[发明专利]矩形截面长轨道工件直线度非接触式校直点确定方法

说明书

技术领域

本发明属于针对矩形截面的长轨道工件直线度的非接触测量方法，主要提出一种弯曲度测量及校直点确定方法，应用于工厂校直机的长轨道工件整体和局部测量。

背景技术

目前，国内校直机的校直矩形截面的长轨道工件时，对3米以上的长轨道工件直线度的测量，主要采用在标准平面台板上用塞尺测量各个局部的弯曲度，从而知道长轨道工件的整体的直线度的方法。操作者根据使用不同厚度的塞尺，凭经验测出各个局部高点，然后在压力机上对高点进行校直。由于长轨道工件比较长，在长轨道工件上会出现多处弯曲，而且弯曲程度，跨度都不相同，所以这种方法对操作者要求极高，而且测量精度很低，而且经常出现当前点校直了，而其他点又出问题超差的情况。校直一个长轨道工件耗时非常长。

发明内容

本发明提供一种矩形截面长轨道工件直线度非接触式校直点确定方法，以解决手工测量精度低，测量速度慢，需要测量者拥有大量实践经验的问题。

本发明采取的技术方案是：包括下列步骤：

（一）、将被测长轨道工件通过左夹持装置、右夹持装置安装到工作平台上，此时该工作平台位于校直机的最右侧，所述左夹持装置、右夹持装置与工作平台固定连接，该工作平台与校直机滑动连接，点激光传感器位于校直机的中部且与被测长轨道工件等高，电机与左夹持装置固定连接；

移动工作平台到校直机的最左侧，长轨道工件也随之移动到最左侧；在移动过程中，点激光传感器测量长轨道工件该表面的弯曲变化，并记录形成一条长轨道工件该面的原始曲线；

（二）、计算该条长轨道工件该面的原始曲线的各个位置的一阶导数曲线和二阶导数曲线，并标记出两种曲线为零的位置，一阶导数为零的点就是压缩点，二阶导数为零的点就是支点；

（三）、确定压缩点凸起还是凹下，并确定弧高，

如果是凸起，并且弧高大于设定值，那么我们就确定当前下面必须有两个支点，上面有一个压缩点；如果是凹下，并且弧高大于设定值，我们就确定长轨道工件上面有两个支点，下面有一个压缩点；从曲线左端开始，重复寻找曲线的凸起和凹下曲线，依次确定所有凸起和凹下曲线需要的支点位置和压缩点位置；

（四）、然后移动工作平台回到原位，将该长轨道工件旋转90度，将长轨道工件需要测量的另外一个面朝向点激光传感器，移动工作平台到校直机的最左侧，长轨道工件也随之移动到最左侧；在移动过程中，点激光传感器测量长轨道工件该表面的弯曲变化，并记录形成一条长轨道工件该面的原始曲线；

重复步骤（二）和（三），就可以确定长轨道工件另外一个面的支点位置和压缩点位置；

（五）、将该两个面的弧高数据以及压缩点和支点的数据传给校直机，供其在校直中使用。

本发明步骤（二）中一阶导数的求取和压缩点的判定方法如下：

设长轨道工件该面原始曲线的点是每隔Δt时间均匀采集N个点，h1、h2、h3…hn个点，那么对时间求导，可以得出N-1个点，即（h2-h1）/Δt，（h3-h2）/Δt…（hn-h（n-1））/Δt，形成长轨道工件的一阶导数曲线，从左向右依次判断这条一阶导数曲线的每一个点，如果一阶导数曲线数据点由负变正或由正变负，则这个点是一阶导数为零的点，这个点即是长轨道工件的一个压缩点。

本发明步骤（二）中二阶导数的求取和支点的判定方法如下：

对长轨道工件一阶导数曲线的点，每隔Δt时间均匀采集N个点，I1、I2、I3…In个点，对时间求导，可以得出N-1个点，即（I2-I1）/Δt，（I3-I2）/Δt…（In-I（n-1））/Δt，形成长轨道工件的二阶导数曲线，从左向右依次判断这条二阶导数曲线的每一个点，如果二阶导数曲线数据点由负变正或由正变负，则这个点是二阶导数为零的点，这个点即是长轨道工件中间的支点，加上长轨道工件最左侧和最右侧的两个支点，就构成了长轨道工件的所有支点。

本发明步骤（三）中弧高的求取和凸凹性的判断的方法如下：

取整条长轨道工件原始曲线的一部分，该部分曲线的最左边是一个支点、曲线的右侧是相邻的另一个支点，

y0=(y1+y3)/2；

E=y0-y2；

y0,y1，y2，y3是曲线上的点的纵坐标值，E是弧高，M是设定弧高的合格量；

如果|E|>M，则该点是需要的压缩点；

如果E>0，那么该点曲线是凹的；

如果E<0，那么该点曲线是凸的。