CN112729211B - 一种导向杠/杆的直行运动误差测量与分离方法 - Google Patents

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Abstract

一种导向杠/杆的直行运动误差测量与分离方法，包括以下步骤：步骤1，预先对加工完成后的导向杆/杠进行轴线或中心线直线度误差测量，或对加工完成后的导向杆/杠进行多个横截面轮廓的测量，采样截面数为m；获得各横截面轮廓中心位置的坐标Ej(aj,bj)(j＝0，1，2，…，m)；步骤2，在同一横截面内，相互垂直地对置放置两对位移传感器以监测导向杆/杠轴线或中心线在其直线运动中的变化量；步骤3，测量导向杆/杠横截面轮廓中心实际位置Pj；步骤4，目标该横截面轮廓中心位置P0；步骤5，目标横截面轮廓中心P0直行运动误差的分离或补偿。通过测量补偿的方法获得导向杆/杠直行运动精度，大大降低对导向杆/杠制造精度的要求，从而降低加工难度和制造成本。

Description

一种导向杠/杆的直行运动误差测量与分离方法
技术领域
本发明属于机械制造技术领域，具体涉及一种导向杠/杆的直行运动误差测量与分离方法。
背景技术
在机械制造领域采用直线导向杆/杠的场合非常多，对导向杆/杠的直行运动精度要求也越来越高。目前获得高精度导向杆/杠直行运动的主要方法是提高导向杆/杠副的制造精度；当所要求的导向杆/杠的直行运动精度很高时，其制造公差很小，从而会造成加工困难，制造成本也显著提高，甚至难以加工，为此，本申请提供一种导向杆/杠的直行运动误差测量与分离方法。
发明内容
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
当选择导向杆/杠上端面作为应用装置安放面，即需要控制导向杆/杠上端面位置处的直行运动误差。则以导向杆/杠轴线或中心线为Z轴，并以导向杆/杠上端面作为XOY平面，建立空间直角坐标系。
一种导向杠/杆的直行运动误差测量与分离方法，包括以下步骤：
步骤1，预先对加工完成后的导向杆/杠进行轴线或中心线直线度误差测量，或对加工完成后的导向杆/杠进行多个横截面轮廓的测量，采样截面数为m；获得各横截面轮廓中心位置的坐标Ej(aj,bj)(j＝0，1，2，…，m)；
步骤2，在同一横截面内，相互垂直地对置放置两对位移传感器以监测导向杆/杠轴线或中心线在其直线运动中的变化量；相互垂直的两对对置放置位移传感器所在平面分别为XOZ平面和YOZ平面；将导向杆/杠上端面处两对4支位移传感器示数调零；
步骤3，测量导向杆/杠横截面轮廓中心实际位置Pj
设当导向杆/杠上端面直线上升高度为L1时，测得+X方向位移传感器数值为Δxj+，-X方向传感器数值为Δxj-，+Y方向传感器数值为Δyj+，-Y方向传感器数值为Δyj-；
被测导向杆/杠横截面轮廓中心的变动位置坐标Fi(Δxj＝Δxj+-Δxj-，Δyj＝Δyj++Δyj-)；若预先测得该横截面轮廓中心位置的原始坐标为Ej(aj,bj)，则此时该截面轮廓中心实际位置Pj的位置向量
Figure BDA0002860465130000021
应该是预先测得的截面轮廓中心向量
Figure BDA0002860465130000022
与此时测得的中心位置向量
Figure BDA0002860465130000023
的合成向量，即
Figure BDA0002860465130000024
所以该截面轮廓中心实际位置Pj(ΔXj,ΔYj)应该是：
ΔXj＝Δxj+aj，ΔYj＝Δyj+bj
该横截面轮廓中心实际位置Pj的方位角θj是：
Figure BDA0002860465130000025
步骤4，目标该横截面轮廓中心位置P0
目标上端面横截面轮廓中心位置P0按如下方法计算：
Figure BDA0002860465130000026
所以，
Figure BDA0002860465130000027
目标上端面横截面轮廓中心位置P0的方位角θj是：
