專利名稱：一種孔心定位法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械加工定位領(lǐng)域，特別涉及一種孔心定位法。
背景技術(shù)：
在機(jī)械設(shè)備中，圓孔往往作為一種常見的結(jié)構(gòu)要素和軸、軸承等進(jìn)行配合，有著廣泛的應(yīng)用。機(jī)械配合級的特殊要求，使得針對任意大小的孔，加工要求都較高。在航海、航空和核電工業(yè)等一些涉及到國計(jì)民生的大型裝備上，有很聞的精度等級要求，而精確定位孔心是精加工孔時(shí)的第一步，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。例如，孔心同基準(zhǔn)的實(shí)際距離同圖紙上標(biāo)稱距離的偏差形成了孔的位置度；單孔內(nèi)，各圓截面的實(shí)際連心線同理想孔軸線的偏差范圍構(gòu)成了孔的同軸度；另外，孔心的實(shí)際連線與工件某一基準(zhǔn)還常有垂直度或平行度的要求， 這些參數(shù)都是孔的精度設(shè)計(jì)的組成部分，因而，能否快速、精確定位孔心，意義重大。目前，在機(jī)加工行業(yè)中，比較通用的孔心定位方法是百分表極值找正法。這種找正方法雖然可在機(jī)床坐標(biāo)系下進(jìn)行，但只可確定被測孔與作為基準(zhǔn)的另一結(jié)構(gòu)要素之間的相對坐標(biāo)值。簡述原理如下假定基準(zhǔn)與被測孔平行，同樣為孔，面向基準(zhǔn)孔的截面，將機(jī)床坐標(biāo)系的三個(gè)方向分別定為為左右、前后和上下。為了確定孔心同基準(zhǔn)在左右方向的相對坐標(biāo)首先，將百分表以適當(dāng)角度固定在主軸附件上，主軸上下移動(dòng)，測量基準(zhǔn)孔內(nèi)壁左側(cè)或右側(cè)，記錄百分表示數(shù)的最小值和此時(shí)的機(jī)床坐標(biāo)；其次，保持百分表狀態(tài)不變，以同樣的方式測量被測孔，找出百分表示數(shù)最小位置后，左右移動(dòng)主軸，并使百分表示數(shù)和上次記錄的最小值數(shù)據(jù)相等，此時(shí)，再次記錄機(jī)床坐標(biāo)。兩次機(jī)床左右坐標(biāo)值之差即為該方向上孔心和基準(zhǔn)的相對坐標(biāo)。同理，測出上下方向上的孔心相對坐標(biāo)。由此可見，百分表極值找正法的操作比較復(fù)雜，對于一個(gè)經(jīng)驗(yàn)欠缺的操作者而言，有相當(dāng)?shù)碾y度；同時(shí)，整個(gè)過程所占工時(shí)較多，對大型設(shè)備加工而言，往往需要數(shù)個(gè)小時(shí)，嚴(yán)重影響工廠加工效率。另外，還有其他許多優(yōu)秀的孔心定位方法，比如百分表三點(diǎn)找心法和標(biāo)記法等。發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下的缺點(diǎn)和不足現(xiàn)有技術(shù)中由于通過接觸進(jìn)行孔的定位，會(huì)出現(xiàn)外力的干擾，影響定位的精度；通過人工讀數(shù)，會(huì)存在一定的誤差，以及測量大型工件的過程復(fù)雜度較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種孔心定位法，本方法實(shí)現(xiàn)了無接觸式定位，通過數(shù)字顯示避免了人工讀數(shù)，并以機(jī)床主軸為測量回轉(zhuǎn)軸，實(shí)現(xiàn)工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的直接關(guān)聯(lián)，降低了測量大型工件的復(fù)雜度，詳見下文描述一種孔心定位法，所述方法包括以下步驟(I)將激光位移傳感器固定在數(shù)控機(jī)床的主軸上隨所述主軸旋轉(zhuǎn)；(2)所述激光位移傳感器沿圓周掃描并沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，通過所述激光位移傳感器獲取孔內(nèi)表面和激光出射點(diǎn)之間的距離e，每一周內(nèi)紀(jì)錄一次e的幅值，獲取e在豎直方向最小幅值，所述豎直方向最小幅值對應(yīng)的點(diǎn)為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在所述轉(zhuǎn)折點(diǎn)回轉(zhuǎn)軸線同孔心距離a最??