[发明专利]一种成型磨砂轮修整数据获取方法

权利要求书

1.一种成型磨砂轮修整数据获取方法，其特征在于，该方法将复杂型线型面零件的试制加工件安装于多轴联动精密测量系统，并将基本数据输入多轴联动精密测量系统的配套软件中后，将被测零件一个齿形的测量以节圆为界限分为三段，采用分段两轴联动的测量路径规划运动控制方案，对测量数据采用等弧长微分采样方式实施采集，然后拟合理论设计点确定各点法矢，以各理论设计点为移动窗插值中心，采用移动窗拉格朗日插值多项式，确定测量数据在理论设计点处局部曲线函数，根据各理论设计点、法矢、局部曲线计算理论设计点到局部曲线的距离，该距离即为砂轮各理论设计点的法向误差值，即砂轮的二次修整参考数据；

该方法具体包括以下步骤：

步骤1：试加工

使用按照设计参数生产的砂轮进行成型磨加工，获得复杂型线型面零件的试制加工件，所述试制加工件为螺旋转子；

步骤2：基本数据输入多轴联动精密测量系统

将试制加工件安装于多轴联动精密测量系统，并将试制加工件的基本数据输入多轴联动精密测量系统的配套软件中，所述基本数据包括试制加工件的型线或型面的理论设计点；

步骤3：测量数据采集方式

测量数据采集方式采用等弧长微分采样方式；测点分布根据试制加工件外形曲率的变化而变化，自适应分布测点的疏密；具体方法如下：在极角为α处，该曲线的极径值为ρ；当dθ足够小时，即dθ趋近于0时，极角为α+dθ的相位处，极径值的变化极小能够忽略，从而这两测点近似为同一微圆弧上的两点；该微圆弧长度dl＝ρ·dθ，在[0,θ]积分，即可得到[0,θ]极角范围内曲线的弧长l，

步骤4：测量路径规划

测量过程中为了实现测头遍历螺旋转子齿形表面，根据螺旋转子的理论设计点规划多轴联动精密测量系统各轴联动控制的方案，并采用分段两轴联动的测量路径规划运动控制方案；

步骤5：测量数据处理

拟合理论设计点确定各点法矢，以各理论设计点为移动窗插值中心，采用移动窗拉格朗日插值多项式，确定测量数据在理论设计点处局部曲线函数，根据各设计点、法矢、局部曲线计算理论设计点到局部曲线的距离。

2.根据权利要求1所述的一种成型磨砂轮修整数据获取方法，其特征在于，等弧长微分采样的具体方法为：在测量中，多轴联动精密测量系统时刻监测测头所处位置，并及时传送至计算机；计算机根据当前测点位置与前一个已得测点位置，分析计算测头已运动的弧长L；当该弧长L超过或等于给定的采样弧长步距ΔL，计算机记录测头当前坐标信息，并将测头当前所处测点作为下一次计算弧长的起点；如此反复不断的运算，即可将连续曲线按等弧长的方式离散，从而获得所有离散数据。

3.根据权利要求2所述的一种成型磨砂轮修整数据获取方法，其特征在于，步骤5的具体实现方法如下：

(1)理论设计点曲线拟合

为了计算理论设计点{(X_j,Y_j),j＝0,1,...,N}各点对应的误差，确定离散的各理论设计点的法矢方向；根据理论设计点拟合一条理论曲线Y＝F(X)，可得每点的切线方向向量为(1,F′(X_j))，而该点的法矢方向向量满足关系：从而确定

(2)测量数据分析

采用微分包络原理进行型线建模，确定复杂型线型面零件轮廓上的测量数据点集{(x_j,y_j),j＝0,1,...,n}，并采用移动窗多项式插值的方式拟合离散数据，处理方法如下：

公式中：k点为大于待插值x_m处且距离待插值理论设计点处最近的测量数据已知点；p为k点两侧选取的测量数据点数；

(3)理论设计点法向误差

计算各理论设计点法向误差时，以理论设计点(X_j,Y_j)为移动窗插值的中心，在测量数据点集中选取X_j附近若干点进行拉格朗日多项式插值；通过理论设计点(X_j,Y_j)及其对应的法矢方向向量计算理论设计点沿法矢方向距离多项式L_j(x)曲线的距离，该距离即是理论设计点沿曲线法矢方向的误差值δ_j；

按照上述方法进行数据处理，即可得出复杂型线型面零件轮廓上各理论设计点法矢方向的误差，该误差值便是砂轮二次修型的参考数据。