一种薄片砂轮平面度检测装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种薄片砂轮平面度检测装置及方法，包括机架、载物圆台、XY轴滑台、XY轴滑台驱动机构、激光位移传感器、数据传输系统和工业计算机，载物圆台水平设置在机架上且与机架的上表面转动连接，XY轴滑台水平设置在机架平台上，激光位移传感器设置在XY轴滑台的移动件上，激光位移传感器的输出端连接数据传输系统的输入端，数据传输系统与工业计算机通信连接；本发明利用激光位移传感器的高精度测量能力，结合高效的数据处理算法，实现了薄片砂轮平面度的快速、自动、精准检测，操作方便快捷，有效降低了人为误差和仪器误差对检测结果的影响，检测成本较低，大大提升了薄片砂轮平面度检测的效率和精确度。
【专利说明】
一种薄片砂轮平面度检测装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及砂轮制造与精密检测技术领域，尤其涉及一种薄片砂轮平面度检测装 置及方法。
【背景技术】
[0002] 薄片砂轮作为工业生产常用的工具之一，在对金属和非金属材料进行切割、修磨 方面发挥着重要的作用；随着微电子技术和微加工技术的快速发展，精密切割用超硬材料 薄片砂轮的厚度也变得越来越薄，薄片砂轮厚度越薄，越易变形，性能越差;薄片砂轮平面 度的好坏是影响其加工精度和加工质量的关键指标(薄片砂轮表面具有的宏观凹凸高度相 对理想基准平面的偏差称为薄片砂轮的平面度），当薄片砂轮的平面度较差时，不仅会直接 影响开槽和切割等的精度，甚至还会造成砂轮破裂，引起安全事故，因此，对薄片砂轮平面 度的检测就显得尤为重要了。
[0003] 薄片砂轮是一种表面粗糙、刚性差、易变形的复合非均质材料，其平面度的检测在 行业内一直没有较好的解决方法。
[0004] 关于平面度的检测，现有方法有液平面法、打表测量法、水平仪走位法、三点支撑 法、三坐标测量机法、平晶干涉法、光轴平面法和激光测距法等;但薄片砂轮具有小且薄、刚 性差、易变形、表面极其粗糙和易磨损接触物等特性，因此采用接触式检测方法将会额外增 加薄片砂轮的形变，并且容易造成测量仪器的磨损，所以打表测量法、水平仪走位法和三坐 标测量机法等接触式平面度检测方法并不适用于薄片砂轮平面度的检测;液平面法则不 适用于小平面的平面度检测，且难以获得较高的检测精度;平晶干涉法、光轴平面法和激光 测距法等光学检测方法仅适用于光滑、致密零部件表面的检测，也不适用于表面极其粗糙 的薄片砂轮平面度的测量；比如，CN201320872526.X和CN201510570316.9基于激光测距法 实现了被测产品平面度的检测，但均应用于钢板、陶瓷等光滑表面的平面度测量，针对表面 不平滑的薄片砂轮无合适的检测方案，无法应用于薄片砂轮平面度的检测。
[0005] 目前薄片砂轮平面度检测的常用方法为，将薄片砂轮平放于大理石台上，将塞尺 塞入薄片砂轮与台面之间形成的缝隙，根据缝隙的大小判定平面度值;该方法在实际检测 操作中受人为判断主观因素影响较大，检测精确度极低。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种薄片砂轮平面度检测装置及方法，用以解决现有的平 面度检测方法不适用于薄片砂轮平面度的检测的问题，同时还解决了行业内现有的薄片砂 轮平面度检测方法检测结果不精确、检测效率低的问题。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0008] -种薄片砂轮平面度检测装置，包括机架、载物圆台、XY轴滑台、XY轴滑台驱动机 构、激光位移传感器、数据传输系统和工业计算机，机架包括机架支架和机架平台，机架支 架固定连接在机架平台下面用于支撑机架平台，载物圆台水平设置在机架上，载物圆台的 下表面与机架的上表面转动连接，XY轴滑台水平设置在机架平台上，且XY轴滑台设置在载 物圆台的上方，XY轴滑台驱动机构用于驱动XY轴滑台作二维运动，激光位移传感器设置在 XY轴滑台的移动件上，激光位移传感器的输出端连接数据传输系统的输入端，数据传输系 统与工业计算机通信连接。
