[发明专利]一种基于对称度误差在线检测及补偿的深孔内键槽插削加工方法

摘要

一种基于对称度误差在线检测及补偿的深孔内键槽插削加工方法，通过以空间可旋转、平移物体为研究对象，基于空间投影、正交组合及线性拟合理论，建立空间对称度误差的数学模型，将空间对称度误差分离为拟合直线与基准直线的夹角误差和位移误差，通过夹角回转、位置测量和定量平移的方式实现了对称度误差的补偿。在此基础上，设计双层组合式自定心夹具和联机式多自由度在线检测装置，通过开发对称度误差在线检测数控程序、运用定角度加工功能以及优化的测量方法，实现深孔内键槽对称度误差在线检测及补偿的高效、高精、批量加工。

主权项

1.一种基于对称度误差在线检测及补偿的深孔内键槽插削加工方法，包括对称度检测控制的深孔键槽插削装置，其特征在于，包括如下方法，物体被装夹到对称度检测控制的深孔键槽插削装置上后，第一步、建立空间对称度误差检测及补偿数学模型，第二步、为了实现空间可旋转、平移物体对称度误差的有效补偿，将其分离为被测平面与基准中心平面的角度误差和位移误差，其中，角度误差是以基准旋转轴中心平面为准，用相对于基准旋转轴中心平面与被测平面的夹角来衡量的。在测得基准实际轮廓和被测实际轮廓上各点的坐标值后，将其投影至底面并按以下方法评定各自的对称度角度误差；分别选择空间物体M上的A和B平面、N上的C和D平面，将其按照长宽等分，并测量等分线的n个均布交点(A1～An,B1～Bn,D1～Dn,C1～Cn)的坐标。各均布交点的坐标值可分别表示为Ai(XAi,YAi,ZAi)、Bi(XBi,YBi,ZBi)、Ci(XCi,YCi,ZCi)及Di(XDi,YDi,ZDi)，其中i∈[1,n]。利用空间投影法，将所有均布点投影至底面。投影后各点Z坐标值为零，其它坐标值保持不变，对应各平面点的坐标分别为A'i(XAi,YAi)、B'i(XBi,YBi)、C'i(XCi,YCi)及D′i(XDi,YDi)，正交组合底面上对应A、B平面的所有投影点并两两相连，构成n2条直线，并求出所有直线的中点，获得中点集为：同理，C、D平面的所有投影点构成的n2条直线的中点集为：根据线性拟合理论，求解各中点集的线性拟合方程。设中点集的线性拟合方程为：y＝Ax+B                                                      (3)存在：同理，设中点集的线性拟合方程为：y＝Cx+D                                                      (5)存在：将(1)、(2)式分别带入(4)、(6)式，分别求得A、B、C及D如下：将式(7)中的A、B值代入式(3)，C、D值代入式(5)，分别求得两条拟合直线与基准直线x＝0的夹角为：基于以上计算结果，可将空间对称度角度误差E表示为：在已知基准平面(线)的情况下，控制空间物体M逆时针旋转角，即可修正并补偿A、B面相对于基准面(线)的平行度；同理，控制空间物体N顺时针旋转角，即可修正并补偿C、D面相对于基准面(线)的平行度，为进一步实现物体M、N的对称度误差补偿，需要在以上操作的基础上实现物体N在Y轴方向上的平移。进一步完成位置测量值，进而确定物体N需要平移的量并完成平移补偿，最后通过采用数控插齿机伺服控制回转轴的角度补偿及斜向让刀的平移补偿方法，并结合数控系统程序控制定角度加工的方式实现了高对称度深孔内键槽的批量加工。