[发明专利]对径两点六位测量大型轴类零件圆度误差和机床主轴运动误差的方法

权利要求书

1.一种对径两点六位测量大型轴类零件圆度误差和机床主轴运动误差的方法，其特征在于根据对径设置的两个位移传感器(7)和(10)经过大型轴类零件三次转位在六个不同测量位置与大型轴类零件表面圆作相对运动，获取大型轴类零件某截面表面的冗余信息，并建立六位圆度误差分离方程，并将采集到冗余信息中的时域信号变换到频域进行分析，实现对大型轴类零件圆度和机床主轴运动误差的测量与分离。

2.根据权利要求1所述的对径两点六位测量大型轴类零件圆度误差和机床主轴运动误差的方法，其特征在于具体操作步骤如下：

(1)经过对径两传感器(7)[P₁(7)，P₂(7′)，P₃(7″)]和(10)[P₄(10)，P₅(10′)，P₆(10″)]，在三个转位上，实现六位测量其公式为：y＝Ae，其中：

y＝(y₀(n)，y₁(n)，y₂(n)，y₃(n)，y₄(n)，y₅(n))^T

e=(r(n),r(n+N6),r(n+2N6),r(n+3N6),r(n+4N6),r(n+5N6),δ(n))T]]>

A=100000101000010010001000100100001010000011]]>

N：测量传感器每周采样点数；

y_k(n)：为第K次测量时传感器在第n点的输出；

r(n)：为被测量大型轴类零件的圆度误差；

δ(n)：为主轴运动误；

y：6次测量得到的传感器输出y_k构成的6阶列向量；

e：被测大型轴类零件经过3次转位后得到6个重构的圆度误差和主轴运动误差构成的7阶列向量；

A：7列测量输出系数矩阵；

y_n(n)：为6个测量基准点开始的传感器输出圆度误差的加权和；

G(l)：为测量-分离系统的频率传递函数也称误差分离的权函数，l谐波次数；

Ω：为误差分离的相移旋转因子。

(2)根据测量机构设置设有权值系数向量：

C=(c0,c1,c2,c3,c4,c5)=(1,-15,-15,-15,-15,-15)]]>

(3)将C左乘步骤(1)中公式y＝Ae并展开得：

Cy=Σk=05ckyk(n)=Σk=05ckr(n+kN6)+δ(n)Σk=05ck]]>

其中δ(n)Σk=05ck=δ(n)(1-15-15-15-15-15)=0]]>实现了首次分离，先分离了主轴运动

误差δ(n)而得到只含有大型轴类零件圆度误差的表达式：

yn(n)=Σk=05ckyk(n)=Σk=05ckr(n+kN6)]]>

(4)对步骤(3)中的表达式yn(n)=Σk=05ckyk(n)=Σk=05ckr(n+kN6)]]>进行离散Fourier变换(DFT)，同时应用DFT的“时延-相移”性质可解出被测量大型轴类零件的圆度误差的频域表达式：

R(l)＝Y_n(l)/G(l)

G(l)=CΩ=ΣK=05ckek×j2πl/6=c0e0xj2πl/6+c1e1xj2πl/6+c2e2xj2πl/6+]]>

c3e3xj2πl/6+c4e4xj2πl/6c5e5xj2πl/6]]>

=1-15Σk=15ej2πlk/6]]>

Ω＝(e⁰，e^j2πl/6，e^j2×2πl/6，e^j2×3πl/6，e^j2×4πl/6，e^j2×5πl/6)

(5)最后求解出圆度误差序列和机床主轴旋转误差序列：

r(n)=DFT-1[Yn(l)G(l)],(n=0,1,2.....N-1)]]>

式中代表对进行反傅立叶变换。

(6)然后把(5)中求解出的圆度误差序列r(n)代入式：δ(n)＝y₀(n)-r(n)即可得到主轴运动误差。