[0009] 所述载物圆台通过匀速电机水平转动连接在机架平台上，载物圆台的上表面设置 有多个紧固装置。
[0010] 所述的紧固装置包括支撑杆和紧固件，支撑杆的下端与载物圆台的上表面固定连 接，紧固件的上端与支撑杆的上端铰接，紧固件通过还通过弹簧与载物圆台的上表面连接， 弹簧的上端与紧固件的上部连接，弹簧的下端与载物圆台的上表面固定连接。
[0011] 所述的XY轴滑台驱动机构包括X向伺服电机和Y向伺服电机，X向伺服电机和Y向伺 服电机分别设置在X轴滑台和Y轴滑台的两端，X向伺服电机和Y向伺服电机的输入端均与数 据传输系统的输出端连接。
[0012] -种薄片砂轮平面度检测方法，包括以下步骤：
[0013] A:将待检测薄片砂轮平放在载物圆台中央，并用紧固装置将薄片砂轮固定在载物 圆台上；
[0014] B:利用工业计算机的程序对X向伺服电机、Y向伺服电机和激光位移传感器的参数 进行配置;利用工业计算机控制X向伺服电机和Y向伺服电机驱动XY轴滑台带动激光位移传 感器在砂轮上表面进彳丁米样；
[0015] C:激光位移传感器将采样点采集的原始数据通过数据传输系统发送至工业计算 机；
[0016] D:工业计算机对激光位移传感器采样点采集的原始数据进行滤波去噪处理后得 到处理数据；
[0017] E:将处理数据以采样次序的序号为横坐标、以处理数据的值的大小为纵坐标排列 在二维直角坐标系中，然后对二维直角坐标系中的处理数据按一定间隔取一最大值作为特 征点，再利用最小二乘法对特征点数据进行曲线拟合，获得可表征砂轮表面宏观轮廓的二 维拟合曲线；
[0018] F:用激光位移传感器采样路径上的采样点坐标代替步骤E得到的二维拟合曲线的 横坐标，将二维拟合曲线转换为三维空间曲线；
[0019] G:选择砂轮的一条直径线并作与之垂直直径线的平行平面，同时保证该平面与选 择的直径线平行，将该平面作为评定砂轮平面度的基准平面;利用三维直角坐标转换的方 法，使三维直角坐标系的一条坐标轴垂直于基准平面，获得新的三维直角坐标系，并将步骤 F得到的三维空间曲线在新的三维直角坐标系中重新计算，获得新的三维空间曲线；
[0020] H:在步骤G得到的新的三维直角坐标系中，在垂直于基准平面的坐标轴上，计算步 骤G得到的新的三维空间曲线的分布范围，即步骤G得到的新的三维空间曲线上的所有点， 在垂直于基准平面的坐标轴上坐标的极差值；
[0021] I:将步骤G选择的直径线绕砂轮圆心旋转一定角度，重复步骤G和步骤H，直至所有 选择的直径线均分整个砂轮，获得在不同的基准平面条件下，经过重新计算后获得的三维 空间曲线在垂直基准平面方向坐标轴上的极差值；
[0022] J:计算步骤I中所有极差值的最小值，作为被检测砂轮的平面度，并将该平面度与 预设阈值比较，以判定被检砂轮平面度是否合格。
[0023] 步骤B中所述的激光位移传感器在砂轮表面进行扫描采样时的采样路径为环形正 弦波曲线、环形三角波曲线或者环形方波曲线，且扫描路径需覆盖砂轮表面整体区域。
[0024] 步骤E中对特征点数据进行曲线拟合的方法采用最小二乘法。
[0025]步骤G中所述的三维直角坐标系的一条坐标轴为z轴。
[0026] 本发明的有益效果为：
[0027] 本发明利用激光位移传感器的高精度测量能力，结合高效的数据处理算法，实现 了薄片砂轮平面度的快速、自动、精准检测，操作方便快捷，有效降低了人为误差和仪器误 差对检测结果的影响，检测成本较低，大大提升了薄片砂轮平面度检测的效率和精确度。
【附图说明】
[0028] 图1为本发明所述薄片砂轮平面度检测装置的结构示意图；
[0029] 图2为本发明所述的紧固装置的结构示意图；
[0030] 图3为本发明所述薄片砂轮平面度检测方法的流程示意图；