；(3)所述激光位移傳感器從所述轉(zhuǎn)折點(diǎn)開始沿圓周掃描并沿水平移動(dòng)，每一周內(nèi)紀(jì)錄一次e水平方向的幅值，獲取e在水平方向最小幅值，所述水平方向最小幅值對應(yīng)的回轉(zhuǎn)軸線和孔心重合，此時(shí)，機(jī)床的數(shù)顯坐標(biāo)值即為孔心坐標(biāo)；(4)在所述主軸端，無線發(fā)射模塊同所述激光位移傳感器直接相連，實(shí)時(shí)發(fā)送所述激光位移傳感器采集的e的所有值；(5)數(shù)據(jù)接收端實(shí)時(shí)接收所述e的所有值，對所述e的所有值進(jìn)行去噪處理，并將處理后的所述e在每周內(nèi)的幅值進(jìn)行顯示。所述獲取孔內(nèi)表面和激光出射點(diǎn)之間的距離e具體為e =」R2 + a2 xcos(2^) + 2xaxcos(^)x^R2 - a2 sin2(沒)-b2 -yjr2 -b2其中，0是被測圓孔的軸心，O1為激光位移傳感器的旋轉(zhuǎn)軸軸心，SP為激光位移傳感器的入射光軸，T為O1至光軸的垂足，e為孔內(nèi)表面和激光出射點(diǎn)之間的距離，Θ為激光位移傳感器的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，令O1O' O1T' O1Q' O1P和OP為a，b，r、L和R0當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)，Θ不斷變化時(shí)，一周內(nèi)e的幅值為emax = ^Jr2 +a2 +2xaxR-b2 -yjr2 -b2式中R、b、r恒定不變，e的幅值取最小,對應(yīng)的偏心距a為O。一種孔心定位法，所述方法包括以下步驟(I)將激光位移傳感器固定在數(shù)控機(jī)床的主軸上隨所述主軸旋轉(zhuǎn)；(2)所述激光位移傳感器沿圓周掃描并沿水平方向運(yùn)動(dòng)，通過所述激光位移傳感器獲取孔內(nèi)表面和激光出射點(diǎn)之間的距離e，每一周內(nèi)紀(jì)錄一次e的水平方向幅值，獲取e 在水平方向最小幅值，所述水平方向最小幅值對應(yīng)的點(diǎn)為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在所述轉(zhuǎn)折點(diǎn)回轉(zhuǎn)軸線同孔心距離a最??；(3)所述激光位移傳感器從所述轉(zhuǎn)折點(diǎn)開始沿圓周掃描并沿豎直移動(dòng)，每一周內(nèi)紀(jì)錄一次e豎直方向的幅值，獲取e在豎直方向最小幅值，所述豎直方向最小幅值對應(yīng)的回轉(zhuǎn)軸線和孔心重合，此時(shí)，機(jī)床的數(shù)顯坐標(biāo)值即為孔心坐標(biāo)；(4)在所述主軸端，無線發(fā)射模塊同所述激光位移傳感器直接相連，實(shí)時(shí)發(fā)送記錄到的e的所有值；(5)數(shù)據(jù)接收端實(shí)時(shí)接收所述e的所有值，對所述e的所有值進(jìn)行去噪處理，并將處理后的e在每周內(nèi)的幅值進(jìn)行顯不。本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是本發(fā)明提供了一種孔心定位法，本發(fā)明以非接觸式定位替代現(xiàn)有的接觸式定位方法，排除受力干擾；測量結(jié)果數(shù)字化，從而為自動(dòng)和半自動(dòng)定位奠定基礎(chǔ)，避免了人工讀數(shù)造成的誤差；該方法與現(xiàn)有“百分表極值找正法”相比具有調(diào)整少、讀數(shù)快優(yōu)點(diǎn)，能顯著減少圓心定位的時(shí)間；若以機(jī)床主軸為測量回轉(zhuǎn)軸，將實(shí)現(xiàn)工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的直接關(guān)聯(lián)，這將為工件調(diào)整、及后續(xù)加工帶來很大便利性，降低了測量大型工件的復(fù)雜度，并且通過較少次數(shù)的水平方向逼近和豎直方向逼近，就可以實(shí)現(xiàn)孔心的精確定位，減少了操作的復(fù)雜度，滿足了實(shí)際應(yīng)用中的需要。


