基于测量轴与同轴度评定轴基准统一的同轴度测量方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于测量轴与同轴度评定轴基准统一的同轴度测量方法及系统，属于同轴度测量技术领域，其中，该方法包括：建立测量坐标系和评定坐标系，在测量坐标系下测量标准器的两端圆心位置；根据两端圆心位置求解评定坐标系与测量坐标系之间的旋转矩阵；在测量坐标系下测量第j个测量截面圆心位置，根据旋转矩阵求解评定坐标系下标准器第j个测量截面偏心，其中，j为正整数；迭代执行前一步测量多个测量截面偏心进行标准器同轴度评定。该方法通过坐标变换，实现了同轴度标准器测量和评定基准的统一，对提高同轴度测量精度具有重要意义。义。义。

【技术实现步骤摘要】
基于测量轴与同轴度评定轴基准统一的同轴度测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及同轴度测量
，特别涉及一种基于测量轴与同轴度评定轴基准统一的同轴度测量方法及系统。

技术介绍

[0002]同轴度是回转类零件位置误差检测的重要指标之一，回转类零件同轴度要靠同轴度测量仪器来保证。同轴度测量仪器则要靠同轴度标准器来检测。同轴度标准器是检测同轴度测量仪器精度的重要计量器具，是比同轴度测量仪器精度还要高的计量器具。谭久彬院士曾说：“高端装备是工业母机制作出来的。为保证高端装备制造精度，工业母机的精度要比高端装备的精度高一个数量级，至少要高三倍；那么工业母机的精度又是靠超精密测量仪器。超精密测量仪器的精度要比工作母机高出一个数量级，又至少要高三倍，这样才能保证工业母机的精度。”因此要保证回转类零件转子装配同轴度精度，首先要保证同轴度测量仪器精度，要保证同轴度测量仪器精度。则必须保证同轴度标准器精度。
[0003]同轴度测量常采用气浮转台加打表的方法实现同轴度的测量，同轴度标准器在转台上进行测量时以转台回转轴线作为测量轴，但同轴度标准器在进行同轴度评定时以两端测量环带中心连线作为评定轴线。同轴度在测量时由于转台倾斜或者标准器测量误差，导致其测量轴与同轴度评定轴产生偏差，同轴度的测量和评定基准发生了变化，继而影响同轴度测量精度。目前，国内外专家学者提出了很多同轴度测量模型和误差补偿模型，但还未有基于同轴度评定轴与测量轴基准统一进行同轴度测量的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种基于测量轴与同轴度评定轴基准统一的同轴度测量方法，该方法对测量轴与同轴度评定轴进行基准统一进而提高标准器同轴度测量精度。
[0006]本专利技术的第二个目的在于提出一种基于测量轴与同轴度评定轴基准统一的同轴度测量系统。
[0007]本专利技术的第三个目的在于提出一种计算机设备。
[0008]本专利技术的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
[0009]为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了基于测量轴与同轴度评定轴基准统一的同轴度测量方法，包括以下步骤：步骤S1，建立测量坐标系和评定坐标系，在所述测量坐标系下测量标准器的两端圆心位置；步骤S2，根据所述两端圆心位置求解所述评定坐标系与所述测量坐标系之间的旋转矩阵；
[0010]步骤S3，在所述测量坐标系下测量第j个测量截面圆心位置，根据所述旋转矩阵求解所述评定坐标系下标准器第j个测量截面偏心，其中，j为正整数；以及步骤S4，迭代执行
步骤S3测量多个测量截面偏心进行标准器同轴度评定。
[0011]本专利技术实施例的基于测量轴与同轴度评定轴基准统一的同轴度测量方法，通过坐标变换，实现了同轴度标准器测量和评定基准的统一，对提高同轴度测量精度具有重要意义，利用本专利技术测量的标准器有助于实现测量仪器的高精度、超精密量值溯源和量值传递，对于计量和校准均有重要意义。
[0012]另外，根据本专利技术上述实施例的基于测量轴与同轴度评定轴基准统一的同轴度测量方法还可以具有以下附加的技术特征：
[0013]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述测量坐标系以标准器下端面圆心O1为圆心，以转台0
°
为x轴，以转台回转轴为z轴，所述评定坐标系以标准器下端面圆心O1为圆心，以O1和O2连线为z轴，其中，O2为所述测量坐标系的上端圆心。
[0014]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S2具体包括：步骤S201，根据所述两端圆心位置，确定圆心O2在所述测量坐标系下的第一位置向量，以及圆心O2在所述评定坐标系下的第二位置向量；步骤S202，根据所述第一位置向量和所述第二位置向量评定轴方向向量；步骤S203，根据所述轴方向向量确定单位向量，根据所述单位向量、所述第一位置向量和所述第二位置向量求解旋转矩阵。
[0015]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S3具体包括：步骤S301，根据所述旋转矩阵设所述测量坐标系下标准器第j个测量截面几何形心O
jc
(x
jc
,y
jc
,z
jc
)在所述评定坐标系下表示为O
je
(x
je
,y
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,z
je
)；步骤S302，根据所述O
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(x
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,y
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,z
je
