[发明专利]一种用于高精度圆形套装的圆心测算方法及装置

摘要

本发明的目的是提供一种在中、大型数控机床上对大型圆形工件需要对心操作的高精度圆心测算方法及装置，测量装置包含底座移动平台(1)，限位开关(2)，Y轴移动平台(3)，X轴移动平台(4)，机械手轮(5)，旋转轴(6)，伺服电机(7)，测量轴(8)，接触式测量探头(9)，控制器10，底座移动平台(1)有两个自由度，即平行机械底座的X轴方向的X轴移动平台(4)，和垂直机械底座的Y轴方向的Y轴移动平台(3)，可以有效地将工件移动至任意位置，测量轴(8)有两个自由度，方向与底座移动平台一样，以进行测点坐标的测量；旋转轴可以上下移动，使得测量探头可下深至圆形工件内侧；控制器(10)用于控制测量探头的运动轨迹，安装在立柱底座表面，在底座移动平台(1)与立柱的交汇处，其总线沿着立柱连接至伺服电机(7)。

主权项

1.一种圆形套装的圆心测算方法，其步骤包括：1)使用测量探头测量套装上的任意两点P1，P2的坐标分别为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，所测算套装的圆心为点O(x，y)，已知套装内径为r；2)选择以P₁作为三点法测量的起始点，∠P₁OP₂为θ₁，根据三点法，三点分布按照正三角形分布，即每两个点与圆心的夹角均为120°，第一个有效测点D₁与OP₂之间的夹角为θ₂，则建立移动至第一个测点D₁的绕行轨迹圆O₁，OP₂是圆O₁在P₂的切线，圆O₁的半径根据P₂点坐标和绕行圆的半径r_O1，可以确定测量探头的绕行轨迹此轨迹是沿圆O半径方向移动，即外圆O₁的切线方向，当测量探头到达第一个有效测点D₁后可测得D₁点的坐标(x_D1，y_D1)；2)建立从D₁移动至第二个有效测点D₂的绕行轨迹圆O₂，圆O的半径OD₁是圆O₂在D₁点的切线，按照正三角形分布三点坐标，圆O₂的半径根据D₁点坐标和绕行圆O₂的半径r_O2，便可确定测量探头的绕行轨迹此轨迹是沿圆O半径方向移动，即外圆O₂的切线方向，当测量探头到达第二个有效测点D₂后可测得D₂点的坐标(x_D2，y_D2)；3)建立从D₂移动至第三个有效测点D₃的绕行轨迹圆O₃，圆O的半径OD₂是圆O₃在D₂点的切线，按照正三角形分布三点坐标，求出圆O3的半径根据D₂点坐标和绕行圆O₃的半径r_O3，便可确定测量探头的绕行轨迹此轨迹是沿圆O半径方向移动，即外圆O₃的切线方向，当测量探头到达第三个有效测点D₃后可测得D₃点的坐标(x_D3，y_D3)；4)建立6个参数变量a、b、c、d、e、f：a＝2×(x_D2‑x_D1)，b=2×(y_D2‑y_D1)，c=x_D2²+y_D2²‑x_D1²‑y_D1²，d=2×(x_D3‑x_D2)，e＝2×(y_D3‑y_D2)，f＝x_D3²+y_D3²‑x_D2²‑y_D2²，圆心O点的坐标O(x，y)：