[发明专利]车削刀具弯曲形变检测方法及系统

权利要求书

1.一种车削刀具弯曲形变的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，构建三次样条插值函数；以及

步骤S2，用此三次样条函数获得车刀在加工中的弯曲变形状态；

所述步骤S1中构建三次样条插值函数的方法包括：

通过三个变极距型电容传感器分别采集刀柄上三个固定点在主切削力作用下的径向应变，以此为采样数据构建三次样条插值函数；

其中，变极距型电容传感器为载体，用变极距的方式检测电容变化得到刀柄固定点在主切削力作用下的径向应变，以此为采样数据构建三次样条插值函数，用此三次样条函数描述车刀加工中的弯曲形变状态曲线，根据状态曲线可以得到刀具相关位置与理想位置的偏差，进而为精密车削加工中的刀具误差补偿提供刀具形变相关数据，以进一步提高加工精度。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，

通过三个变极距型电容传感器分别采集刀柄上三个固定点在主切削力作用下的径向应变，以此为采样数据构建三次样条插值函数的方法包括：

根据三个固定点和刀柄表面为坐标轴建立坐标系，由三个固定点获得三次样条曲线；

设定三个固定点的采样值，且从坐标原点位x₀依次向外分别为x₁,x₂,x₃,三个固定点在坐标系中的y方向的位移量y_i，且i＝0,1,2,3，即为各固定点的形变值；

利用分段三次埃尔米特插值，即

假定S'(x_i)＝m_i，则

上式中，α_i(x)是关于三次样条插值函数的节点插值函数：

β_i(x)是关于三次样条插值函数的弯矩插值函数：

m_i表示在各固定点的截面处的弯矩。

3.一种车削刀具弯曲形变的检测系统，其特征在于，包括：

三次样条插值函数，且通过三次样条插值函数获得车刀在加工中的弯曲变形状态；

所述三次样条插值函数适于通过三个变极距型电容传感器分别采集刀柄上三个固定点在主切削力作用下的径向应变，以此为采样数据构建三次样条插值函数；

其中，变极距型电容传感器为载体，用变极距的方式检测电容变化得到刀柄固定点在主切削力作用下的径向应变，以此为采样数据构建三次样条插值函数，用此三次样条函数描述车刀加工中的弯曲形变状态曲线，根据状态曲线可以得到刀具相关位置与理想位置的偏差，进而为精密车削加工中的刀具误差补偿提供刀具形变相关数据，以进一步提高加工精度。

4.根据权利要求3所述的检测系统，其特征在于，

通过三个变极距型电容传感器分别采集刀柄上三个固定点在主切削力作用下的径向应变，以此为采样数据构建三次样条插值函数的方法包括：

根据三个固定点和刀柄表面为坐标轴建立坐标系，由三个固定点获得三次样条曲线；

设定三个固定点的采样值，且从坐标原点位x₀依次向外分别为x₁,x₂,x₃,三个固定点在坐标系中的y方向的位移量y_i，且i＝0,1,2,3，即为各固定点的形变值；

利用分段三次埃尔米特插值，即

假定S'(x_i)＝m_i，则

上式中，α_i(x)是关于三次样条插值函数的节点插值函数：

β_i(x)是关于三次样条插值函数的弯矩插值函数：

m_i表示在各固定点的截面处的弯矩。