一种基于时空同步的导轨直线度误差惯性测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于时空同步的导轨直线度误差惯性测量方法，该方法主要包括：首先利用采集卡采集紧固于被测导轨运动平台上的低频加速度计信号；其次通过电涡流位移传感器脉冲标志信号触发实现采集卡多组加速度信号的同步采集；然后将采集加速度信号积分速度，基于多速测量方案，消除导轨倾角带来的误差影响；基于多点调控方法，利用电涡流位移传感器实现积分趋势项消除；最后采用多速测量方案，分频段处理融合后得到导轨直线度误差。相比于现有的测量方法，本方法具有低成本、灵活、高效、简单等优势，可实现全频带导轨直线度误差在线测量。在线测量。在线测量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时空同步的导轨直线度误差惯性测量方法


[0001]本专利技术属于运动测量领域，更为具体地讲，尤其涉及一种导轨直线度误差测量方法。

技术介绍

[0002]精度作为数控机床最为重要的性能指标，探索高精度的加工制造技术一直都是制造类企业永恒追求的目标，但是相比于国外高端机床产品，约50％国产机床在精度保持性方面仍存在着一定差距。精度退化会严重限制所加工产品的精度与品质，降低关重零件的服役可靠性。为得到数控机床的实时精度，需长效监测机床误差并及时补偿，以延长机床使用寿命。因此，研究一种方便快捷的高精度数控机床多自由度误差在线测量方法变得尤为重要。
[0003]目前，常用的机床直线度误差测量方法有光学直接测量方法和样件间接测量方法。光学直接测量方法中应用最为普遍的为激光干涉仪，其利用激光干涉原理并配合相应棱镜实现机床直线度误差测量。光学直接测量方法具有测量精度高、抗噪声干扰能力强等优势，但是，由于光路调节复杂、采样率低、灵活性差，并且难以应用于大行程机床误差测量；而且由于采样率低，难以利用误差细节特征进行磨损规律的早期判断。基于样件间接测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时空同步的导轨直线度误差惯性测量方法，其特征在于：所述测量方法包括以下步骤，S1：超低频加速度计紧固于导轨动平台上，超低频加速度计的数据采集卡采集1000
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2000Hz采样率的直线导轨的直线度误差加速度信号；S2：基于步骤S1成功安装超低频加速度计，设置电涡流位移传感器作为超低频加速度计和其数据采集卡的同步脉冲触发器，通过触发器触发电涡流位移传感器产生标志脉冲信号，设置数据采集卡脉冲触发，实现脉冲信号与超低频加速度计采集信号时域对应，最终实现导轨的直线度误差信号与超低频加速度计采集信号时空一致；S3：基于步骤S2实现同步采集，利用正弦叠加法建立导轨直线度误差模型与导轨倾角误差模型，采样多速测量方案，通过加速度信号积分计算得到带有倾角误差的速度值，消除与导轨位置相关的倾角引入的测量误差，进而得到只由直线度误差引起的加速度；S4：基于步骤S3获得的直线度误差加速度值进行二次积分，使用电涡流位移传感器获取机床首尾及中部多点直线度误差初始值，利用控制点约束调控方法，将积分趋势项数据采用坐标变换的方法进行旋转修正，消除积分趋势项误差；S5：基于步骤S3、S4确定超低频加速度计的解算算法，设置导轨动平台高速运动，超低频加速度计测量其误差低频项、中速测量误差中频项、低速测量误差高频项，相邻测速对应机床误差空间频率数据在空间波段上连续，将分频解算信号融合后得到机床直线度误差。2.根据权利要求1所述的一种基于时空同步的导轨直线度误差惯性测量方法，其特征在于：所述导轨相关位置处倾角误差消除，具体包括：(1)建立直线度误差模型与导轨倾角误差模型式中：E(x)表示导轨在位置x处的直线度误差；A
i
表示导轨误差幅值；f
i
表示导轨直线度误差空间频率；表示导轨初始相位角。Θ(x)表示导轨在位置x处的倾角误差；B
j
表示导轨倾角误差幅值；f
j
表示导轨倾角空间频率；表示导轨初始相位角；i表示导轨直线度正弦信号个数；j表示导轨倾角误差正弦信号个数。(2)导轨倾角误差影响消除实际测量带有倾角影响的加速度计实际采集信号如下：式中：A(t)表示实际测量中加速度计采...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志华，任子啸，蔡晨光，王海同，吕琦，夏岩，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：