CN111895905B - 一种用于六方轴直线度检测***的误差补偿方法 - Google Patents

一种用于六方轴直线度检测***的误差补偿方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于六方轴直线度检测***的气动三爪卡盘偏心误差补偿方法。针对六方轴直线度检测***中气动三爪卡盘偏心所产生的回转误差,分为测量和补偿两个阶段;采用六方轴相对面相减原理获取在三组相对面方向上的偏移量;在测量回转误差过程中***考虑轴自身弯曲所产生的挠度误差,并据此作为回转误差补偿方程中的测量量进行修正,从而构建误差补偿模型。

Description

一种用于六方轴直线度检测***的误差补偿方法
技术领域
本发明涉及直线度测量技术领域,具体涉及一种用于六方轴直线度检测***的误差补偿方法。
背景技术
气动三爪卡盘是一种利用均布在卡盘体上的活动夹爪径向移动实现对工件定位夹 持的机械装置,由卡盘、活动夹爪、气压回转器和电控部分等连接组件组成。利用气 动三爪卡盘夹持工件,安装过程简便省力,可实现自动定心,夹持力稳定可调。随着 市场需求不断变化,一些高精度设备对气动三爪卡盘的自动定心精度要求也相对提高。 但在实际测量时,所夹持工件的表面结构、驱动电机转速等因素会造成三个活动夹爪 的作用线交点偏离,即夹持中心点偏离理想中心点,从而产生回转误差。因而对气动 三抓卡盘的回转误差进行补偿是提高六方轴直线度测量精度的重要因素。
误差补偿是仪器设计和机械加工的重要内容。对于轴的回转误差,常见的误差补偿方法是先进行误差来源分析,并针对每种误差分析其对测量结果的影响形式;其次 通过某种方式获取误差修正量,建立相应的数学模型,再从测量数据中消除误差分量, 达到提高测量精度的目的。该方法主要应用于圆度、圆柱度以及圆轴的回转误差等误 差测量领域,采用反向法将传感器放置在不同位置,同时或分序对同一待测量进行反 复测量,利用确定的位置关系和相同或已知的测量条件,根据多次的测量结果按照建 立的数学模型求解误差修正量并对测量数据进行误差补偿。但随着传感器位置改变, 需要进行多次或多位测量,计算复杂度和测量复杂度随之增加,而且不能适用于动态 模型中的实时补偿。传统的方法多数是基于圆轴来获取误差修正量,而现有研究缺乏 对于表面不规则的轴进行回转误差的测量以及误差补偿。因此,如何提供一种用于六 方轴直线度检测***的气动三爪卡盘偏心误差补偿方法成为本领域技术人员亟需解 决的问题。
发明内容
鉴于上述问题,本发明提供了一种用于六方轴直线度检测***的气动三爪卡盘偏心误差补偿方法,对测量六方轴直线度过程中因气动三爪卡盘偏心产生的回转误差进 行补偿,采用六方轴相对面相减法能够实时检测和补偿每个测量点在三组相对面方向 上的偏移量误差,利用旋转六方轴的反向法能够消除挠度误差的影响,提高误差补偿 模型的补偿精度,并且能够提高六方轴直线度测量精度。
本发明在第一方面提供了一种用于六方轴直线度检测***的误差补偿方法,包括如下步骤:
(1)选取长度为S的标定六方轴,并将所述标定六方轴装载至所述六方轴直线度检测***;
(2)在所述标定六方轴上与左侧气动三爪卡盘距离为m的实际测量点C处进行测量,得到所述标定六方轴三组相对面方向上的偏移量(Cα,Cβ,Cγ),并将其转 换为C点的轴心矢量坐标(xc,yc);将所述标定六方轴在C点挠度误差为0时的理 想测量点定义为C′,设理想测量点C′的轴心矢量坐标为(x'c,y'c),点C相对 于点C′的挠度误差为(Δxc,Δyc),则有(xc,yc)=(x'c+Δxc,y'c+Δyc);
在所述标定六方轴上与右侧气动三爪卡盘距离为m的实际测量点D处进行测 量,得到D点的轴心矢量坐标(xd,yd);将所述标定六方轴在D点挠度误差为0时 的理想测量点定义为D′,设理想测量点D′的轴心矢量坐标为(x'd,y'd),点D 相对于点D′的挠度误差为(Δxd,Δyd),则有(xd,yd)=(x'd+Δxd,y'd+Δyd);
