一种基于奇异率分析的四点圆柱度测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于奇异率分析的四点圆柱度测量方法，测量通过轴向三截面四传感器采集到的多圈测量信号，得到被测圆柱截面形状和轴系跳动以及测量架直线误差运动的混合信号；根据先验截面形状信号周期，首先采取奇异值分解法提取基波信号，再对残余信号进行奇异率谱分析测定截面的跳动周期；最后采取对径传感器测量信号相加和顺序矢量三点直线度误差分离方法，去除测量过程中的各种误差运动后得到实际的截面形状，进而得到了各截面圆的相对半径、不圆度以及最小二乘中心矢量，通过拟合测定被测圆柱的空间弯曲中线，实现基于国际标准所定义的圆柱体廓形的测量重构。本发明专利技术具有传感器数目少，抗干扰能力强，测量系统结构简单的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于奇异率分析的四点圆柱度测量方法
本专利技术涉及精密测试技术以及大型原位测量装备设计制造领域，具体地说是面向大型圆柱圆柱度测量的一种基于奇异率分析的四点圆柱度测量方法。
技术介绍
大型精密轴辊是新能源、舰艇、船舶、造纸、采矿等领域用于制作大尺寸太阳能电池板，轮船汽车钢板，液晶屏，高品质纸张等的核心构件，其尺寸大至米级的直径和数米的长度，其廓形的精度，即圆柱度误差等误差会复制到所生产的产品上，是决定产品表面质量的重要因素。因此大型轴类零件形状检测精度标志着一国高端装备制造业的技术水平及其产品的国际竞争力，故研究面向大型圆柱度误差分离方法具有重要的经济、科学意义和应用价值。在现有的研究中已经证明：采用多点误差分离技术实现轴系的回转误差运动与导轨直线运动的全谐波分离是获得高精度圆柱度原位测量的必由之路[EndoK,GaoW,YiyonoS.2003Anewmulti-probearrangementforsurfaceprofilemeasurementofcylinders.JSMEIntJSerC461531-1537]。基于此，许多学者提出了5～6点圆柱廓形测量方法[GaoW,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于奇异率分析的四点圆柱度测量方法，是应用于由Z导轨和Y导轨共同支撑的测量架在Y‑Z方向移动、由支撑轴系支撑并带动被测体旋转所组成的测量系统中，所述Z导轨与所述被测体的轴向平行，且支撑测量架沿着Z方向的步距为d；其特征在于所述测量方法是按如下步骤进行：步骤1、数据采集：步骤1.1、在所述测量架(8)上设置左中右三个截面，所述三个截面垂直于所述Z导轨(7)移动方向，且三个截面之间的距离为d；在左截面上沿X方向对径配置两个传感器，分别为第一传感器(1)、第二传感器(2)；步骤1.2、在中截面和右截面上沿X方向并且和第二传感器(2)的同一母线上分别配置有第三传感器(3)和第四传感器(4)；步...

【技术特征摘要】
1.一种基于奇异率分析的四点圆柱度测量方法，是应用于由Z导轨和Y导轨共同支撑的测量架在Y-Z方向移动、由支撑轴系支撑并带动被测体旋转所组成的测量系统中，所述Z导轨与所述被测体的轴向平行，且支撑测量架沿着Z方向的步距为d；其特征在于所述测量方法是按如下步骤进行：步骤1、数据采集：步骤1.1、在所述测量架(8)上设置左中右三个截面，所述三个截面垂直于所述Z导轨(7)移动方向，且三个截面之间的距离为d；在左截面上沿X方向对径配置两个传感器，分别为第一传感器(1)、第二传感器(2)；步骤1.2、在中截面和右截面上沿X方向并且和第二传感器(2)的同一母线上分别配置有第三传感器(3)和第四传感器(4)；步骤1.3、在所述被测体(6)上沿轴向划分M个测量截面，各测量截面之间的距离为d；定义测位号J，J＝1,2，…，M；步骤1.4、初始化J＝1；步骤1.5、移动测量架(8)，使所述测量架(8)上左截面位于被测体(6)第J测量截面上；步骤1.6、由支撑轴系(5)带动所述被测体(6)旋转m周，m取值为5-10，使得所述第一传感器(1)、第二传感器(2)能采集所述被测体(6)第J截面上m周的测量数据,每周数据量为每周采样点数N；所述第三传感器(3)采集所述被测体(6)第J+1测量截面上m周的测量数据；所述第四传感器(4)采集所述被测体(6)第J+2截面上m周的测量数据；从而完成第J测位的测量，获得第J测位的测量数据；所述第J测位的测量数据包括：第J测位的左截面数据、第J测位的中截面数据和第J测位的右截面数据；步骤1.7将J+1赋值给J，并判断J>M是否成立，若成立，则表示完成M个测位的测量，获得M个测位的测量数据；否则，返回步骤1.5顺序执行；步骤2、用奇异值分解方法提取第J测量截面的基波信号，该基波信号中含有第J测量截面的形状信号以及X方向上跳动中与形状相同的谐波分量；以下所有步骤均...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文文，陈婉玉，付俊森，周旭怀，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34