[0031 ]图4为本发明所述的激光位移传感器扫描路径示意图。
【具体实施方式】
[0032] 如图1和图2所示:本发明所述的薄片砂轮平面度检测装置，包括机架、载物圆台4、 XY轴滑台9、XY轴滑台驱动机构、激光位移传感器10、数据传输系统和工业计算机;机架包括 机架支架2和机架平台3,机架支架2固定连接在机架平台3下面用于支撑机架平台3;载物 圆台4水平设置在机架平台3上用于承载薄片砂轮1，为了方便激光位移传感器10对放置在 载物圆台4上的薄片砂轮1进行扫描，载物圆台4的下表面应与机架平台3的上表面转动连 接，具体转动连接的方式为:机架平台3的中心位置固定设置有匀速电机5,载物平台下表面 的中心与勾速电机5的输出轴固定连接;为了保证薄片砂轮1不会在载物圆台4上随意晃动， 载物圆台4的上表面还设置有多个用于固定薄片砂轮1的紧固装置;优选方案为紧固装置的 个数采用偶数个，且紧固装置在载物圆台4的表面对称设置;紧固装置包括支撑杆6和紧固 件7,支撑杆6的下端与载物圆台4的上表面固定连接，紧固件7的上端与支撑杆6的上端铰 接，紧固件7还通过弹簧8与载物圆台4的上表面连接，弹簧8的上端与紧固件7的上部连接， 弹簧8的下端与载物圆台4的上表面固定连接，当弹簧8处于自然状态时，紧固件7的下端与 载物圆台4的上表面接触，且紧固件7与载物圆台4的接触面间有轻微的作用力;XY轴滑台9 水平设置在机架平台3上，且XY轴滑台9的两Y向滑台平行分布于载物圆台两侧的上方，X向 滑台与两Y向滑台垂直连接，并可沿Y向在载物圆台上方区域移动;XY轴滑台驱动机构用于 驱动XY轴滑台9作二维运动，XY轴滑台驱动机构包括X向伺服电机11和Y向伺服电机12，Χ向 伺服电机11和Y向伺服电机12分别设置在X轴滑台和Y轴滑台的两端，X向伺服电机11和Y向 伺服电机12的输入端均与数据传输系统连接;激光位移传感器10设置在XY轴滑台9的移动 件上，激光位移传感器10的输出端连接数据传输系统的输入端，数据传输系统与工业计算 机通信连接。
[0033] 利用上述薄片砂轮平面度检测装置所进行的检测方法，包括以下步骤：
[0034] Α:向上拉开紧固装置的紧固件7,将待检测薄片砂轮1平放在载物圆台4中央，然后 放下紧固装置的紧固件7,利用弹簧8的弹力将薄片砂轮1固定在载物圆台4上，然后打开匀 速电机5使薄片砂轮1随载物圆台4勾速旋转，进入下一步；
[0035] B:设置工业计算机程序(利用计算机程序通过X向伺服电机和Y向伺服电机驱动XY 轴滑台属于现有成熟技术，这里不再赘述），利用工业计算机的程序对X向伺服电机11、Y向 伺服电机12和激光位移传感器10的参数进行配置;工业计算机通过数据传输系统将程序设 置的参数发送给X向伺服电机11、Υ向伺服电机12和激光位移传感器10,利用X向伺服电机11 和Y向伺服电机12驱动XY轴滑台9带动激光位移传感器10在砂轮上表面进行采样，激光位移 传感器10在砂轮表面进行采样时的采样路径为环形正弦波曲线、环形三角波曲线或者环形 方波曲线，且采样路径需覆盖砂轮表面整体区域；
[0036] 进入下一步；
[0037] C:激光位移传感器10将采样点的原始数据通过数据传输系统发送至工业计算机， 进入下一步；
[0038] D:工业计算机对激光位移传感器10采集的原始数据进行滤波去噪处理后得到处 理数据，具体滤波去噪处理的方法为：
[0039] 由于激光光斑照射到薄片砂轮1表面磨粒(构成薄片砂轮的颗粒)的边缘或两磨粒 交界位置时，激光位移传感器10会输出峰值和谷值的噪点数据，为了剔除这些噪点数据，首 先将每个采样点数据与相邻的k个采样点的数据构成数据段，计算各数据段的极差值，然后 将极差值与阈值Q比较，若超出阈值Q，则认为该数据段中存在噪点数据并舍弃该数据段，否 则认为该数据段中的采样点数据均为有效数据，然后提取各个数据段中的有效数据按照采 样次序进行排列重组（同一数据不重复提取），即可将噪点数据剔除，获得滤波和去噪后的 处理数据;其中，k和Q的值根据砂轮表面磨粒直径、激光位移传感器10采样频率、伺服电机 转速和载物圆台4转速等参数设置，这里不再赘述；