(3)将所述标定六方轴从所述六方轴直线度检测***上卸下并转动180°后,重新装载至所述六方轴直线度检测***;
(4)对转动180°后的C点进行测量,得到实际测量点C"的轴心矢量坐标(x"c,y"c),则有(x"c,y"c)=(x'c-Δxc,y'c-Δyc);
对转动180°后的D点进行测量,得到实际测量点D"的轴心矢量坐标(x"d,y"d), 则有(x"d,y"d)=(x'd-Δxd,y'd-Δyd);
(5)由(2)、(3)和(4)得到理想测量点C′和D′的坐标,其中点C′的坐标 为:
Figure BDA0002510548570000021
而点D′的坐标为:
Figure BDA0002510548570000022
(6)根据理想测量点C′和D′的坐标,确定连接C′和D′的空间直线方程为:
Figure BDA0002510548570000023
则所述左侧气动三爪卡盘对所述标定六方轴在挠度误差为0时的理想夹持点 A′以及所述右侧气动三爪卡盘对所述标定六方轴的理想夹持点B′也在此空间直 线上,其中点A′的坐标为:
Figure BDA0002510548570000024
而点B′的坐标为:
Figure BDA0002510548570000025
(7)将位于点A′和点B′之间的任意待测点N的Z轴坐标代入所述空间直线方 程,得到点N的坐标(Xn,Yn),并将其转换为在所述标定六方轴各相对面方向上 的回转误差偏移量(Nα,Nβ,Nγ);
(8)卸下所述标定六方轴,将待测六方轴装载至所述六方轴直线度检测***, 对于其上的任意待测点P,将检测而得的点P在所述待测六方轴各相对面方向上 的偏移量(P′α,P′β,P′γ)减去根据(7)计算而得的回转误差偏移量(Pα,Pβ, Pγ),即为误差补偿后的测量结果;
(9)在所述待测六方轴上取多个点进行检测,根据步骤(8)进行误差补偿和转 换后得到多个点的坐标(xj,yj),j=1,2,...N;通过获取基准轴线和轴曲线拟合来计 算相应直线度误差,从而确定轴的校直工作所需的最大挠度处及其测量点对应的 轴向位置。
进一步地,选取可得的直线度最好的六方轴作为标定轴,按标号1~6顺序依次 标记所述标定轴的六个外表面,在距离两端气动三爪卡盘m处各设置一个容栅测微 计,左侧测微计标记为L,右侧测微计标记为R,其余容栅测微计等距分布在L、R中 间;控制两端气动三爪卡盘夹紧标定六方轴,在计算机开始测试前,标记此时所述标 定六方轴朝上的所在面为U,两端气动三爪卡盘结构朝上的所在面亦为U;所述气动 三爪卡盘夹持所述标定六方轴旋转一周测量;所述气动三爪卡盘夹持所述标定六方轴 旋转一周进行测量挠度时,必须保持标记为U且朝上的所述气动三爪卡盘结构所在 面在旋转前后方向一致。
更进一步地,将所述标定六方轴各相对面方向上的偏移量转换为轴心矢量坐标的计算方式为:
Figure BDA0002510548570000031
其中,i为六方轴六个外表面的标号,i=1,2,3,δi,i+3为六方轴一组相对外表 面i和i+3的偏移量,δa,δb,δc为权利要求1中所述的偏移量,即δi,i+3在abc 三轴坐标系上对应三组相对面上的偏移量,Φ为直角坐标系下的轴心矢量,θ轴心矢量 与x轴的夹角。
更进一步地,所述基准轴线的计算方式为:
Figure BDA0002510548570000032
其中,N为测量点的个数,(xj,yj)(j=1,2,..N)为N个测量点的坐标。
更进一步地,所述轴曲线拟合计算方式为:
y(x)=β01x+β2x2·+βnxn
Figure BDA0002510548570000041
