[发明专利]一种半球谐振子内外球面同心度和厚度均匀性的在位测量方法

权利要求书

1.一种半球谐振子内外球面同心度和厚度均匀性的在位测量方法，其特征在于，应用于在位测量系统，所述在位测量系统包括机床(1)，所述机床(1)的第一主轴(11)沿机床坐标系的X轴直线运动，且沿机床坐标系的C轴转动，所述机床(1)的第二主轴(12)沿机床坐标系的Z轴运动，且沿机床坐标系的B轴转动，所述第一主轴(11)的C轴上安装有待测半球谐振子和/或标准球，所述第二主轴(12)的B轴上安装有电感杠杆测头和砂轮，所述方法包括以下步骤：

S1)控制第二主轴(12)将电感杠杆测头分别调整至第一姿态和第二姿态，并用第一姿态和第二姿态的电感杠杆测头分别测量标准球的球心坐标，根据测量结果计算第一姿态坐标系和第二姿态坐标系的坐标差ΔC；

S2)将待测半球谐振子加工完成后，用第一姿态的电感杠杆测头测量待测半球谐振子外球面目标点坐标，用第二姿态的电感杠杆测头测量待测半球谐振子内球面目标点坐标后根据坐标差ΔC转换至第一姿态坐标系下，根据第一坐标系下外球面目标点坐标和内球面目标点坐标计算得到待测半球谐振子同心度；

S3)用第一姿态的电感杠杆测头测量待测半球谐振子外球面轮廓，用第二姿态的电感杠杆测头测量待测半球谐振子内球面轮廓后根据坐标差ΔC转换至第一姿态坐标系下，将第一坐标系下外球面轮廓和内球面轮廓做差得到待测半球谐振子厚度分布。

2.根据权利要求1所述的半球谐振子内外球面同心度和厚度均匀性的在位测量方法，其特征在于，步骤S1)包括以下步骤：

S11)控制第二主轴(12)的B轴转动，使得电感杠杆测头到达第一姿态，控制第一主轴(11)的C轴转动使得标准球的目标经线到达预设位置，控制第一主轴(11)沿机床坐标系X轴移动，并控制第二主轴(12)沿机床坐标系Z轴移动，当第一姿态的电感杠杆测头接触目标经线上的目标点时，得到对应的XZC轴位移作为目标点的第一坐标，并根据第一坐标的集合计算第一姿态坐标系下标准球的球心坐标(x_cs1，z_cs1)；

S12)控制第二主轴(12)的B轴转动，使得电感杠杆测头到达第二姿态，控制第一主轴(11)的C轴转动使得标准球的目标经线到达预设位置，控制第一主轴(11)沿机床坐标系X轴移动，并控制第二主轴(12)沿机床坐标系Z轴移动，当第二姿态的电感杠杆测头接触目标经线上的目标点时，得到对应的XZC轴位移作为目标点的第二坐标，并根据第二坐标的集合计算第二姿态坐标系下标准球的球心坐标(x_cs2，z_cs2)；

S13)计算第一姿态坐标系下标准球的球心坐标(x_cs1，z_cs1)与第二姿态坐标系下标准球的球心坐标(x_cs2，z_cs2)的坐标差，作为第一姿态坐标系和第二姿态坐标系的坐标差ΔC。

3.根据权利要求2所述的半球谐振子内外球面同心度和厚度均匀性的在位测量方法，其特征在于，步骤S11)和步骤S12)包括根据坐标的集合计算标准球的球心坐标的步骤，具体包括：计算标准球相对于C轴旋转中心线的偏心误差，根据所述偏心误差调整坐标的集合中每个坐标，对所有调整后的坐标用最小二乘法拟合出对应坐标系中标准球的球心坐标。

4.根据权利要求1所述的半球谐振子内外球面同心度和厚度均匀性的在位测量方法，其特征在于，步骤S2)包括根据坐标差ΔC转换坐标系的步骤，具体包括：将第二姿态坐标系下的坐标Q_j,2(x_j,2，z_j,2)减去坐标差ΔC，得到对应的第一姿态坐标系下的坐标Q_j,1(x_j,1，z_j,1)。