圖I為本發(fā)明提供的光軸、旋轉(zhuǎn)軸和內(nèi)孔軸線三者位置的示意圖；圖2為本發(fā)明提供的激光位移傳感器豎直方向移動(dòng)完畢狀態(tài)的示意圖；圖3為本發(fā)明提供的三維數(shù)控鏜床上的圓孔定心的示意圖；圖4為本發(fā)明提供的測頭裝置模型示意圖；圖5為本發(fā)明提供的一種孔心定位法的流程圖；圖6為本發(fā)明提供的一種孔心定位法的另一流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。實(shí)施例I為了實(shí)現(xiàn)無接觸式定位，通過數(shù)字顯示避免了人工讀數(shù)，并以機(jī)床主軸為測量回轉(zhuǎn)軸，實(shí)現(xiàn)工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的直接關(guān)聯(lián)，降低了測量大型工件的復(fù)雜度，參見圖I、 圖2和圖5，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種孔心定位法，詳見下文描述101 :將激光位移傳感器固定在數(shù)控機(jī)床的主軸上隨主軸旋轉(zhuǎn)；其中，激光位移傳感器是一種基于激光三角測量法的位移傳感器，體積小，對較大尺寸的孔測量而言，不受空間約束的影響；同時(shí)，它具有一定的工作距離，是一種能進(jìn)行非接觸測量的位移傳感器；激光位移傳感器的相對測量精度很高，可優(yōu)于萬分之八，選擇適當(dāng)?shù)牧砍?，其絕對測量精度可達(dá)微米級甚至亞微米級。102:激光位移傳感器沿圓周掃描并沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，通過激光位移傳感器獲取孔內(nèi)表面和激光出射點(diǎn)之間的距離e，每一周內(nèi)紀(jì)錄一次e的幅值，獲取e在豎直方向最小幅值，豎直方向最小幅值對應(yīng)的點(diǎn)為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在轉(zhuǎn)折點(diǎn)，回轉(zhuǎn)軸線同孔心距離a(偏心距)最其中，當(dāng)孔內(nèi)表面各點(diǎn)處在激光位移傳感器的工作范圍內(nèi)時(shí)，可測出孔內(nèi)表面與激光出射點(diǎn)之間的距離。其中，獲取豎直方向最小幅值具體為當(dāng)記錄的e的幅值從大變小，再從小變到大后，即存在轉(zhuǎn)折點(diǎn)，表明在豎直方向上，該處有最小偏心距a。其中，激光位移傳感器沿圓周掃描并沿豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)，或沿豎直方向向下運(yùn)動(dòng)，參見圖2，本發(fā)明實(shí)施例是以豎直方向向下運(yùn)動(dòng)為例進(jìn)行說明， 具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例對此不做限制。當(dāng)被測圓孔軸線和激光位移傳感器的回轉(zhuǎn)中心平行時(shí)，模型如圖I所示。O是被測圓孔的軸心，O1為激光位移傳感器的旋轉(zhuǎn)軸軸心，SP為激光位移傳感器的入射光軸，T為O1 至光軸的垂足，e為孔內(nèi)表面和激光出射點(diǎn)之間的距離，Θ為激光位移傳感器的轉(zhuǎn)動(dòng)角坐標(biāo)，并且，激光位移傳感器可沿水平和垂直方向移動(dòng)。分別令O1CK O1T, O1Q, O1P和OP為a， b，r、L和R，在三角形O1TP中，有L =養(yǎng)Jr2-b2 +ej +b2 = ^jr2 +e2 +2xex^Jr2-b2(I)由上式可知，如果已知r和b，那么當(dāng)e在整個(gè)圓周上取不同值時(shí)，L必然有最大值和最小值，理論上，最大值和最小值之差的一半即為偏心距a。