Figure BDA0002510548570000042
本发明在另一方面提供了一种六方轴直线度检测***,包括用于夹持六方轴的气动三爪卡盘,通过同步带轮带动所述气动三爪卡盘转动的电机,以及与所述六方轴间 接接触的容栅测微计,还包括具有六个卡槽的卡盘及接近开关,每当所述卡槽接近所 述接近开关时,所述容栅测微计接受检测信号读取并
传输数据,从而实现对所述六方轴直线度的旋转检测。
本发明提供的技术方案的有益效果:
(1)针对六方轴直线度检测过程,本发明采用相对面相减法能够消除容栅测微计与六 方轴间接接触所产生的误差影响,而且能够实时检测六方轴每个测量点在三组相对面方向 上的偏移量,并对偏移量进行实时误差补偿。
(2)针对气动三爪卡盘偏心问题,传统的误差补偿方法仅仅补偿活动夹爪处的回转误 差,而本发明利用反向法消除轴自身弯曲所产生挠度误差的影响,提高误差补偿模型的补 偿精度,也提高了六方轴直线度测量精度。
(3)传统的反向法通过变换传感器位置来消除圆轴的挠度误差影响,而本发明提供的 反向法针对表面不规则的六方轴,采用手动旋转轴的位置再进行旋转检测,操作简单,易 于实现,并且能达到消除挠度误差的影响。
(4)本发明利用现有六方轴校直机设备对非整圆气动三爪卡盘处进行回转误差补偿, 有利于后续六方轴直线度误差评定以及轴的校直工作,便于工程实际应用。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1为本发明提供的在测量直线度过程中气动三爪卡盘夹持六方轴机械结构示意图;
图2为本发明提供的六方轴直线度检测原理示意图;
图3为本发明提供的六方轴截面偏移示意图;
图4为本发明提供的回转误差分析示意图;
图5为本发明提供的反向法消除挠度误差分析示意图;
图6为本发明提供的六方轴直线度误差测量及评定过程分析示意图。
图中:1、六方轴,2、活动夹爪,3、气动三爪卡盘,4、旋转驱动电机, 5、旋转卡盘,6、容栅测微计测头,7、容栅测微计。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例,使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现,本发明的保护范围并非 仅限于文中提到的实施例。
本发明提供了一种用于六方轴直线度检测***的气动三爪卡盘偏心误差补偿方法。针对六方轴直线度检测***中气动三爪卡盘偏心所产生的回转误差,分为测量和 补偿两个阶段;采用六方轴相对面相减原理获取在三组相对面方向上的偏移量;在测 量回转误差过程中***考虑轴自身弯曲所产生的挠度误差,并据此作为回转误差补偿 方程中的测量量进行修正,从而构建误差补偿模型。
首先,该方案采用相对面相减法能够消除容栅测微计与六方轴间接接触所产生的误差影响,而且能够实时检测六方轴每个测量点在三组相对面方向上的偏移量,进行 实时误差补偿。其次,利用旋转六方轴的反向法能够消除挠度误差的影响,提高误差 补偿模型的补偿精度,提高六方轴直线度测量精度。此外,应用现有六方轴校直机设 备补偿非整圆气动三爪卡盘处的回转误差,便于工程实际应用。
下面对本发明的具体实现过程进行详细描述,包括如下步骤:
步骤1、针对标定六方轴设计直线度检测实验,采集靠近两端气动三爪卡盘位置的实际测量点在六方轴三组相对面上的偏移量δ,经过坐标转换合成直角坐标系下的 轴心矢量(x,y),用于后续测量点空间坐标的计算。
根据本发明的一个实施例,在设计六方轴直线度检测实验前,从生产现场获取多根六方轴并进行比较,选定一根直线度较好的六方轴作为标定轴,假设总长度为S, 按标号1~6顺序依次标记六个外表面;在距离两端气动三爪卡盘50mm处各设置一 个容栅测微计,左侧测微计标记为L,右侧测微计标记为R,其余容栅测微计等距分 布在L、R中间,并标记此时六方轴朝上的所在面为U,两端气动三爪卡盘结构朝上 的所在面亦为U。气动三爪卡盘夹持六方轴旋转一周进行挠度测量时,必须保持标记 为U且朝上的气动三爪卡盘结构所在面在旋转前后方向一致。
