基于键合理论的轴加工在线测量系统动态特性优化 - 中国工具信息网.pdfVIP

１０２ 工 具 技 术 基于键合理论的轴加工在线测量系统动态特性优化 曹薇 广东水利电力职业技术学院 摘要：介绍了检测原理及检测公式，设计了一种轴加工直径、圆度和直线度的在线检测系统。基于键合理论对 测量系统建立了键合模型及状态方程，并对其动态特性进行优化。结果表明，系统拉簧刚度Ｋ＝６３１．２Ｎ／ｍ时，系统 的单位脉冲响应和单位阶跃响应的上升时间ｔ、峰值时间ｔ和调整时间ｔ较短，超调量适中，是系统的理想状态。 ｒ ｐ ｓ 关键词：键合理论；轴加工；在线测量；动态特性；优化 中图分类号：ＴＧ８７；ＴＨ１６１　　　　　　文献标志码：Ａ ＢｏｎｄｉｎｇｔｈｅｏｒｙｂａｓｅｄＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＤｙｎａｍｉｃＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ ＯｎｌｉｎｅＳｈａｆｔＭｅａｓｕｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍ ＣａｏＷｅｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｏｎｌｉｎｅｓｙｓｔｅｍｆｏｒｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒ，ｒｏｕｎｄｎｅｓｓａｎｄｓｔｒａｉｇｈｔｎｅｓｓｏｆｓｈａｆｔｓｂｅｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｄｉｓｉｎｔｒｏ ｄｕｃｅｄ，ａｎｄｉｔｓｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｆｏｒｍｕｌａａｒｅａｌｓｏｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｂｏｎｄｉｎｇｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍ’ｓｂｏｎｄｉｎｇｍｏｄｅｌ ａｎｄｓｔａｔｅｅｑｕａｔｉｏｎａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄｉｔｓｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．ＲｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓＫｏｆ ｔｈｅｓｙｓｔｅｍ’ｓｔｅｎｓｉｏｎｓｐｒｉｎｇｅｑｕａｌｓ６３１．２Ｎ／ｍ，ｔｈｅｒｉｓｅｔｉｍｅｔ，ｐｅａｋｔｉｍｅｔａｎｄａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｔｉｍｅｔｏｆｕｎｉｔｉｍｐｕｌｓｅａｎｄｓｔｅｐ ｒ ｐ ｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓａｒｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｈｏｒｔ，ａｎｄｔｈｅｏｖｅｒｓｈｏｏｔｉｓｍｏｄｅｒａｔｅ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｉｎｉｔｓｍｏｓｔｉｄｅａｌｓｔａｔｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｏｎｄｉｎｇｔｈｅｏｒｙ；ｓｈａｆｔｍａｃｈｉｎｉｎｇ；ｏｎｌｉｎｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ 在加工轴类零件时，测头在拉簧的作用下与工件表 　引言 面可靠接触，杠杆中安装有多组传感器，图２是其布 轴的直径、圆度和直线度是轴加工测量中的三 置简图。多组传感器可以同时测量轴类零件表面的 项基本参数，也是同轴度、垂直度和平面度等几何测 多个截面信息，并将信息传入计算机进行处理。 量的基础。轴加工参数的测量方法主要包括接触法 测量和非接触法测量两大类。接触法测量利用专业 测量工具或设计工装进行手动测量，虽然测量直观、 测量精度高，但测量效率较低，不适合在线测量；非 接触法测量主要利用视觉、超声波、激光等传感器感 应测量，测量速度快、效率高，但其测量精确性受传 感器精度和标定精度等因素影响。 １．安装支架　２．杠杆　３．拉簧　４．传感器 本文针对轴加工在线测量难度大、测量精度不高 图１　轴加工在线测量系统结构 和测量效率低的问题，设计了一种轴加工在线测量系 统。该系统利用杠杆原理进行接触式测量