)求解所述评定坐标系下标准器第j个测量截面偏心。
[0016]为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了基于测量轴与同轴度评定轴基准统一的同轴度测量系统，包括：构建坐标系模块，用于建立测量坐标系和评定坐标系，在所述测量坐标系下测量标准器的两端圆心位置；求解旋转矩阵模块，用于根据所述两端圆心位置求解所述评定坐标系与所述测量坐标系之间的旋转矩阵；求解测量截面偏心模块，用于在所述测量坐标系下测量第j个测量截面圆心位置，根据所述旋转矩阵求解所述评定坐标系下标准器第j个测量截面偏心；以及同轴度评定模块，用于迭代执行所述求解测量截面偏心模块测量多个测量截面偏心进行标准器同轴度评定。
[0017]本专利技术实施例的基于测量轴与同轴度评定轴基准统一的同轴度测量系统，通过坐标变换，实现了同轴度标准器测量和评定基准的统一，对提高同轴度测量精度具有重要意义，利用本专利技术测量的标准器有助于实现测量仪器的高精度、超精密量值溯源和量值传递，对于计量和校准均有重要意义。
[0018]另外，根据本专利技术上述实施例的基于测量轴与同轴度评定轴基准统一的同轴度测量系统还可以具有以下附加的技术特征：
[0019]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述测量坐标系以标准器下端面圆心O1为圆心，以转台0
°
为x轴，以转台回转轴为z轴，所述评定坐标系以标准器下端面圆心O1为圆心，以O1和O2连线为z轴，其中，O2为所述测量坐标系的上端圆心。
[0020]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述求解旋转矩阵模块具体包括：确定单元，用于根据所述两端圆心位置，确定圆心O2在所述测量坐标系下的第一位置向量，以及圆心O2在所述评定坐标系下的第二位置向量；评定单元，用于根据所述第一位置向量和所述第二位置向量评定轴方向向量；第一求解单元，用于根据所述轴方向向量确定单位向量，根
据所述单位向量、所述第一位置向量和所述第二位置向量求解旋转矩阵
[0021]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述求解测量截面偏心模块具体包括：设定单元，用于根据所述旋转矩阵设所述测量坐标系下标准器第j个测量截面几何形心O
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jc
)在所述评定坐标系下表示为O
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于测量轴与同轴度评定轴基准统一的同轴度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，建立测量坐标系和评定坐标系，在所述测量坐标系下测量标准器的两端圆心位置；步骤S2，根据所述两端圆心位置求解所述评定坐标系与所述测量坐标系之间的旋转矩阵；步骤S3，在所述测量坐标系下测量第j个测量截面圆心位置，根据所述旋转矩阵求解所述评定坐标系下标准器第j个测量截面偏心，其中，j为正整数；以及步骤S4，迭代执行步骤S3测量多个测量截面偏心进行标准器同轴度评定。2.根据权利要求1所述的基于测量轴与同轴度评定轴基准统一的同轴度测量方法，其特征在于，所述测量坐标系以标准器下端面圆心O1为圆心，以转台0
°
为x轴，以转台回转轴为z轴，所述评定坐标系以标准器下端面圆心O1为圆心，以O1和O2连线为z轴，其中，O2为所述测量坐标系的上端圆心。3.根据权利要求1所述的基于测量轴与同轴度评定轴基准统一的同轴度测量方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：步骤S201，根据所述两端圆心位置，确定圆心O2在所述测量坐标系下的第一位置向量，以及圆心O2在所述评定坐标系下的第二位置向量；步骤S202，根据所述第一位置向量和所述第二位置向量评定轴方向向量；步骤S203，根据所述轴方向向量确定单位向量，根据所述单位向量、所述第一位置向量和所述第二位置向量求解旋转矩阵。4.根据权利要求1所述的基于测量轴与同轴度评定轴基准统一的同轴度测量方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：步骤S301，根据所述旋转矩阵设所述测量坐标系下标准器第j个测量截面几何形心O
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(x
jc
,y
jc
,z
jc
)在所述评定坐标系下表示为O
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(x
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,z
je
)；步骤S302，根据所述O
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(x
je
,y
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,z
je
)求解所述评定坐标系下标准器第j个测量截面偏心。5.一种基于测量轴与同轴度评定轴基准统一的同轴度测量系统，其特征在于，包括：构建坐标系模块，用于建立测量坐标系和评定坐标系，在所述测量坐标系下测量标准器的两端圆心位置；求解旋转矩阵模块，用于根据所述两端圆心位置求解所述评定坐标系与所述测量坐标系之间的旋转矩阵；求解测量截面...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永猛，栗瑞瑞，孙传智，谭久彬，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：