如图1所示,在实际测量中,控制气动三爪卡盘3使活动夹爪2夹持六方轴1, 待稳定后控制旋转驱动电机4,通过与主轴固定的同步带轮带动气动三爪卡盘3旋转, 容栅测微计7与六方轴1间接接触;卡盘5上存在6个卡槽,每当卡槽通过接近开关 时,容栅测微计7接受检测信号读取并传输数据,从而实现旋转检测六方轴直线度。
六方轴旋转180°前后的相互位置关系如图2所示,以轴向和挠度方向为基准 建立zy坐标系。测得的六个外表面容栅测微计数值为{V1,V2,V3,V4,V5,V6}, 以其中一组相对面数据{V1,V4}为例进行分析,计算方式为:
Figure BDA0002510548570000061
其中M为容栅测微计零点到z轴的距离,δ1,4为六方轴某测量点在1、4相对 面的偏移量,r为两相对面相距距离的一半。
结合图3对本发明中偏移量合成轴心矢量的过程进行详细描述。
本发明中偏移量和轴心矢量可以相互转换,当获得轴心矢量P在测量点截面处 的x、y时,可以根据几何关系向abc三轴坐标系转换为偏移量δa、δb、δc,如图 3(a)所示;当获得在三组相对面上的偏移量δa、δb、δc,亦可向xy直角坐标系转 换为x、y,如图3(b)所示。
对输出的三组偏移量进行坐标转换为轴心矢量。点O表示坐标原点,代表理想 轴心点,点P表示弯曲截面的实际中心,建立了两个坐标系,一个是xy直角坐标 系,另一个则是以理想六方轴截面三组相对面为参考建立的abc三轴坐标系,两 个坐标系的y轴和a轴重合,如图3(b)所示。根据几何关系可知,在直角坐 标内有:
Figure BDA0002510548570000062
通过广义逆矩阵变换为:
Figure BDA0002510548570000063
其中,轴心P可以分别用(x,y)和(δabc)两组坐标表示,将轴心P到理想轴心点O的距离记为
Figure BDA0002510548570000064
矢量,其与x轴正方向的夹角记为θ,如图3(b)所示。
步骤2、分析测量点所在截面,当六方轴不存在挠度误差时,定义理想测量点的 空间矢量(x′,y′)与挠度误差矢量(Δx,Δy),计算实际测量点空间矢量 (x′+Δx,y′+Δy);利用反向法与几何关系消除轴自身挠度误差的影响,计算理想测量 点空间矢量的坐标值。
结合图4和图5对本发明提供的利用反向法消除挠度误差影响的过程进 行详细描述。
根据步骤1中本发明所设计的六方轴直线度检测实验,假设在左侧测微计L处实际测量点为C,理想测量点为C′,右侧测微计R处实际测量点为D,理想测量点为 D′,A、A′、B和B′分布在活动夹爪处;虚线AB为两端活动夹爪夹持六方轴时的旋转 中心线,且与z轴平行,空间直线A′B′为两端活动夹爪的夹持中心线,曲线A′B′为六 方轴的实际形心线,即轴自身存在弯曲产生的挠度误差,如图4所示。本发明为表明反 向法消除挠度误差的直观性,将旋转中心线AB放置于z轴上方;为方便后续对测量 点的几何分析,将旋转中心线AB与z轴重合,每个测量点在空间坐标系x轴与y轴 坐标为0,在z轴上的坐标定义为所设置的容栅测微计位置。
本实施例中对本发明提供的反向法,以分析实际测量点C所在截面为例,因分 析的为测量点所在截面,则z轴上的坐标相等,故先讨论x轴与y轴坐标,在后续 空间直线拟合时讨论z轴坐标,右侧实际测量点D同理可得,包括如下步骤:
(1)分析实际测量点C所在截面,端点A与坐标原点O点重合,当轴自身存在 弯曲产生挠度误差时,实际测量得到的为
Figure BDA0002510548570000071
矢量;当轴自身不存在弯曲时,挠度 误差为零,此时测量点为理想测量点C′,则
