[发明专利]高速回转智能镗杆径向微位移实时检测方法及装置

权利要求书

1.一种高速回转智能镗杆径向微位移实时检测方法，其特征在于：

步骤1），在高速回转智能镗杆同一截面处正交布置第一电涡流微位移传感器和第二电涡流微位移传感器，测量智能镗杆径向进给信号，同时于主轴末端安装光电编码器，以测量智能镗杆回转角度信号；

步骤2），当智能镗杆转到光电编码器零位时触发采样，每采样一个角度下的信号，分别经过第一前置器和第二前置器，再经滤波电路滤波，传输给数据采集卡，进行智能镗杆回转多圈的采样，在极坐标下，用最小二乘原理求解被测截面极径傅里叶级数的一阶谐波系数，得出由智能镗杆初始预压力下形成的偏心量e；

步骤3），再根据两路电涡流微位移传感器进给信号和光电编码器角度信号，推导出智能镗杆径向微位移量。

2.根据权利要求1所述的高速回转智能镗杆径向微位移实时检测方法，其特征在于：

所述步骤2）中进行智能镗杆回转多圈的采样，在极坐标中，建立公式：式中：r(θ)为被测截面在转角θ时的极径，r₀为被测截面轮廓的直流分量，n为被测截面轮廓谐波分量的最大阶数，a_i、b_i分别为第i阶谐波分量的傅里叶系数；

其中当i=1时，被测截面就是半径为r₀、圆心偏离原点的一个圆，a₁cosθ+b₁sinθ决定了圆心在极坐标中的位置，偏心量该偏心方向与刀具径向进给方向一致，实际加工时的径向进给量则是检测的截面中心偏移量与该初始进给量之差；

所述步骤3）根据两路电涡流微位移传感器进给信号和光电编码器角度信号，在镗杆被测截面中建立镗杆径向进给微位移的计算公式为：

[(e+t)sinθ]²+[(e+r+ρ₁)-(e+t)cosθ]²＝r²

[(e+t)cosθ]2+[(r2-e2+ρ2)-(e+t)sinθ]2=r2]]>

两式展开相减并化简，可得：

t=(ρ1+r+e)2-(ρ2+r2-e2)22(ρ1+r+e)cosθ-2(ρ2+r2-e2)sinθ-e]]>

其中：t为智能镗杆被测截面中心的微位移量，e为智能镗杆被测截面初始偏心量，r为智能镗杆被测截面圆的半径，ρ₁、ρ₂分别为两路电涡流微位移传感器测得变化值，θ为该时刻镗杆转过的角度；

由于实际检测过程中，θ采样值不是连续的，且由于智能镗杆径向回转误差及被测截面的圆度误差的存在，上式出现分母为零的情况不应是某一角度值，为此应设置一安全区域以消除由于数值计算时的公式失效，当取该区域的范围为±λ时，得到智能镗杆径向微位移的实时检测计算公式为：