[发明专利]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

权利要求书

1.一种桥壳圆度圆柱度检测装置工件轴线定位误差补偿方法，其特征在于，包括步骤：

一)桥壳轴线定位偏心误差补偿

1)建立桥壳定位模型；

以激光位移传感器为基准建立空间参考坐标系，激光位移传感器回转平面建立XOY坐标平面，回转中心为原点O，所述XOY坐标平面上的点纵坐标为0；以激光位移传感器回转中心进给方向作为Z轴正方向，进行数学建模；所建立的桥壳定位模型上分别设置第1截面、第2截面、第3截面；其中，第1截面圆心O₁的坐标为(x₁，y₁，0)，第2截面圆心标O₂的坐标为(x₂，y₂，z₂)，第3截面圆心标O₃的坐标为(x₃，y₃，z₃)；

2)对桥壳定位模型第1截面进行轴线偏心补偿；

根据公式(1)利用最小二乘法拟合求解第2截面圆心O₂坐标及第3截面圆心O₃坐标；根据公式(2)得到具有偏心形态的第1截面圆心O₁坐标；

公式(1)中，R_ij为激光位移传感器输出的截面轮廓测量数据,i＝2，3，i为被测截面序号；j＝1，2，3，...，N，j为测量点序列，N为每截面检测点个数；

3)以O为基准对O₁所在的圆轮廓进行空间平移，进行轴线偏心补偿，得偏心矫正后的截面S₁；

激光位移传感器围绕第1截面周向回转一周，采集若干个点坐标数据组成具有偏心特征的截面轮廓矩阵R_1j，将R_1j转换至直角坐标系下得到矩阵S；

通过公式(2)构建空间平移矩阵T₁；

圆心O₁移动至坐标原点O，得到偏心矫正后的S₁截面轮廓矩阵，从而修正因安装偏心产生的误差；

S₁＝T₁×S (5)

二)桥壳定位模型轴线定位倾斜误差补偿

a)经过步骤2)偏心补偿后，第1截面的圆心O₁落于Z轴上，轴线L与Z轴相交于圆心O₁，轴线L在XOY平面的投影为OB；

计算轴线L在XOY平面上的投影线OB与X轴之间夹角θ值；将S₁截面与轴线L绕Z轴旋转θ角，使轴线L在XOY平面上的投影线OB与X轴重合；S₁截面经过旋转后得到S₂截面；

b)经过步骤a)旋转后，S₂截面与Z轴空间夹角始终为α；轴线L与S₂截面绕Y轴旋转α，使轴线L与Z轴重合，得到S₃截面，消除桥壳轴线定位倾斜误差；

c)S₃截面轮廓在周向XOY平面上与截面S相差θ角；将S₃截面与轴线L绕Z轴回转-θ，得到截面S₄；

d)对截面S₄进行误差评定，得到剔除工件轴线定位偏心倾斜误差的真实圆度误差。

2.如权利要求1所述桥壳圆度圆柱度检测装置工件轴线定位误差补偿方法，其特征在于：每截面均布采集64个检测点，即，公式(1)中，N值为64。

3.如权利要求1所述桥壳圆度圆柱度检测装置工件轴线定位误差补偿方法，其特征在于，步骤a)中，夹角θ的计算方法为：与轴线L相交的Z轴的平行线Z’作为辅助线，Z’与轴线L的交点为A，轴线L与X轴夹角为θ₁，轴线L与XOY平面间夹角为θ₂，求出轴线L的方向向量，得cosθ₁、cosθ₂值，轴线L在XOY平面投影线OB与X轴夹角满足公式(6)，通过公式(6)计算θ值；