Figure BDA0002510548570000072
为左侧测量点的挠度矢量,假设C′(x′C, y′C),
Figure BDA0002510548570000073
则实际测量点C坐标为((x′C+ΔxC,y′C+ΔyC),如图5(a)所示;
(2)根据步骤1所设计的实验完成直线度第一次旋转检测并记录两侧测量点轴 心矢量数据后,停止检测,保持两端气动三爪卡盘不动,控制活动夹爪卸下六方 轴,手动旋转180°,注意此时标记为U的六方轴外表面应朝下;
(3)实际测量点C经过旋转180°后变为C″,此时挠度矢量
Figure BDA0002510548570000074
变为
Figure BDA0002510548570000075
进行 直线度第二次旋转检测实验并记录数据,记
Figure BDA0002510548570000076
则C”坐标为 (x'c'-Δxc,y'c'-Δyc),如图5(b)所示;
(4)根据几何关系可得理想测量点C′坐标
Figure BDA0002510548570000077
(5)同理可得右侧理想测量点D′坐标为
Figure BDA0002510548570000078
上述步骤分析实际测量点所在截面获取理想测量点空间坐标,目的在于详细描述反向法消除轴自身挠度误差影响的过程。本发明中根据步骤1所设计的六方轴直 线度检测实验,可直接获取C、C″和D、D″点在三组相对面上的偏移量,经过 坐标转换合成轴心矢量,即可得到理想测量点C′、D′的空间坐标。
步骤3、根据理想测量点空间矢量确定一条空间直线,并采集空间直线上位于 两端气动三爪卡盘位置处的空间矢量与回转误差矢量。
根据步骤2中所获得的理想测量点C′、D′空间坐标,确定一条空间直线,计 算方式为:
Figure BDA0002510548570000081
其中,A′、B′也在空间直线上,可知A′点坐标为:
Figure BDA0002510548570000082
B′点坐标为:
Figure BDA0002510548570000083
根据A′、B′空间坐标可得在活动夹爪处的回转误差矢量
Figure BDA0002510548570000084
Figure BDA0002510548570000085
步骤4、采集其他实际测量点处容栅测微计所在的位置z,将其代入空间直线 方程,计算每个实际测量点的(x,y),经过坐标转换为三轴坐标系下每个测量点在 三组相对面上的偏移量δ′,据此作为在测量点处因回转误差所产生的偏移量。
本步骤在容栅测微计L和R之间等距设置六个容栅测微计,标记第j个容 栅测微计的位置为zj(j=1,2,...6),即测量点在空间坐标系下z轴坐标,将其代入空 间直线方程中,获得第j个测量点在z=zj(j=1,2,...6)截面处的坐标xj、yj,再将xj、yj根据步骤1中所描述的坐标转换向abc三轴坐标系转换,获得在三组相对面上的偏 移量δaj、δbj、δcj,据此作为因气动三爪卡盘回转误差导致在第j个测量点处产生的回 转误差偏移量。
步骤5、针对普通六方轴设计直线度检测实验,采集每个实际测量点在三组相 对面上的偏移量δ,减去因回转误差所产生的偏移量δ′,并进行坐标转换合成直角 坐标系下的轴心矢量(Δx′,Δy′),即为每个测量点补偿回转误差后的空间矢量。
根据步骤4完成对回转误差进行测量并记录数据后,停止检测,卸下标定轴, 挑选其他普通六方轴进行直线度检测实验,获得第j个测量点在三组相对面上的 偏移量δaj、δbj、δcj,此时j=1,2,...,8,再减去步骤4中所获得的回转误差偏移量, 计算方式为:
Figure BDA0002510548570000086