此時(shí)，若能建立一個(gè)關(guān)于Θ 的絕對式角位移系統(tǒng)，就可以立即確定孔心位置Ox = 0lx_aX cos ( Θ ) ;0y = 0ly_aX sin ( Θ )。其中0X、Oy為所求孔心的X、Y軸坐標(biāo)，Olx, Oly為主軸軸線的X、Y軸坐標(biāo)(機(jī)床在 X和Y軸的數(shù)值顯示值)。但建立絕對式角位移系統(tǒng)的不但成本高，而且自身就是新的誤差源。此外，這種方法還需精確標(biāo)定r和b，增加了定心的難度。由公式(I)還可看出，即使不知道!■和b，只要它們在激光位移傳感器回轉(zhuǎn)過程中， 保持恒定，那么當(dāng)e取最大值時(shí)，L同樣取最大值。在三角形OO1P2中，由余弦定理可知e = ^R2 + a2 X cos(2^) + 2 x a x cos(^) x R2 - a2 sin2 (0)-b2 - -Jr2 -b2(2)從上式可知，當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)，Θ不斷變化時(shí)，一周內(nèi)e的幅值為emax = ^Jr2 +a2 +2xaxR-b2 -yjr2 -b2(3)由式(2)還可知，激光位移傳感器始終保持旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)角速度恒定時(shí)，e是一條關(guān)于時(shí)間的“類正弦”的曲線。如圖2所示，激光位移傳感器沿圓周掃描，并沿豎直方向向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，每一周內(nèi)紀(jì)錄一次e的幅值emax，emax經(jīng)歷了從大變小，再從小變大的過程。豎直移動(dòng)激光位移傳感器至emax最小的位置，又因R、r、b始終不變，由式(3)可知，該處有最小偏心距a，到達(dá)如圖2所示位置。103:激光位移傳感器從轉(zhuǎn)折點(diǎn)開始沿圓周掃描并沿水平移動(dòng)，每一周內(nèi)紀(jì)錄一次 e水平方向的幅值，獲取e在水平方向最小幅值，水平方向最小幅值對應(yīng)的回轉(zhuǎn)軸線和孔心重合，此時(shí)，機(jī)床的數(shù)顯坐標(biāo)值即為孔心坐標(biāo)；其中，獲取水平方向最小幅值具體為當(dāng)記錄的e的水平方向幅值比其它任何周期內(nèi)的水平幅值都小時(shí)，獲取e在水平方向最小幅值，說明此時(shí)回轉(zhuǎn)中心到達(dá)孔心位置。其中，激光位移傳感器沿圓周掃描并沿水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以沿水平方向向右運(yùn)動(dòng)，或沿水平方向向左運(yùn)動(dòng)，參見圖2，本發(fā)明實(shí)施例是以水平方向向右運(yùn)動(dòng)為例進(jìn)行說明， 具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例對此不做限制。104 :在主軸端，無線發(fā)射模塊同激光位移傳感器直接相連,實(shí)時(shí)發(fā)送激光位移傳感器采集的e的所有值；105 :數(shù)據(jù)接收端實(shí)時(shí)接收e的所有值，對e的所有值進(jìn)行去噪處理，并將處理后e 在每周內(nèi)的幅值進(jìn)行顯示。其中，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以在操作員操作方便的位置，安放數(shù)據(jù)接收端，并進(jìn)行去噪、 求e的幅值、曲線和結(jié)果顯示等數(shù)據(jù)處理。通過上述方法解決了電源線、信號(hào)線因傳感器旋轉(zhuǎn)而繞線的問題，并且由于采用數(shù)字顯示減少了人工讀數(shù)誤差。實(shí)際應(yīng)用中，此方法同移動(dòng)方向(水平或豎直)的先后順序無關(guān)，參見實(shí)施例2，同時(shí)，若能將所測數(shù)據(jù)顯示成關(guān)于時(shí)間的圖形，為此還將看到“類正弦”曲線被拉直。