[发明专利]基于非接触传感器且工件可偏置的内圆度测量方法及装置

摘要

本发明涉及基于非接触传感器且工件可偏置的内圆度测量方法及装置，该测量装置包括机械系统和控制系统，机械系统包括仪器外壳、仪器主轴、传感器支架和安装在传感器支架上的非接触传感器，传感器支架设置在仪器主轴的外端；通过采集仪器主轴沿Z轴方向的直线位移信号、仪器主轴带动非接触传感器沿C轴方向旋转时的非接触传感器读数信号以及与各读数信号对应的沿C轴方向的角位移信号，根据这些信号构建传感器读数与理论计算的距离的之和最小的目标函数并求解，得到被测工件的内圆度；测量过程中不需要精确对准主轴轴线和内孔轴线的同心度，即可以偏心放置，解决了由于仪器旋转轴与内孔中心轴的偏差导致测量结果不准确的问题。

主权项

1.一种基于非接触传感器且工件可偏置的内圆度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)采集数据：/n通过主轴带动非接触传感器在被测工件的内孔旋转至少一周，采集非接触传感器在被测工件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传感器的角位移θ_i，旋转过程中，保持非接触传感器的转动轴线与被测工件的轴线平行；/n2)建立非接触传感器的理论测量值与非接触传感器的偏置距、非接触传感器的零示值距离、非接触传感器的角位移、被测工件的内孔的中心和被测工件的内孔半径的关系：/n在所述待测截面上，以非接触传感器的测量中心为A点，C点为非接触传感器的示值零点位置，A点向主轴的轴线作垂线，其交点为O点，以O点作为原点，建立X-O-Y坐标系，被测工件的内孔的中心为H点即(X_H，Y_H)，被测工件的内孔半径为R，B为M个采样点中的任一个，线段OA为非接触传感器的偏置距a，线段AC为非接触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：/n /n /n /nB点的坐标还满足下式：/n /n因此，B点的坐标标记为：/n /n则理论距离即线段CB的长度为：/n /n3)构建使被测工件的内孔的所有采样点的非接触传感器的读数c_i与对应理论距离的差值之和最小的目标函数min f(R,X_H,Y_H)，求解该目标函数得到R和H点坐标：/n其中，/n /n限定方程为：/n|R-R₀|≤δ_R/n /n /n式中，R₀、X_H0和Y_H0分别为通过直接测量得到的被测工件的内孔半径、被测工件的内孔圆心横坐标和纵坐标的估计值，δ_R、和分别为被测工件的内孔半径、被测工件的内孔圆心横坐标和纵坐标的最大偏差值。/n