其中,Δδaj、Δδbj、Δδcj为第j个测量点补偿回转误差后在三组相对面上的偏移量,可将其转换为第j个测量点在z=zj(j=1,2,..8)截面处的轴心矢量坐标(Δx′j, Δy′j)。
步骤6、进行实际测量时,减去回转误差偏移量的值作为误差补偿模型的输出, 即为误差补偿后容栅测微计的输出。
根据步骤5中获得补偿回转误差后的八个测量点空间坐 标(Δx′j,Δy′j,zj)(j=1,2,...,8),据此作为误差补偿后容栅测微计输出,以便后续进行空 间曲线拟合来体现普通六方轴的直线度。
步骤7、采集多个容栅测微计的输出数据,为方便后续六方轴直线度误差评定 以及轴的校直,通过获取基准轴线和轴曲线拟合来计算相应的直线度误差,从而 确定轴校直工作所需的最大挠度处及其测量点对应的轴向位置。
结合图6对本发明中六方轴直线度误差测量及评定过程进行详细描述。根据 步骤6采集多个容栅测微计的输出数据,获取误差补偿后多个测量点坐标(xj,y j),j=1,2,...N,按照本发明设定的测量点个数,此时N=8。设待估计基准轴线的 直线方程为y=rx+s,对r和s进行估计
Figure BDA0002510548570000091
目标函数为
Figure BDA0002510548570000092
对r和s分别求偏导并令其偏导数等于零,
Figure BDA0002510548570000093
Figure BDA0002510548570000094
计算方式为:
Figure BDA0002510548570000095
根据步骤6采集多个测量点坐标(xj,yj),j=1,2,...,8,设待定系数为βk(k= 1,2,...,n),拟合函数
y(x)=β01x+β2x2…+βnxn
同理设定目标函数
Figure BDA0002510548570000096
对βk(k=1,2,...,n)求偏导数并令其等于零,待定系数的计算方式为:
Figure BDA0002510548570000097
至此,本发明实现过程步骤结束。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术 人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得 到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于六方轴直线度检测***的误差补偿方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)选取长度为S的标定六方轴,并将所述标定六方轴装载至所述六方轴直线度检测***;
(2)在所述标定六方轴上与左侧气动三爪卡盘距离为m的实际测量点C处进行测量,得到所述标定六方轴三组相对面方向上的偏移量(Cα,Cβ,Cγ),并将其转换为C点的轴心矢量坐标(xc,yc);将所述标定六方轴在C点挠度误差为0时的理想测量点定义为C′,设理想测量点C′的轴心矢量坐标为(x'c,y'c),点C相对于点C′的挠度误差为(Δxc,Δyc),则有(xc,yc)=(x'c+Δxc,y'c+Δyc);
在所述标定六方轴上与右侧气动三爪卡盘距离为m的实际测量点D处进行测量,得到D点的轴心矢量坐标(xd,yd);将所述标定六方轴在D点挠度误差为0时的理想测量点定义为D′,设理想测量点D′的轴心矢量坐标为(x'd,y'd),点D相对于点D′的挠度误差为(Δxd,Δyd),则有(xd,yd)=(x'd+Δxd,y'd+Δyd);
(3)将所述标定六方轴从所述六方轴直线度检测***上卸下并转动180°后,重新装载至所述六方轴直线度检测***;
(4)对转动180°后的C点进行测量,得到实际测量点C”的轴心矢量坐标(x”c,y”c),则有(x”c,y”c)=(x'c-Δxc,y'c-Δyc);