實(shí)施例2為了實(shí)現(xiàn)無接觸式定位，通過數(shù)字顯示避免了人工讀數(shù)，并以機(jī)床主軸為測量回轉(zhuǎn)軸，實(shí)現(xiàn)工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的直接關(guān)聯(lián)，降低了測量大型工件的復(fù)雜度，參見圖I、 圖2和圖6，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種孔心定位法，詳見下文描述201 :將激光位移傳感器固定在數(shù)控機(jī)床的主軸上隨主軸旋轉(zhuǎn)；
其中，激光位移傳感器是一種基于激光三角測量法的位移傳感器，體積小，對較大尺寸的孔測量而言，不受空間約束的影響；同時(shí)，它具有一定的工作距離，是一種能進(jìn)行非接觸測量的位移傳感器；激光位移傳感器的相對測量精度很高，可優(yōu)于萬分之八，選擇適當(dāng)?shù)牧砍蹋浣^對測量精度可達(dá)微米級甚至亞微米級。202:激光位移傳感器沿圓周掃描并沿水平方向運(yùn)動(dòng)，通過激光位移傳感器獲取孔內(nèi)表面和激光出射點(diǎn)之間的距離e，每一周內(nèi)紀(jì)錄一次e的水平方向幅值，獲取e在水平方向最小幅值，水平方向最小幅值對應(yīng)的點(diǎn)為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在轉(zhuǎn)折點(diǎn)回轉(zhuǎn)軸線同孔心距離a(偏心距)最??；其中，當(dāng)孔內(nèi)表面各點(diǎn)處在激光位移傳感器的工作范圍內(nèi)時(shí)，可測出孔內(nèi)表面與激光出射點(diǎn)之間的距離。其中，激光位移傳感器沿圓周掃描并沿水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以沿水平方向向右運(yùn)動(dòng)，或沿水平方向向左運(yùn)動(dòng)，參見圖2，本發(fā)明實(shí)施例是以水平方向向右運(yùn)動(dòng)為例進(jìn)行說明， 具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例對此不做限制。203:激光位移傳感器從轉(zhuǎn)折點(diǎn)開始沿圓周掃描并沿豎直移動(dòng)，每一周內(nèi)紀(jì)錄一次 e豎直方向的幅值，獲取e在豎直方向最小幅值，豎直方向最小幅值對應(yīng)的回轉(zhuǎn)軸線和孔心重合，此時(shí)，機(jī)床的數(shù)顯坐標(biāo)值即為孔心坐標(biāo)；其中，步驟202和步驟203的執(zhí)行過程參見實(shí)施例1，在此不再贅述。其中，激光位移傳感器沿圓周掃描并沿豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)，或沿豎直方向向下運(yùn)動(dòng)，參見圖2，本發(fā)明實(shí)施例是以豎直方向向下運(yùn)動(dòng)為例進(jìn)行說明， 具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例對此不做限制。204 :在主軸端，無線發(fā)射模塊同激光位移傳感器直接相連，實(shí)時(shí)發(fā)送記錄到的e 的所有值；205 :數(shù)據(jù)接收端實(shí)時(shí)接收e的所有值，對e的所有值進(jìn)行去噪處理，并將處理后e 在每周內(nèi)的幅值進(jìn)行顯示。其中，步驟204和步驟205的執(zhí)行過程參見實(shí)施例1，在此不再贅述。下面以一個(gè)具體的試驗(yàn)來驗(yàn)證本發(fā)明實(shí)施例提供的一種孔心定位方法的可行性， 詳見下文描述試驗(yàn)條件為200坐標(biāo)鏜床、船用發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、Zigbee無線發(fā)送模塊和接受模塊、 德國米銥ILD 1700-10LL激光位移傳感器；測量環(huán)境內(nèi)孔表面粗糙度為6級，溫度為25攝氏度。