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专利号: 201910785297X
申请人: 河南科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于参数辨识的内孔圆度在位测量方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)采集数据:

通过主轴带动非接触式位移传感器在标准工件的内孔旋转至少一周,采集非接触式位移传感器在标准工件内孔的待测截面处的一组读数ci,同时记录相应读数所对应位置处所述非接触式位移传感器的角位移θi,旋转过程中,保持非接触式位移传感器的转动轴线与标准工件的轴线平行;

通过主轴带动非接触式位移传感器在被测工件的内孔旋转至少一周,采集非接触式位移传感器在被测工件内孔一组读数di,同时记录相应读数di所对应位置处所述非接触式位移传感器的角位移βi,旋转过程中,保持非接触式位移传感器的转动轴线与被测工件内孔的轴线平行;

2)处理数据:

建立非接触式位移传感器的理论测量值与非接触式位移传感器的偏置距、非接触式位移传感器的零示值距离、非接触式位移传感器的角位移、标准工件内孔中心和标准工件内孔半径的关系:在所述待测截面上,以非接触式位移传感器的测量中心为A点,非接触式位移传感器的示值零点位置为C点,A点向主轴轴线作垂线,其交点为O点,以O点作为原点,建立X-O-Y坐标系,标准工件内孔的中心为H点即(XH,YH),标准工件内孔半径为R,B为M个采样点中的任一个,线段OA为非接触式位移传感器的偏置距a,线段AC为非接触式位移传感器的零示值距离为b,线段CB的长度为理论距离c,θi为对应B点的角位移数据,则A、B和C点的坐标分别为:B点的坐标还满足下式:

因此,B点的坐标标记为:

则理论距离即线段CB的长度为:

3)计算非接触式位移传感器的偏置距和非接触式位移传感器的零示值距离:构建使标准工件内孔的所有采样点的非接触式位移传感器读数ci与对应理论距离的差值之和最小的目标函数minf(a,b,XH,YH),求解该函数得到非接触式位移传感器的偏置距、非接触式位移传感器的零示值距离:其中,

限定方程为:

|a-a0|≤δa

|b-b0|≤δb

式中,a0、b0、XH0和YH0分别为非接触式位移传感器的偏置距,非接触式位移传感器的零示值距离、标准工件内孔圆心横坐标和纵坐标的估计值,δa、δb、 分别为非接触式位移传感器的偏置距、非接触式位移传感器的零示值距离、标准工件内孔圆心横坐标和纵坐标的最大偏差值;

4)计算被测工件内孔圆度:

根据得到的非接触式位移传感器的偏置距、非接触式位移传感器的零示值距离、被测工件内孔一组读数di、角位移βi确定被测工件内孔各采样点的坐标:对各采样点坐标进行最小二乘圆拟合,得到被测工件内孔的圆心坐标和半径,根据圆心坐标各采样点的坐标确定被测工件内孔圆度。

2.根据权利要求1所述的基于参数辨识的内孔圆度在位测量方法,其特征在于,所述步骤3)中的非接触式位移传感器的偏置距,非接触式位移传感器的零示值距离、标准工件内孔圆心横坐标和纵坐标的估计值是通过测量尺直接测量得到。

3.根据权利要求1所述的基于参数辨识的内孔圆度在位测量方法,其特征在于,所述非接触式位移传感器的位移测量误差小于或者等于被测工件允许公差的1/5,所述非接触式位移传感器的量程大于或等于10mm。

4.根据权利要求1所述的基于参数辨识的内孔圆度在位测量方法,其特征在于,所述主轴的轴向跳动量≤被测工件端面允许公差的1/5、径向跳动量≤被测工件内孔允许公差的

1/5。