对转动180°后的D点进行测量,得到实际测量点D”的轴心矢量坐标(x”d,y”d),则有(x”d,y”d)=(x'd-Δxd,y'd-Δyd);
(5)由(2)、(3)和(4)得到理想测量点C′和D′的坐标,其中点C′的坐标为:
Figure FDA0003539659760000011
而点D′的坐标为:
Figure FDA0003539659760000012
(6)根据理想测量点C′和D′的坐标,确定连接C′和D′的空间直线方程为:
Figure FDA0003539659760000013
则所述左侧气动三爪卡盘对所述标定六方轴在挠度误差为0时的理想夹持点A′以及所述右侧气动三爪卡盘对所述标定六方轴的理想夹持点B′也在此空间直线上,其中点A′的坐标为:
Figure FDA0003539659760000021
而点B′的坐标为:
Figure FDA0003539659760000022
(7)将位于点A′和点B′之间的任意待测点N的Z轴坐标代入所述空间直线方程,得到点N的坐标(Xn,Yn),并将其转换为在所述标定六方轴各相对面方向上的回转误差偏移量(Nα,Nβ,Nγ);
(8)卸下所述标定六方轴,将待测六方轴装载至所述六方轴直线度检测***,对于其上的任意待测点P,将检测而得的点P在所述待测六方轴各相对面方向上的偏移量(P'α,P'β,P'γ)减去根据(7)计算而得的回转误差偏移量(Pα,Pβ,Pγ),即为误差补偿后的测量结果;
(9)在所述待测六方轴上取多个点进行检测,根据步骤(8)进行误差补偿和转换后得到多个点的坐标(xj,yj),j=1,2,...N;通过获取基准轴线和轴曲线拟合来计算相应直线度误差,从而确定轴的校直工作所需的最大挠度处及其测量点对应的轴向位置。
2.如权利要求1所述的用于六方轴直线度检测***的误差补偿方法,其中,选取可得的直线度最好的六方轴作为标定轴,按标号1~6顺序依次标记所述标定轴的六个外表面,在距离两端气动三爪卡盘m处各设置一个容栅测微计,左侧测微计标记为L,右侧测微计标记为R,其余容栅测微计等距分布在L、R中间;控制两端气动三爪卡盘夹紧所述标定六方轴,在计算机开始测试前,标记此时所述标定六方轴朝上的所在面为U,两端气动三爪卡盘结构朝上的所在面亦为U;所述气动三爪卡盘夹持所述标定六方轴旋转一周测量;所述气动三爪卡盘夹持所述标定六方轴旋转一周进行挠度测量时,必须保持标记为U且朝上的所述气动三爪卡盘结构所在面在旋转前后方向一致。
3.如权利要求2所述的用于六方轴直线度检测***的误差补偿方法,其中,将所述标定六方轴各相对面方向上的偏移量转换为轴心矢量坐标的计算方式为:
Figure FDA0003539659760000023
其中,i为六方轴六个外表面的标号,i=1,2,3,δi,i+3为六方轴一组相对外表面i和i+3的偏移量,δabc为权利要求1中所述的偏移量,即δi,i+3在abc三轴坐标系上对应三组相对面上的偏移量,Φ为直角坐标系下的轴心矢量,θ轴心矢量与x轴的夹角。
4.如权利要求3所述的用于六方轴直线度检测***的误差补偿方法,其中,所述基准轴线的计算方式为:
Figure FDA0003539659760000031
其中,N为测量点的个数,(xj,yj)(j=1,2,..N)为N个测量点的坐标。
5.如权利要求4所述的用于六方轴直线度检测***的误差补偿方法,其中,所述轴曲线拟合计算方式为:
y(x)=β01x+β2x2…+βnxn
Figure FDA0003539659760000032
Figure FDA0003539659760000033
其中,y(x)为轴曲线拟合函数,βk(k=1,2...,n)为轴曲线表达式的待定系数。
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