Figure BDA0002860465130000028
步骤5，目标横截面轮廓中心P0直行运动误差的分离或补偿
若选择为导向杆/杠上端面作为某应用装置安放面，在导向杆/杠直行运动过程中，随时可以根据相互垂直安装的两对4个位移传感器的采样数据，进行直行运动误差的分离或修正；
X方向的修正量为ΔX0：
Figure BDA0002860465130000029
同理，Y方向的修正量为ΔY0：
Figure BDA00028604651300000210
本发明的有益效果：
1.目前提高导向杆/杠直行运动精度的主要方法是提高导向杆/杠副的制造精度。采用本项专利可以通过测量补偿的方法获得精确的导向杆/杠直行运动精度，大大降低对导向杆/杠的制造精度的要求，从而降低加工难度和制造成本。
2.通过预先测量和在线测量方法，并通过计算定量获取导向杆/杠轴线或中心线的误差值，并将其分离或进行误差补偿，从而减少导向杆/杠副运动精度对导向杆/杠或导套的制造精度的依赖，提高直行运动的实际精度。
附图说明
图1为本发明测量横截面中心变动位置分析图；
图2为本发明导向杠/杆上端面目标轮廓中心位置分析图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
一种导向杠/杆的直行运动误差测量与分离方法，采用申请号为CN202010810625X的一种用于测量零件深孔内表面形状误差的装置，包括以下步骤：
步骤1，预先对加工完成后的导向杆/杠进行轴线或中心线直线度误差测量，或对加工完成后的导向杆/杠进行多个横截面轮廓的测量，采样截面数为m；获得各横截面轮廓中心位置的坐标Ej(aj,bj)(j＝0，1，2，…，m)；
步骤2，在同一横截面内，相互垂直地对置放置两对位移传感器以监测导向杆/杠轴线或中心线在其直线运动中的变化量；相互垂直的两对对置放置位移传感器所在平面分别为XOZ平面和YOZ平面；将导向杆/杠上端面处两对4支位移传感器示数调零；
步骤3，测量导向杆/杠横截面轮廓中心实际位置Pj
设当导向杆/杠上端面直线上升高度为L1时，测得+X方向位移传感器数值为Δxj+，-X方向传感器数值为Δxj-，+Y方向传感器数值为Δyj+，-Y方向传感器数值为Δyj-；
如图1所示，被测导向杆/杠横截面轮廓中心的变动位置坐标Fi(Δxj＝Δxj+-Δxj-，Δyj＝Δyj++Δyj-)；若预先测得该横截面轮廓中心位置的原始坐标为Ej(aj,bj)，则此时该截面轮廓中心实际位置Pj的位置向量
Figure BDA0002860465130000031
应该是预先测得的截面轮廓中心向量
Figure BDA0002860465130000032
与此时测得的中心位置向量
Figure BDA0002860465130000033
的合成向量，即
Figure BDA0002860465130000034
所以该截面轮廓中心实际位置Pj(ΔXj,ΔYj)应该是：
ΔXj＝Δxj+aj，ΔYj＝Δyj+bj
该横截面轮廓中心实际位置Pj的方位角θj是：
Figure BDA0002860465130000041
步骤4，目标该横截面轮廓中心位置P0
如图2所示，目标上端面横截面轮廓中心位置P0按如下方法计算：
Figure BDA0002860465130000042
所以，
Figure BDA0002860465130000043
目标上端面横截面轮廓中心位置P0的方位角θj是：
Figure BDA0002860465130000044
步骤5，目标横截面轮廓中心P0直行运动误差的分离或补偿
若选择为导向杆/杠上端面作为测量传感器或加工刀具安放面，在导向杆/杠直行运动过程中，随时可以根据相互垂直安装的两对4个位移传感器的采样数据，进行直行运动误差的分离或修正；如图1、图2所示，
X方向的修正量为ΔX0：
Figure BDA0002860465130000045
同理，Y方向的修正量为ΔY0：
Figure BDA0002860465130000046

Claims (1)

