【技术实现步骤摘要】
一种基于五系统误差耦合的圆柱轴向测量方法
[0001]本专利技术涉及表面轮廓测量
，是一种基于五系统误差耦合的圆柱轴向测量方法。
技术介绍
[0002]在高端智能制造领域，物体轮廓数据是实现精密加工、模型工程的基础。目前数字孪生、云制造等先进的智能制造系统已逐渐深入应用到高端智能机床、光刻机制造、火箭系统工程等超精密领域。这意味着物体建模精度需要达到微米级乃至纳米级，才能保证尖端加工制造系统的精度。超精密测量技术是实现物体轮廓高精度重建的方法，目前接触式测量精度可达到亚微米级乃至纳米级别，是保证精密模型工程高精度实现的一种有效方式。大型高精度圆柱回转体部件是精密机械制造领域的典型零件。关键机械部件，如高精度机床主轴和火箭涡轮泵等，均具有圆柱回转体结构。以圆柱度标准器模型工程为例，在进行圆柱度标准器表面轮廓测量时，其测量装置如超精密圆柱度仪存在多个系统误差。这些系统误差相互耦合会显著影响表面轮廓测量精度。因此改进表面轮廓测量模型，有效分离测量模型的多系统误差，对提高超精密测量精度，实现精密模型工程具有重要意义。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于五系统误差耦合的圆柱轴向测量方法，其特征是：所述方法包括以下步骤：步骤1：偏心误差在测量时引起圆柱构件轴向测量时采样角度发生偏移，确定实际采样角度偏移量；步骤2：测量过程中传感器的测量方向无法和采样方向重合，造成传感器的测头偏移误差，传感器的测头偏移误差和偏移误差耦合，共同导致采样角度发生偏移，确定传感器测头采样角度偏移量；步骤3：在测量结果中会耦合进测头半径误差，所述半径误差导致轴向轮廓垂直度测量值H增高，确定实际垂直度测量值H'的偏移量；步骤4：测头支杆倾斜误差和测头半径误差相互耦合，使得测点处表面跳动偏高，确定实际测点处的表面跳动值偏移量；步骤5：圆柱构件自身轴线和回转主轴轴线之间存在偏角，导致圆柱构件存在倾斜误差耦合在测量模型中，倾斜误差导致轴向轮廓垂直度测量值出现偏移，确定实际轴向端面跳动值偏移量；步骤6：传感器自动补偿测头半径引起的误差，测头支杆倾斜误差的耦合，导致测头半径依然会对测量影响，确定最终轴向端面跳动测量模型和实际采样角度，评定出端面的垂直度。2.根据权利要求1所述的一种基于五系统误差耦合的圆柱轴向测量方法，其特征是：所述步骤1具体为：偏心误差在测量时会引起圆柱构件轴向测量时采样角度发生偏移，通过下式确定实际采样角度偏移量：其中，e0为初始偏心量，α为相应偏心角，r0为拟合半径，θ'
i
为实际采样角度，θ
i
为理想采样角度。3.根据权利要求2所述的一种基于五系统误差耦合的圆柱轴向测量方法，其特征是：所述步骤2具体为：测量过程中传感器的测量方向无法和采样方向重合，造成传感器的测头偏移误差，测头偏移误差和偏移误差耦合，共同导致采样角度发生偏移，设d为传感器测头偏移量，通过下式确定传感器测头采样角度偏移量：4.根据权利要求3所述的一种基于五系统误差耦合的圆柱轴向测量方法，其特征是：所述步骤3具体为：传感器测量时并非以测头和圆柱轮廓表面的接触点为测点，而是以传感器球型测头的中心点为测点，在测量结果中耦合测头半径误差r，测头半径误差导致轴向轮廓垂直度测量值H偏高，通过下式表示实际垂直度测量值H'偏移量：ν
i
＝H
′‑
H＝r。5.根据权利要求4所述的一种基于五系统误差耦合的圆柱轴向测量方法，其特征是：所
述步骤4具体为：在测量中，测头在接触圆柱轮廓时需要传感器测杆偏斜一定的角度导致测头支杆倾斜误差和测头半径误差相互耦合，使得测点处表面跳动Δz
i
偏高，通过下式确定实际测点处表面跳动值偏移量：6.根据权利要求5所述的一种基于五系统误差耦合的圆柱轴向测量方法，其特征是：所述步骤5具体...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘永猛，梅英杰，谭久彬，孙传智，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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