參見圖3和圖4，以船用發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的凸輪孔在鏜床上定位為例，單一激光位移傳感器及Zigbee無線發(fā)送模塊構(gòu)成孔心定位專用測頭。以適當(dāng)方式與鏜削頭主軸固定，可隨主軸回轉(zhuǎn)。將激光位移傳感器沿徑向調(diào)整到進(jìn)入工作范圍。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，以激光位移傳感器連續(xù)獲取的數(shù)據(jù)集合為縱軸，時(shí)間為橫軸，若構(gòu)成“類正弦”曲線，表明主軸回轉(zhuǎn)中心與孔心軸線不重和。利用數(shù)控機(jī)床的手搖脈沖發(fā)生器，驅(qū)動(dòng)機(jī)床沿某一坐標(biāo)軸移動(dòng)。隨著主軸的移動(dòng)，正弦曲線幅值將增大或減小?！皽p小”表明調(diào)整方向正確，否則需反向移動(dòng)機(jī)床。 當(dāng)移動(dòng)至曲線幅值達(dá)到最小時(shí)，表明坐標(biāo)軸方向上鏜頭主軸已經(jīng)與孔心線重合。同樣方法調(diào)整與之正交的另一軸。最終，正弦曲線蛻化為直線，表明鏜頭主軸已經(jīng)與孔心線完全重合。通過本發(fā)明實(shí)施例提供的定位方法，激光位移傳感器先豎直方向向下移動(dòng)，再水平方向向右移動(dòng)為例進(jìn)行說明，執(zhí)行一次豎直方向逼近和一次水平方向逼近就能精確定位孔心， 操作簡單方便；而回轉(zhuǎn)軸線和孔心軸線的平行度有偏差較小時(shí)，該方法依然適用。經(jīng)理論計(jì)算，在定位直徑為75的圓心，兩軸線夾角為5'時(shí)，最多只需進(jìn)行四次水平方向逼近和四次豎直方向逼近就能實(shí)現(xiàn)精確定位，定位誤差不超過2微米。并且定位后，孔心軸線和機(jī)床主軸重合，如果機(jī)床主軸具有坐標(biāo)信息(數(shù)控機(jī)床)，還能直接建立起工件坐標(biāo)和機(jī)床坐標(biāo)的聯(lián)系。值得說明的是，本方法的定心精度與激光位移傳感器的測量精度、數(shù)據(jù)處理的精度和機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度有關(guān)。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種孔心定位法，本發(fā)明實(shí)施例以非接觸式定位替代現(xiàn)有的接觸式定位方法，排除受力干擾；測量結(jié)果數(shù)字化，從而為自動(dòng)和半自動(dòng)定位奠定基礎(chǔ)，避免了人工讀數(shù)造成的誤差；該方法與現(xiàn)有“百分表極值找正法”相比具有調(diào)整少、 讀數(shù)快優(yōu)點(diǎn)，能顯著減少圓心定位的時(shí)間；若以機(jī)床主軸為測量回轉(zhuǎn)軸，將實(shí)現(xiàn)工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的直接關(guān)聯(lián)，這將為工件調(diào)整、及后續(xù)加工帶來很大便利性，降低了測量大型工件的復(fù)雜度，并且通過較少次數(shù)的水平方向逼近和豎直方向逼近，就可以實(shí)現(xiàn)孔心的精確定位，減少了計(jì)算得復(fù)雜度，滿足了實(shí)際應(yīng)用中的需要。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種孔心定位法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)將激光位移傳感器固定在數(shù)控機(jī)床的主軸上隨所述主軸旋轉(zhuǎn)；(2)所述激光位移傳感器沿圓周掃描并沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，通過所述激光位移傳感器獲取孔內(nèi)表面和激光出射點(diǎn)之間的距離e，每一周內(nèi)紀(jì)錄一次e的幅值，獲取e在豎直方向最小幅值，所述豎直方向最小幅值對應(yīng)的點(diǎn)為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在所述轉(zhuǎn)折點(diǎn)，回轉(zhuǎn)軸線同孔心距離a 最??