[发明专利]一种圆柱形滚子曲率半径的测量方法

摘要

本发明是一种圆柱形滚子曲率半径的测量方法，使用到一套测量装置，测量装置含基座、二维移动活动架、支架、激光位移传感器、夹紧套、气浮转台、气浮轴承及伺服电机，本发明的测量方法利用激光位移传感器测量圆柱形滚子同一高度处两段圆弧的曲率半径，采用非接触式在测量过程中不会破坏圆柱形滚子表面圆弧的精密结构和轮廓，再利用最小二乘法拟合出该高度处的曲率半径，重复相同的过程就能测量其它高度处的曲率半径，从而计算出圆柱形滚子的总曲率半径，从而判断出总曲率半径是否符合设计要求，提高圆柱形滚子曲率半径的测量精度，避免人工误差，从整体上有效提高圆柱形滚子的出厂性能，本发明的测量方法简单可靠，测量装置能重复使用。

主权项

1.一种圆柱形滚子曲率半径的测量方法，该测量方法使用到一套测量装置，所述测量装置包括基座(1)、二维移动活动架(2)、支架(3)、激光位移传感器(4)、夹紧套(6)、气浮转台(7)、气浮轴承(8)及伺服电机(9)，伺服电机(9)的旋转角度及旋转速度v1和旋转速度v2均由计算机控制，其中v1＜v2，激光位移传感器(4)检测到的被测圆柱形滚子(5)曲率半径数据被输入该计算机中，该计算机还存储有最小二乘拟合法，通过该最小二乘拟合法能够计算出被测圆柱形滚子(5)的曲率半径，被测圆柱形滚子(5)在磨削加工时具有定位端，所述定位端在磨削加工时已做出显示标记，给定圆柱形滚子的设计曲率半径为R，其特征是：基座(1)上一侧配置有二维移动活动架(2)，二维移动活动架(2)具有固定的垂直架和随所述垂直架上下移动的水平架，在所述水平架的任一端下方通过螺纹联接能左右移动的支架(3)，支架(3)上固定有激光位移传感器(4)；基座(1)上另一侧配置有气浮轴承(8)，安装在基座(1)下端的伺服电机(9)输出轴穿过气浮轴承(8)后与气浮转台(7)联接，气浮转台(7)水平位于气浮轴承(8)上端面，气浮转台(7)中心线与伺服电机(9)输出轴中心线在联接后是重合的，在气浮转台(7)的上端面配装有能拆卸的夹紧套(6)，配装夹紧后的夹紧套(6)中心线与气浮转台(7)的中心线重合；测量被测圆柱形滚子(5)的曲率半径按如下步骤进行：①将被测圆柱形滚子(5)的所述定位端平放在气浮转台(7)上使被测圆柱形滚子(5)的中心轴线垂直于气浮转台(7)水平面，通过夹紧套(6)将被测圆柱形滚子(5)的所述定位端处夹紧，从夹紧套(6)上端沿处到被测圆柱形滚子(5)上端沿处的总高度设定为L，共测量k次，则每次测量的高度间距为l＝L/k，k为自然正整数，调节所述水平架使激光位移传感器(4)先对准被测圆柱形滚子(5)上端沿处的圆弧，此时激光位移传感器(4)的初始测量位置称其为l1位0度处；②启动伺服电机(9)按顺时针方向并以v1旋转30度，此时被测圆柱形滚子(5)旋转30度时的位置被标记为l1位30度处，从所述l1位0度处到所述l1位30度处激光位移传感器(4)对被测圆柱形滚子(5)的圆弧处进行测量并得出l1位Ⅰ数据，所述l1位Ⅰ数据被输入计算机中，计算机利用最小二乘拟合法能够求解出所述l1位Ⅰ数据的曲率半径r1；③启动伺服电机(9)按顺时针方向从所述l1位30度处出发并以速度v2旋转180度，此时被测圆柱形滚子(5)旋转180度时的位置被标记为l1位210度处；④启动伺服电机(9)按顺时针方向从所述l1位210度处出发并以v1旋转30度，此时被测圆柱形滚子(5)旋转30度时的位置被标记为l1位240度处，从所述l1位210度处到所述零l1位240度处激光位移传感器(4)对被测圆柱形滚子(5)的圆弧处进行测量并得出l1位Ⅱ数据，所述l1位Ⅱ数据被输入计算机中，计算机利用最小二乘拟合法能够求解出所述l1位Ⅱ数据的曲率半径r2，计算机通过能够计算出被测圆柱形滚子(5)在l1位时的平均曲率半径R1；⑤将所述水平架向下移动第一个高度间距l使激光位移传感器(4)对准被测圆柱形滚子(5)的l2位处圆弧，此时激光位移传感器(4)的初始测量位置称其为l2位0度处，重复上述②-④能够计算出被测圆柱形滚子(5)在l2位时的平均曲率半径R2；⑥在上述⑤的基础上将所述水平架再向下移动第二个高度间距l使激光位移传感器(4)对准被测圆柱形滚子(5)的l3位处圆弧，此时激光位移传感器(4)的初始测量位置称其为l3位0度处，以此类推激光位移传感器(4)从初始测量位置起按高度间距l依次向下移动就具有l4位0度处、l5位0度处…和lk位0度处，不断重复上述②-④能够计算出被测圆柱形滚子(5)在l3位时的平均曲率半径R3、l4位时的平均曲率半径R4…和lk位时的平均曲率半径Rk；将上述k次测量得到的R1、R2、R3、R4、…Rk通过计算机计算出总曲率半径R总：再通过计算机就能够比较出被测圆柱形滚子(5)的总曲率半径R总是否满足R之设计要求。