[0040] 进入下一步；
[0041] E:将处理数据以采样次序的序号为横坐标、以处理数据的值的大小为纵坐标排列 在二维直角坐标系中，然后对二维直角坐标系中的处理数据按一定间隔取一最大值作为特 征点，再利用最小二乘法对特征点数据进行曲线拟合，即可获得可表征砂轮表面宏观轮廓 的二维拟合曲线，具体方法如下：
[0042]由于薄片砂轮1的表面较粗糙，因此二维直角坐标系中的处理数据包含了薄片砂 轮1表面粗糙度和磨粒高度的信息，为准确合理地计算薄片砂轮1的平面度，特采用提取特 征点和曲线拟合的方法消除薄片砂轮1表面粗糙度的干扰;其中，提取特征点的方法为对直 角坐标系中的处理数据按一定间隔At取一最大值作为特征点，再利用数学的最小二乘法 对特征点数据进行曲线拟合，获得可表征砂轮表面宏观轮廓的二维拟合曲线；
[0043] 其中，At的大小由磨粒直径、激光位移传感器10采样频率、伺服电机转速、载物圆 台4转速等参数决定，这里不再赘述;同时，为消除拟合曲线首尾处的拟合误差，如图4所示， 设A点为激光位移传感器10的采样起始点，则截取JA段和AF段的采样数据分别添加至全部 采样数据的起始和末尾位置，即选择JABCDAF段数据进行提取特征点和曲线拟合的处理，最 后再将JA段和AF段的拟合数据删除，即得可表征薄片砂轮1表面宏观轮廓的二维拟合曲线；
[0044] 进入下一步；
[0045] F:将激光位移传感器10的采样路径上的采样点的坐标信息替代步骤E得到的二维 拟合曲线的横坐标(采样次序序号），将二维拟合曲线转换为三维空间曲线；
[0046] 进入下一步；
[0047] G:选择薄片砂轮1的一条直径线L并作与之垂直的直径线的平行平面α，同时保证 平面α平行于直径线L，将平面α作为评定薄片砂轮1平面度的基准平面α;利用三维直角坐标 转换的方法，使三维直角坐标系的Z轴垂直于基准平面α，获得新的三维直角坐标系，并将步 骤F中获得的三维空间曲线在新的三维直角坐标系中重新计算，获得新的三维空间曲线； [0048] 进入下一步；
[0049] Η:计算步骤G所述新的三维空间曲线在步骤G所述新的三维直角坐标系Z轴中的分 布范围，即步骤G所述新的三维空间曲线上的所有点在垂直于基准平面α方向的坐标轴(Ζ 轴)上的极差值；
[0050] I:将步骤G选择的直径线L绕砂轮中心旋转一定角度，重复步骤G和步骤Η，直至选 择的所有直径线均分整个薄片砂轮1，获得在不同基准平面条件下，经过重新计算后获得的 三维空间曲线上的所有点在垂直于基准平面α方向的坐标轴（Z轴）上的极差值;进入下一 步；
[0051] J:计算步骤I中所有极差值的最小值，作为被检测砂轮的平面度，并将该平面度与 预设阈值比较，若未超出预设阈值，则判定被检砂轮平面度合格;若超出预设阈值，则判定 被检砂轮平面度不合格，存在较大变形量。
[0052] 实施例1:
[0053]步骤A:向上拉开紧固装置的紧固件7,将待检测薄片砂轮1平放在载物圆台4中央， 然后放下紧固装置的紧固件7,利用弹簧8的弹力将薄片砂轮1固定在载物圆台4上，然后打 开勾速电机5使薄片砂轮1随载物圆台4勾速旋转，进入下一步；
[0054] 步骤B:设置工业计算机程序(利用计算机程序通过X向伺服电机和Y向伺服电机驱 动XY轴滑台属于现有成熟技术，这里不再赘述），利用工业计算机的程序对X向伺服电机11、 Y向伺服电机12和激光位移传感器10的参数进行配置;在本实施例中，工业计算机通过数据 传输系统控制X向伺服电机11和Y向伺服电机12运动使激光位移传感器10在薄片砂轮1表面 按照环形正弦波曲线的路径进行采样；以XY轴滑台9的二维运动方向作XY直角坐标系，以载 物圆台4的中心作为坐标系原点，则环形正弦波曲线的参数方程可以表示为：
[0055]
