[发明专利]基于参数辨识的内孔圆度在位测量方法

摘要

本发明涉及基于参数辨识的内孔圆度在位测量方法，该方法通过获取标准内孔的采样数据，并根据关键参数、标准内孔圆心坐标和各采样点的角位移计算得到对应采样点的传感器读数的理论距离，得到关键参数的辨识值；根据该关键参数的辨识值对被测工件内孔中各采样点坐标进行最小二乘圆拟合，得到被测工件内孔的圆心坐标和半径，根据圆心坐标各采样点的坐标确定被测工件内孔圆度，该方法避免了安装过程中的精细度无法保证导致的关键参数不准确的现象，可根据实际情况实时调节，使得测量的准确度较高，解决现有技术在检测内圆孔时由于仪器本身的安装误差导致仪器参数识别不准确造成测量结果误差较大的问题。

主权项

1.一种基于参数辨识的内孔圆度在位测量方法，其特征在于，包括以下步骤：1)采集数据：通过主轴带动非接触式位移传感器在标准工件的内孔旋转至少一周，采集非接触式位移传感器在标准工件内孔的待测截面处的一组读数c_i，同时记录相应读数所对应位置处所述非接触式位移传感器的角位移θ_i，旋转过程中，保持非接触式位移传感器的转动轴线与标准工件的轴线平行；通过主轴带动非接触式位移传感器在被测工件的内孔旋转至少一周，采集非接触式位移传感器在被测工件内孔一组读数d_i，同时记录相应读数d_i所对应位置处所述非接触式位移传感器的角位移β_i，旋转过程中，保持非接触式位移传感器的转动轴线与被测工件内孔的轴线平行；2)处理数据：建立非接触式位移传感器的理论测量值与非接触式位移传感器的偏置距、非接触式位移传感器的零示值距离、非接触式位移传感器的角位移、标准工件内孔中心和标准工件内孔半径的关系：在所述待测截面上，以非接触式位移传感器的测量中心为A点，非接触式位移传感器的示值零点位置为C点，A点向主轴轴线作垂线，其交点为O点，以O点作为原点，建立X‑O‑Y坐标系，标准工件内孔的中心为H点即(X_H，Y_H)，标准工件内孔半径为R，B为M个采样点中的任一个，线段OA为非接触式位移传感器的偏置距a，线段AC为非接触式位移传感器的零示值距离为b，线段CB的长度为理论距离，θ_i为对应B点的角位移数据，则A、B和C点的坐标分别为：B点的坐标还满足下式：因此，B点的坐标标记为：则理论距离即线段CB的长度为：3)计算非接触式位移传感器的偏置距和非接触式位移传感器的零示值距离：构建使标准工件内孔的所有采样点的非接触式位移传感器读数c_i与对应理论距离的差值之和最小的目标函数min f(a,b,X_H,Y_H)，求解该函数得到非接触式位移传感器的偏置距、非接触式位移传感器的零示值距离：其中，限定方程为：|a‑a₀|≤δ_a|b‑b₀|≤δ_b式中，a₀、b₀、X_H0和Y_H0分别为非接触式位移传感器的偏置距，非接触式位移传感器的零示值距离、标准工件内孔圆心横坐标和纵坐标的估计值，δ_a、δ_b、分别为非接触式位移传感器的偏置距、非接触式位移传感器的零示值距离、标准工件内孔圆心横坐标和纵坐标的最大偏差值；4)计算被测工件内孔圆度：根据得到的非接触式位移传感器的偏置距、非接触式位移传感器的零示值距离、被测工件内孔一组读数d_i、角位移β_i确定被测工件内孔各采样点的坐标：对各采样点坐标进行最小二乘圆拟合，得到被测工件内孔的圆心坐标和半径，根据圆心坐标各采样点的坐标确定被测空间内孔圆度。