；(3)所述激光位移傳感器從所述轉(zhuǎn)折點(diǎn)開始沿圓周掃描并沿水平移動(dòng)，每一周內(nèi)紀(jì)錄一次e水平方向的幅值，獲取e在水平方向最小幅值，所述水平方向最小幅值對應(yīng)的回轉(zhuǎn)軸線和孔心重合，此時(shí)，機(jī)床的數(shù)顯坐標(biāo)值即為孔心坐標(biāo)；(4)在所述主軸端，無線發(fā)射模塊同所述激光位移傳感器直接相連，實(shí)時(shí)發(fā)送所述激光位移傳感器采集的e的所有值；(5)數(shù)據(jù)接收端實(shí)時(shí)接收所述e的所有值，對所述e的所有值進(jìn)行去噪處理，并將處理后的所述e在每周內(nèi)的幅值進(jìn)行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種孔心定位法，其特征在于，所述獲取孔內(nèi)表面和激光出射點(diǎn)之間的距離e具體為
3.—種孔心定位法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)將激光位移傳感器固定在數(shù)控機(jī)床的主軸上隨所述主軸旋轉(zhuǎn)；(2)所述激光位移傳感器沿圓周掃描并沿水平方向運(yùn)動(dòng)，通過所述激光位移傳感器獲取孔內(nèi)表面和激光出射點(diǎn)之間的距離e，每一周內(nèi)紀(jì)錄一次e的水平方向幅值，獲取e在水平方向最小幅值，所述水平方向最小幅值對應(yīng)的點(diǎn)為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在所述轉(zhuǎn)折點(diǎn)回轉(zhuǎn)軸線同孔心距離a最小；(3)所述激光位移傳感器從所述轉(zhuǎn)折點(diǎn)開始沿圓周掃描并沿豎直移動(dòng)，每一周內(nèi)紀(jì)錄一次e豎直方向的幅值，獲取e在豎直方向最小幅值，所述豎直方向最小幅值對應(yīng)的回轉(zhuǎn)軸線和孔心重合，此時(shí)，機(jī)床的數(shù)顯坐標(biāo)值即為孔心坐標(biāo)；(4)在所述主軸端，無線發(fā)射模塊同所述激光位移傳感器直接相連，實(shí)時(shí)發(fā)送記錄到的 e的所有值；(5)數(shù)據(jù)接收端實(shí)時(shí)接收所述e的所有值，對所述e的所有值進(jìn)行去噪處理，并將處理后的e在每周內(nèi)的幅值進(jìn)行顯示。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種孔心定位法，激光位移傳感器沿圓周掃描并沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，獲取孔內(nèi)表面和激光出射點(diǎn)之間的距離e，每一周內(nèi)紀(jì)錄一次在豎直方向上e的幅值，該幅值不斷變化，以幅值最小時(shí)對應(yīng)的位置為轉(zhuǎn)折點(diǎn)；從轉(zhuǎn)折點(diǎn)開始沿圓周掃描并沿水平移動(dòng)，到達(dá)e在水平方向有最小幅值的位置，此時(shí)傳感器的回轉(zhuǎn)軸線和孔心重合，獲取數(shù)控機(jī)床或其它數(shù)顯運(yùn)動(dòng)臺(tái)顯示的位置坐標(biāo)，即為孔心坐標(biāo)；無線發(fā)射模塊同激光位移傳感器直接相連，實(shí)時(shí)發(fā)送傳感器測量的e的所有值；數(shù)據(jù)接收端實(shí)時(shí)接收e的所有值，對其進(jìn)行去噪處理，并將處理后每周內(nèi)的e的幅值進(jìn)行顯示。本方法通過較少次數(shù)的水平方向逼近和豎直方向逼近，實(shí)現(xiàn)了孔心的精確定位，減少了操作的復(fù)雜度。
文檔編號(hào)B23Q17/20GK102581702SQ201210005308
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者劉新波, 栗琳, 王仲, 蘇野, 邾繼貴 申請人:天津大學(xué)