其中1 = 1，2，一，11^和1?2分别为薄片砂轮1的外圆半径和内孔半径；丫为扫描预留量， 用于防止激光式位移传感器扫描至砂轮边缘而引入误差数据;M为一周的扫描路径中正弦 波的周期总数;N为扫描采样点总量;i为当前扫描采样点序号;进入下一步；
[0056] 步骤C:激光位移传感器10将采样点的原始数据通过数据传输系统发送至工业计 算机;进入下一步；
[0057]步骤D:在工业计算机中对激光位移传感器10采样的原始数据进行滤波去噪处理， 以剔除噪点数据，得到处理数据，进入下一步；
[0058]步骤E:将处理数据以采样次序的序号为横坐标、以处理数据的值的大小为纵坐标 排列在二维直角坐标系中，然后对二维直角坐标系中的处理数据按一定间隔取一最大值作 为特征点，再利用最小二乘法对特征点数据进行曲线拟合，即可获得可表征砂轮表面宏观 轮廓的二维拟合曲线，曲线拟合具体方法如下：
[0059] 本实施例中，多项式阶数取15;设特征点数据为Pi(i，Wi)，i = 1，2，…，N，寻找近似 的多项式曲线
[0060]
[0061] 满足曲线在各数据点处的偏差的平方和最小，即
[0062]
[0063] 爲/丨、.相麻；古的'/、亜:么处ITI丨ΙτΑμ …伯愛市得：
将式(2)表示为矩阵的形式，并化简转换，可得：
[0064]
[0065]
[0066] 由式(3)可知，利用式(2)满足多元一次方程组有唯一解的条件，求解式(2)得
[0067] ao，ai，a2,…，ai5
[0068] 的值，并代入
[0069]
[0070] 得二维拟合曲线方程Cp(X)。
[0071 ]步骤F:将激光位移传感器10的采样路径曲线的坐标信息(x，y)
[0072]
[0073] 替代二维拟合曲线
[0074]
[0075]的采样次序序号的坐标信息（X)，获得三维空间曲线，并设置在三维直角坐标系 中。
[0077]
[0076] 本实施例中，获得的三维空间曲线的参数方程为：
[0078]
[0079] 步骤G:选择薄片砂轮1的一条直径线L并作与之垂直的直径线的平行平面α，同时 保证平面α平行于直径线L，将平面α作为评定薄片砂轮1平面度的基准平面α;利用三维直角 坐标转换的方法，使三维直角坐标系的Z轴垂直于基准平面α，获得新的三维直角坐标系，并 将式(4)的三维空间曲线在新的三维直角坐标系中重新计算，获得新的三维空间曲线，新的 三维空间曲线的计算方法如下：
[0080] 本实施例中，如图4所示，选择直径线AC和直径线BD来定位基准平面α;将式(4)三 维空间曲线绕X轴旋转一定角度Θ，使点A和点C在Z轴的坐标相等，式(4)三维空间曲线绕X轴 旋转角度Θ后，新曲线的参数方程为：
[0081]
[0082] 其中i = l，2,…，Ν;将点A和点C的序号值iA和ic代入式(5)，由= ^计算出Θ角 度值;然后再将绕X轴旋转后的三维空间曲线绕Y轴旋转一定角度S，使点B和点D在Z轴的坐 标相等，式(5)曲线绕Y轴旋转角度δ后，新曲线的参数方程为：
[0083]
将点B和点D的序号值iB和iD代入式(6)，由Z〃B = z〃D计算出δ角度值;将δ值代入式(6)， 可得坐标系Z轴垂直于砂轮平面度基准平面时的三维空间曲线参数方程；
[0084] H:对式(6)得到的三维空间曲线，计算曲线上所有点的Z轴坐标的极差值，即H1 = // _ // · Z max-Z min ；
[0085] I:将步骤G中选定的直径线AC和直径线BD绕薄片砂轮1圆心旋转一定角度，重复步 骤G和步骤H的过程，直至所有选择过的直径线均分整个薄片砂轮1，获得在不同的基准平面 条件下，经过重新计算后的三维空间曲线在坐标系Z轴上的极差值H 2、H3、H4、……；
[0086] 本实施例中，如图4,选择直径线EF和直径线GH来定位基准平面，计算转换后的空 间曲线在Z轴上的极差值H2,并重复以上步骤。
[0087] J:对所有计算出的极差值，寻找其最小值Hmin作为被检薄片砂轮1的平面度，并将 该平面度与预定阈值比较，以自动快速准确地判定被检薄片砂轮1平面度是否合格，是否存 在变形。
