基于MATLAB的机床导轨垂直度误差的评定-论文.pdf

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1、第19卷第3期集美大学学报(自然科学版)V01．19No．32014年5月JournalofJimeiUniversity(NaturalScience)May2014[文章编号]1007—7405(2013)06—0211—04基于MATLAB的机床导轨垂直度误差的评定周景亮(福建工程学院机械与汽车工程学院，福建福州350108)[摘要】利用MATLAB软件，建立基准符合最小条件法、最小二乘法、端点连线法的机床导轨在给定方向上线对线垂直度误差计算机数据处理系统，该系统可同时满足直线度误差和垂直度误差的求解，并实现测量数据的可视化．最后用实例验证了系统

2、的可行性．[关键词]线对线；垂直度误差；机床导轨；数据处理；MATLAB[中图分类号]TB92[文献标志码]AEvaluationofPerpendicularErrorfortheGuideofMachineToolBasedonMATLABZHOUJing—liang(SchoolofMechanicalandAutomationEngineering，FujianUniversityofTechnology，Fuzhou350108，China)Abstract：Inthispaper，adateprocessingsystembasedonMA

3、TLABso~warewithmicrocomputerwasdevelopedforevaluatingtheperpendicularelTorforlinetolineatgivenflatintheguideofmachinetoolwhichcouldmeettherequirementsofminimalconditionmethod，leastsquaremethodandtwoendpointslinemethodThesystemcouldbeabletoevaluatethestraightnessandperpendiculare

4、rrorsimuhaneously，andhenceoper-ateeasily．Meanwhiletheerrorcouldbeshownwithdiagrammaticview．Thetestingresultsshowedthatthesystemcouldworkwel1．Keywords：linetoline；perpendicularerror；machineguide；dataprocessing；MATLABO引言检验机床导轨线对线垂直度误差的方法很多．文献[1]采用平尺、直角尺和千分表来测量，但这种方法用平尺、直角尺作为测量基准，其精

5、度较低；文献[2]采用经纬仪测量大尺寸三维导轨垂直度误差；文献[3]采用激光干涉仪；文献[4]则采用双频激光干涉仪测量电梯导轨的垂直度误差．经纬仪和激光干涉仪测量精准，但价格昂贵，尤其是激光干涉仪，不利于中小型企业以及高校教学的推广应用．在企业和高校实验室最常采用的是自准直仪或框式水平仪，它们可以对基准要素和被测要素进行分段测量，这种设备成本低，检测方法易于掌握，一般先确定基准要素的方位，再求被测要素对基准要素的垂直度误差，然后用图解法处理测量数据，但这种图解法数据处理效率低，尤其是测量点数较多时，容易引起作图误差．[收稿日期】2013—05—23[修

6、回日期]2013一O9—02【基金项目]福建省科技厅重大专题(2010HZO002—1)[作者简介】周景亮(1969一)，男，副教授，硕士，主要从事机电一体化、检测和测量等研究·212·集美大学学报(自然科学版)第19卷因此，本文采用框式水平仪进行测量，建立垂直度误差的数学模型，利用MATLAB软件编制相应的计算机数据处理系统来满足基准要素的直线度误差和被测要素的垂直度误差的求解．1数据处理机床导轨垂直度误差，其实质就是在给定方向上的线对线垂直度误差．根据GB／T1958-2004的原则，垂直度误差值是用定向最小区域的宽度I厂来表示，而定向最小区域的方

7、向由基准确定．1．1建立基准方向直线度误差的数据处理方法较多，常用的有两Y端点连线法、最小二乘法和最小包容区域法．其主要任务都是找出理想直线．假设该理想直线方程为Y=Ax+B，基准提取要素各采样点P(，Yi)(i=1，2，⋯，n)到理想直线的距离为d=(Ax—Y+B)／，(1)那么直线度误差即为L：[d]一[d]i．(2)OX直线度误差评定示意图如图1所示．图1直线度误差评定示意图1．1．1最小条件法Fig．1Schematicsofstraightnesserror最小条件法是国家标准规定的方法，该方法是一种仲裁方法，所得的误差值是唯一的、最小的．按

8、该方法评定直线度误差实质上是寻找包容基准提取要素且距离最短的两平行直线。根据式(1)，建立最小