1.一种导向杠/杆的直行运动误差测量与分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，预先对加工完成后的导向杆/杠进行轴线或中心线直线度误差测量，或对加工完成后的导向杆/杠进行多个横截面轮廓的测量，采样截面数为m；获得各横截面轮廓中心位置的坐标Ej(aj,bj)(j＝0，1，2，…，m)；
步骤2，在同一横截面内，相互垂直地对置放置两对位移传感器以监测导向杆/杠轴线或中心线在其直线运动中的变化量；相互垂直的两对对置放置位移传感器所在平面分别为XOZ平面和YOZ平面；将导向杆/杠上端面处两对4支位移传感器示数调零；
步骤3，测量导向杆/杠横截面轮廓中心实际位置Pj
设当导向杆/杠上端面直线上升高度为L1时，测得+X方向位移传感器数值为Δxj+，-X方向传感器数值为Δxj-，+Y方向传感器数值为Δyj+，-Y方向传感器数值为Δyj-；
被测导向杆/杠横截面轮廓中心的变动位置坐标Fi(Δxj＝Δxj+-Δxj-，Δyj＝Δyj++Δyj-)；若预先测得该横截面轮廓中心位置的原始坐标为Ej(aj,bj)，则此时该截面轮廓中心实际位置Pj的位置向量
Figure FDA0002860465120000011
应该是预先测得的截面轮廓中心向量
Figure FDA0002860465120000012
与此时测得的中心位置向量
Figure FDA0002860465120000013
的合成向量，即
Figure FDA0002860465120000014
所以该截面轮廓中心实际位置Pj(ΔXj,ΔYj)应该是：
ΔXj＝Δxj+aj，ΔYj＝Δyj+bj
该横截面轮廓中心实际位置Pj的方位角θj是：
Figure FDA0002860465120000015
步骤4，目标该横截面轮廓中心位置P0
目标上端面横截面轮廓中心位置P0按如下方法计算：
Figure FDA0002860465120000016
所以，
Figure FDA0002860465120000017
目标上端面横截面轮廓中心位置P0的方位角θj是：
Figure FDA0002860465120000021
步骤5，目标横截面轮廓中心P0直行运动误差的分离或补偿
若选择为导向杆/杠上端面作为某应用装置安放面，在导向杆/杠直行运动过程中，随时可以根据相互垂直安装的两对4个位移传感器的采样数据，进行直行运动误差的分离或修正；
X方向的修正量为ΔX0：
Figure FDA0002860465120000022
同理，Y方向的修正量为ΔY0：
Figure FDA0002860465120000023
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5029088A (en) * 1988-10-14 1991-07-02 Tsubakimoto Chain Co. Method of and apparatus for guiding a moving object
DE4339371A1 (de) * 1992-11-19 1994-05-26 Mazda Motor Detektion und Kalibrierung eines Horizontalfehlers in einer Radarvorrichtung vom Abtasttyp
CN1927535A (zh) * 2006-07-21 2007-03-14 上海大学 跟踪式在线测量圆度误差和机床主轴误差的方法
CN105136076A (zh) * 2015-05-29 2015-12-09 厦门大学 大行程联动机构二维平面圆度误差标定方法
CN107449442A (zh) * 2016-04-22 2017-12-08 西门子公司 方法、直线驱动装置和设备
CN108253906A (zh) * 2018-03-20 2018-07-06 齐鲁工业大学 一种桥壳圆度圆柱度检测装置工件轴线定位误差补偿方法
CN111993159A (zh) * 2020-08-27 2020-11-27 江苏科技大学 一种轴类工件在位非接触检测方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5029088A (en) * 1988-10-14 1991-07-02 Tsubakimoto Chain Co. Method of and apparatus for guiding a moving object
DE4339371A1 (de) * 1992-11-19 1994-05-26 Mazda Motor Detektion und Kalibrierung eines Horizontalfehlers in einer Radarvorrichtung vom Abtasttyp
CN1927535A (zh) * 2006-07-21 2007-03-14 上海大学 跟踪式在线测量圆度误差和机床主轴误差的方法
CN105136076A (zh) * 2015-05-29 2015-12-09 厦门大学 大行程联动机构二维平面圆度误差标定方法
CN107449442A (zh) * 2016-04-22 2017-12-08 西门子公司 方法、直线驱动装置和设备
CN108253906A (zh) * 2018-03-20 2018-07-06 齐鲁工业大学 一种桥壳圆度圆柱度检测装置工件轴线定位误差补偿方法
CN111993159A (zh) * 2020-08-27 2020-11-27 江苏科技大学 一种轴类工件在位非接触检测方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《三测头法误差分离技术的理论与试验》;张镭;《机械工程学报》;20090630;第256-261页 *
《直线度误差分离方法的误差分析》;王宪平;《国防科技大学学报》;20001231;第100-104页 *

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