的幅值和最高点角度，这样，就实现了对校直工件的所有数据的分析过程，快速傅立叶变换可以形成2Hz，3Hz等整倍率的信号的幅值和最大幅值点角度，工件上如果有椭圆和毛刺，都属于2Hz以上的信号，我们如果只提取1Hz信号的数据，就可以消除椭圆误差和工件表面毛刺误差，参见图4。

Claims (2)

1.一种校直机长轴工件径向跳动量测量装置，其特征在于：工作平台上有左顶尖和右顶尖，工作平台与工作台座滑动连接，电机与左顶尖转动连接，光电编码器与右顶尖固定连接，挺杆式位移测量装置一、挺杆式位移测量装置二、挺杆式位移测量装置三分别与工作台座固定连接。

2.一种校直机长轴工件径向跳动量测量方法，其特征在于包括下列步骤：

（一）、将长轴工件用工作平台上的左顶尖和右顶尖夹持住；

（二）、移动校直机工作平台到最右侧，长轴工件也随之移动到最右侧；用左顶尖旋转长轴工件一周，用长轴工件下面的挺杆式位移测量装置一、挺杆式位移测量装置二、挺杆式位移测量装置三记录该工件三个点的一周数据；

（三）、向左侧移动校直机的工作平台，再用左顶尖旋转长轴工件一周，用长轴工件下面的挺杆式位移测量装置一、挺杆式位移测量装置二、挺杆式位移测量装置三记录该工件本次三个点的一周数据；

（四）、继续上述个过程，直到校直机上长轴工件移动到最左侧位置，从而将该工件的所有测量点的数据全部测量出来；

（五）、将这些数据进行相对测量算法的二次处理，具体方法如下：

a.求出某一个挺杆式位移测量装置中的传感器相对于两侧挺杆式位移测量装置中传感器的相对变化量，原始位置在A、B、C，新位置在a、b、c，从下面公式可以计算出b点相对a点和c点的变化：

        Y=Xb -（Xa+L1×（Xc-Xa）/（L1+L2））

其中：Y是b点的绝对变形，Xa是a点到A点距离，Xb是b点到B点距离，Xc是c点到C点距离，L1是A到B距离，L2是B到C的距离；

b.选定当前测量点是b，两侧测量点分别是a和c，根据相对测量法公式，对这3个点的一周数据分别进行计算，形成新的一组数据；通过这种方法，测量出长轴工件相对于最两端参考点的径向跳动量和测定长轴工件局部径向跳动量；

c.不断的重复b步骤，直到形成多组长轴工件整体和局部的相对测量数据；

（六）对步骤（五）的求出的多组新相对测量数据进行分析，以便求出多组曲线的最高点和最高点对应的角度，为了消除椭圆误差、毛刺误差带来的影响，采用快速傅立叶变换对数据进行处理，取出1Hz的正弦线的幅值和最高点角度，这样，就实现了对校直工件的所有数据的分析过程。

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