1.一种桥壳圆度圆柱度检测装置工件轴线定位误差补偿方法,其特征在于,包括步骤:一)桥壳轴线定位偏心误差补偿
1)建立桥壳定位模型;
以激光位移传感器为基准建立空间参考坐标系,激光位移传感器回转平面建立XOY坐标平面,回转中心为原点O,所述XOY坐标平面上的点纵坐标为0;以激光位移传感器回转中心进给方向作为Z轴正方向,进行数学建模;所建立的桥壳定位模型上分别设置第1截面、第
2截面、第3截面;其中,第1截面圆心O1的坐标为(x1,y1,0),第2截面圆心标O2的坐标为(x2,y2,z2),第3截面圆心标O3的坐标为(x3,y3,z3);
2)对桥壳定位模型第1截面进行轴线偏心补偿;
根据公式(1)利用最小二乘法拟合求解第2截面圆心O2坐标及第3截面圆心O3坐标;根据公式(2)得到具有偏心形态的第1截面圆心O1坐标;
公式(1)中,Rij为激光位移传感器输出的截面轮廓测量数据,i=2,3,i为被测截面序号;j=1,2,3,...,N,j为测量点序列,N为每截面检测点个数;
3)以O为基准对O1所在的圆轮廓进行空间平移,进行轴线偏心补偿,得偏心矫正后的截面S1;
激光位移传感器围绕第1截面周向回转一周,采集若干个点坐标数据组成具有偏心特征的截面轮廓矩阵R1j,将R1j转换至直角坐标系下得到矩阵S;
通过公式(2)构建空间平移矩阵T1;
圆心O1移动至坐标原点O,得到偏心矫正后的S1截面轮廓矩阵,从而修正因安装偏心产生的误差;
S1=T1×S (5)
二)桥壳定位模型轴线定位倾斜误差补偿
a)经过步骤2)偏心补偿后,第1截面的圆心O1落于Z轴上,轴线L与Z轴相交于圆心O1,轴线L在XOY平面的投影为OB;
计算轴线L在XOY平面上的投影线OB与X轴之间夹角θ值;将S1截面与轴线L绕Z轴旋转θ角,使轴线L在XOY平面上的投影线OB与X轴重合;S1截面经过旋转后得到S2截面;
b)经过步骤a)旋转后,S2截面与Z轴空间夹角始终为α;轴线L与S2截面绕Y轴旋转α,使轴线L与Z轴重合,得到S3截面,消除桥壳轴线定位倾斜误差;
c)S3截面轮廓在周向XOY平面上与截面S相差θ角;将S3截面与轴线L绕Z轴回转-θ,得到截面S4;
d)对截面S4进行误差评定,得到剔除工件轴线定位偏心倾斜误差的真实圆度误差。
2.如权利要求1所述桥壳圆度圆柱度检测装置工件轴线定位误差补偿方法,其特征在于:每截面均布采集64个检测点,即,公式(1)中,N值为64。
3.如权利要求1所述桥壳圆度圆柱度检测装置工件轴线定位误差补偿方法,其特征在于,步骤a)中,夹角θ的计算方法为:与轴线L相交的Z轴的平行线Z’作为辅助线,Z’与轴线L的交点为A,轴线L与X轴夹角为θ1,轴线L与XOY平面间夹角为θ2,求出轴线L的方向向量,得cosθ1、cosθ2值,轴线L在XOY平面投影线OB与X轴夹角满足公式(6),通过公式(6)计算θ值;
4.如权利要求1所述桥壳圆度圆柱度检测装置工件轴线定位误差补偿方法,其特征在于:步骤a)中,构建旋转矩阵T2;
S2截面轮廓矩阵为S2=T2×S1 (8)。
5.如权利要求4所述桥壳圆度圆柱度检测装置工件轴线定位误差补偿方法,其特征在于:步骤b)中,通过公式(9)计算偏心量e和对Z轴的倾角;
构建旋转矩阵T3;
S3截面轮廓矩阵为S3=T3×S2 (11)。
6.如权利要求5所述桥壳圆度圆柱度检测装置工件轴线定位误差补偿方法,其特征在于:步骤c)中,构建旋转矩阵T4;
构建旋转矩阵
S3截面轮廓矩阵为S4=T4×S3 (13)。