一种在线测量竖直平行平面位置关系的检测机构

发布时间：2021-03-08 11:20

　　由于机床具有质量大且不易移动的特点,因此对其竖直定位面位置误差进行现场测量一直是个难题.为此,设计了可以现场测量竖直平行面位置关系的检测机构.该检测机构可以利用自身与平行平面形状轮廓间的几何关系,将已知基准平面形状轮廓分离,从而计算出被测平面的形状轮廓.依据计算出的形状轮廓与已知被测平面形状轮廓间的差异,可以确定两平行平面的位置关系.同时介绍了检测机构原理,给出了检测方案,开发了位置关系描述算法,并进行了测量试验.试验结果表明:该检测机构能够准确获得两竖直平行平面的位置关系. 

【文章来源】：东北大学学报(自然科学版). 2020,41(11)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

检测机构

当接触线A和检测线C所在平面绝对平行时，如图2a所示．此时检测数据为固定值，定义为初始零点X0．当考虑两个平面的表面形状轮廓时，检测线C的位置会发生改变，检测数据将发生变化，如图2b所示．此时测量值和初始零点之间的差值为检测线C与接触线A所在平面的位移差．图3为测量两平行平面时的模型．测量前，在两竖直平面上标定好起点和终点，之后推动检测机构沿测量方向运动，直至A到达终点为止，该过程的测量值为有效测量值．因为检测机构的测量路径为两表面最高点沿水平面的投影，因此将有效检测值与初始零点X0进行比较，可得到组合投影波形．

图3为测量两平行平面时的模型．测量前，在两竖直平面上标定好起点和终点，之后推动检测机构沿测量方向运动，直至A到达终点为止，该过程的测量值为有效测量值．因为检测机构的测量路径为两表面最高点沿水平面的投影，因此将有效检测值与初始零点X0进行比较，可得到组合投影波形．由于传感器的测量值随时间变化，想要获得对应检测位置的测量值，需要开发算法将测量值的对应关系由时间-测量值转换为位置-测量值．转换后的波形包含检测线C与接触线A的相对位移和检测机构的运动误差，而运动误差占波形中极小的成分．通过MATLAB中的神经网络拟合工具提取出波形的趋势曲线，可以获得波形的趋势，同时将运动误差的影响消除．而在进行两个平面位置关系检测前，PC,PD的表面形状轮廓已经通过其他测量方法得到，故为已知量．之后依据检测机构与PC,PD间的几何关系计算出PD平面的形状轮廓．当PC和PD平行时，计算出的PD表面形状轮廓与已知PD表面形状轮廓相同．如果两个结果存在差异，说明PC和PD存在位置关系．然后，根据计算出的PD表面形状轮廓与已知PD表面形状轮廓间的差异，确定两平面的位置关系．


本文编号：3070961