[发明专利]圆柱面直线度检测装置及其检测方法以及无心磨床

权利要求书

1.一种圆柱面直线度检测装置，用于检测被测圆柱工件(4)的直线度，其特征在于，包括：

工件支撑平台(6)；

至少两个工件支撑件(5)，设置在所述工件支撑平台(6)上，其被配置为水平支撑所述被测圆柱工件(4)；

传感器支撑平台(2)；

传感器支架(3)，设置在所述传感器支撑平台(2)上；

多个位移检测传感器(7)，安装在所述传感器支架(3)上并沿着所述被测圆柱工件(4)的长度方向布置，其被配置为检测所述被测圆柱工件(4)的轮廓位置参数；以及

信号处理部件(1)，被配置为接收所述位移检测传感器(7)检测的位置参数，并转换为所述被测圆柱工件(4)的直线度数据。

2.根据权利要求1所述的圆柱面直线度检测装置，其特征在于，多个所述位移检测传感器(7)在沿着所述被测圆柱工件(4)的长度方向上呈等间距布置。

3.根据权利要求1所述的圆柱面直线度检测装置，其特征在于，所述位移检测传感器(7)包括二维激光位移传感器。

4.根据权利要求1所述的圆柱面直线度检测装置，其特征在于，所述工件支撑件(5)包括V型支撑件或U型支撑件。

5.根据权利要求1所述的圆柱面直线度检测装置，其特征在于，所述位移检测传感器(7)相对于所述传感器支架(3)在竖直和水平两个方向上的位置可调。

6.根据权利要求1所述的圆柱面直线度检测装置，其特征在于，所述传感器支架(3)上设有对所述位移检测传感器(7)进行定位的定位板，所述定位板上设有与所述位移检测传感器(7)固定设置的校准机构，其被配置为将多个所述位移检测传感器(7)校准至同一直线。

7.根据权利要求6所述的圆柱面直线度检测装置，其特征在于，所述校准机构包括激光对中仪或激光跟踪仪。

8.根据权利要求1所述的圆柱面直线度检测装置，其特征在于，所述传感器支撑平台(2)底部设有与地面支撑接触的可调隔振垫铁；所述工件支撑平台(6)底部设有与地面支撑接触的可调隔振垫铁。

9.根据权利要求1所述的圆柱面直线度检测装置，其特征在于，多个所述位移检测传感器(7)包括至少6个所述位移检测传感器(7)。

10.一种无心磨床，其特征在于，包括权利要求1～9任一所述的圆柱面直线度检测装置。

11.一种权利要求1～9任一所述的圆柱面直线度检测装置的检测方法，包括：

放置步骤：将所述被测圆柱工件(4)放置在至少两个所述工件支撑件(5)上；

校准步骤：调整所述位移检测传感器(7)的位置，使得多个所述位移检测传感器(7)位于同一直线，所述位移检测传感器(7)的光幕与所述被测圆柱工件(4)的轴线垂直，且所述位移检测传感器(7)的光幕对称中心线与所述被测圆柱工件(4)的径向重合；

检测步骤：利用所述位移检测传感器(7)对所述被测圆柱工件(4)的轮廓位置参数进行检测并传送给所述信号处理部件(1)；

参数修正步骤：利用所述信号处理部件(1)对所述被测圆柱工件(4)受重力引起的挠度进行计算，获得所述被测圆柱工件(4)的轮廓位置修正参数；

计算步骤：利用所述信号处理部件(1)将所述轮廓位置修正参数转换为所述被测圆柱工件(4)的直线度数据。

12.根据权利要求11所述的检测方法，其中，至少两个所述工件支撑件(5)包括两个所述工件支撑件(5)；

在所述放置步骤中，所述被测圆柱工件(4)居中放置在两个所述工件支撑件(5)上；

所述对所述被测圆柱工件(4)的轮廓位置参数进行检测的步骤包括：建立直线度测量坐标系，沿所述被测圆柱工件(4)的径向中的水平方向为x轴方向，沿所述被测圆柱工件(4)的径向中的竖直方向为y轴方向，沿所述被测圆柱工件(4)的轴向为z轴方向，所述位移检测传感器(7)对所述被测圆柱工件(4)检测的轮廓位置参数数据记为(x_ij，y_ij′)，其表示第j个位移检测传感器(7)的第i个数据点，i＝1，2，3…，j＝1，2，3…；

所述参数修正步骤包括：所述轮廓位置修正参数数据记为(x_ij，y_ij)，所述被测圆柱工件(4)受重力引起的挠度记为Δy_ij，其中y_ij＝y_ij′+Δy_ij；

Δy_ij计算方法为：

当0≤z≤a时，

当a≤z≤L₀-a时，

当L₀-a≤z≤L₀时，

其中，a为所述被测圆柱工件(4)第一端部到较近的所述工件支撑件(5)的支撑点之间距离，L₀为所述被测圆柱工件(4)的工件总长，z为所述位移检测传感器(7)对应所述被测圆柱工件(4)的位置与第一端部的距离，g为所述被测圆柱工件(4)单位长度所受重力，E为所述被测圆柱工件(4)的弹性模量为，I为所述被测圆柱工件(4)的惯性矩。