[发明专利]一种用于六方轴直线度检测系统的误差补偿方法

说明书

本发明公开了一种用于六方轴直线度检测系统的气动三爪卡盘偏心误差补偿方法。针对六方轴直线度检测系统中气动三爪卡盘偏心所产生的回转误差，分为测量和补偿两个阶段；采用六方轴相对面相减原理获取在三组相对面方向上的偏移量；在测量回转误差过程中系统考虑轴自身弯曲所产生的挠度误差，并据此作为回转误差补偿方程中的测量量进行修正，从而构建误差补偿模型。

技术领域

本发明涉及直线度测量技术领域，具体涉及一种用于六方轴直线度检测系统的误差补偿方法。

背景技术

气动三爪卡盘是一种利用均布在卡盘体上的活动夹爪径向移动实现对工件定位夹 持的机械装置，由卡盘、活动夹爪、气压回转器和电控部分等连接组件组成。利用气 动三爪卡盘夹持工件，安装过程简便省力，可实现自动定心，夹持力稳定可调。随着 市场需求不断变化，一些高精度设备对气动三爪卡盘的自动定心精度要求也相对提高。 但在实际测量时，所夹持工件的表面结构、驱动电机转速等因素会造成三个活动夹爪 的作用线交点偏离，即夹持中心点偏离理想中心点，从而产生回转误差。因而对气动 三抓卡盘的回转误差进行补偿是提高六方轴直线度测量精度的重要因素。

误差补偿是仪器设计和机械加工的重要内容。对于轴的回转误差，常见的误差补偿方法是先进行误差来源分析，并针对每种误差分析其对测量结果的影响形式；其次 通过某种方式获取误差修正量，建立相应的数学模型，再从测量数据中消除误差分量， 达到提高测量精度的目的。该方法主要应用于圆度、圆柱度以及圆轴的回转误差等误 差测量领域，采用反向法将传感器放置在不同位置，同时或分序对同一待测量进行反 复测量，利用确定的位置关系和相同或已知的测量条件，根据多次的测量结果按照建 立的数学模型求解误差修正量并对测量数据进行误差补偿。但随着传感器位置改变， 需要进行多次或多位测量，计算复杂度和测量复杂度随之增加，而且不能适用于动态 模型中的实时补偿。传统的方法多数是基于圆轴来获取误差修正量，而现有研究缺乏 对于表面不规则的轴进行回转误差的测量以及误差补偿。因此，如何提供一种用于六 方轴直线度检测系统的气动三爪卡盘偏心误差补偿方法成为本领域技术人员亟需解 决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种用于六方轴直线度检测系统的气动三爪卡盘偏心误差补偿方法，对测量六方轴直线度过程中因气动三爪卡盘偏心产生的回转误差进 行补偿，采用六方轴相对面相减法能够实时检测和补偿每个测量点在三组相对面方向 上的偏移量误差，利用旋转六方轴的反向法能够消除挠度误差的影响，提高误差补偿 模型的补偿精度，并且能够提高六方轴直线度测量精度。

本发明在第一方面提供了一种用于六方轴直线度检测系统的误差补偿方法，包括如下步骤：

(1)选取长度为S的标定六方轴，并将所述标定六方轴装载至所述六方轴直线度检测系统；

(2)在所述标定六方轴上与左侧气动三爪卡盘距离为m的实际测量点C处进行测量，得到所述标定六方轴三组相对面方向上的偏移量(C_α，C_β，C_γ)，并将其转 换为C点的轴心矢量坐标(x_c,y_c)；将所述标定六方轴在C点挠度误差为0时的理 想测量点定义为C′，设理想测量点C′的轴心矢量坐标为(x'_c,y'_c)，点C相对 于点C′的挠度误差为(Δx_c,Δy_c)，则有(x_c,y_c)＝(x'_c+Δx_c,y'_c+Δy_c)；