[0088]本发明的有益效果为：
[0089]本发明利用激光位移传感器的高精度测量能力，结合高效的数据处理算法，实现 了薄片砂轮平面度的快速、自动、精准检测，操作方便快捷，有效降低了人为误差和仪器误 差对检测结果的影响，检测成本较低，大大提升了薄片砂轮平面度检测的效率和精确度。
【主权项】
1. 一种薄片砂轮平面度检测装置，其特征在于:包括机架、载物圆台、XY轴滑台、XY轴滑 台驱动机构、激光位移传感器、数据传输系统和工业计算机，机架包括机架支架和机架平 台，机架支架固定连接在机架平台下面用于支撑机架平台，载物圆台水平设置在机架上，载 物圆台的下表面与机架的上表面转动连接，XY轴滑台水平设置在机架平台上，且XY轴滑台 设置在载物圆台的上方，XY轴滑台驱动机构用于驱动XY轴滑台作二维运动，激光位移传感 器设置在XY轴滑台的移动件上，激光位移传感器的输出端连接数据传输系统的输入端，数 据传输系统与工业计算机通信连接。2. 根据权利要求1所述的一种薄片砂轮平面度检测装置，其特征在于:所述载物圆台通 过匀速电机水平转动连接在机架平台上，载物圆台的上表面设置有多个紧固装置。3. 根据权利要求2所述的一种薄片砂轮平面度检测装置，其特征在于:所述的紧固装置 包括支撑杆和紧固件，支撑杆的下端与载物圆台的上表面固定连接，紧固件的上端与支撑 杆的上端铰接，紧固件通过还通过弹簧与载物圆台的上表面连接，弹簧的上端与紧固件的 上部连接，弹簧的下端与载物圆台的上表面固定连接。4. 根据权利要求1所述的一种薄片砂轮平面度检测装置，其特征在于:所述的XY轴滑台 驱动机构包括X向伺服电机和Y向伺服电机，X向伺服电机和Y向伺服电机分别设置在X轴滑 台和Y轴滑台的两端，X向伺服电机和Y向伺服电机的输入端均与数据传输系统的输出端连 接。5. 利用权利要求1所述的一种薄片砂轮平面度检测装置进行的检测方法，其特征在于， 包括以下步骤： A:将待检测薄片砂轮平放在载物圆台中央，并用紧固装置将薄片砂轮固定在载物圆台 上； B:利用工业计算机的程序对X向伺服电机、Y向伺服电机和激光位移传感器的参数进行 配置;利用工业计算机控制X向伺服电机和Y向伺服电机驱动XY轴滑台带动激光位移传感器 在砂轮上表面进行采样； C:激光位移传感器将采样点采集的原始数据通过数据传输系统发送至工业计算机； D:工业计算机对激光位移传感器采样点采集的原始数据进行滤波去噪处理后得到处 理数据； E:将处理数据以采样次序的序号为横坐标、以处理数据的值的大小为纵坐标排列在二 维直角坐标系中，然后对二维直角坐标系中的处理数据按一定间隔取一最大值作为特征 点，再利用最小二乘法对特征点数据进行曲线拟合，获得可表征砂轮表面宏观轮廓的二维 拟合曲线； F:用激光位移传感器采样路径上的采样点坐标代替步骤E得到的二维拟合曲线的横坐 标，将二维拟合曲线转换为三维空间曲线； G:选择砂轮的一条直径线并作与之垂直直径线的平行平面，同时保证该平面与选择的 直径线平行，将该平面作为评定砂轮平面度的基准平面;利用三维直角坐标转换的方法，使 三维直角坐标系的一条坐标轴垂直于基准平面，获得新的三维直角坐标系，并将步骤F得到 的三维空间曲线在新的三维直角坐标系中重新计算，获得新的三维空间曲线； H:在步骤G得到的新的三维直角坐标系中，在垂直于基准平面的坐标轴上，计算步骤G 得到的新的三维空间曲线的分布范围，即步骤G得到的新的三维空间曲线上的所有点，在垂 直于基准平面的坐标轴上坐标的极差值； I:将步骤G选择的直径线绕砂轮圆心旋转一定角度，重复步骤G和步骤H，直至所有选择 的直径线均分整个砂轮，获得在不同的基准平面条件下，经过重新计算后获得的三维空间 曲线在垂直基准平面方向坐标轴上的极差值； J:计算步骤I中所有极差值的最小值，作为被检测砂轮的平面度，并将该平面度与预设 阈值比较，以判定被检砂轮平面度是否合格。6. 根据权利要求5所述的一种薄片砂轮平面度检测方法，其特征在于:步骤B中所述的 激光位移传感器在砂轮表面进行扫描采样时的采样路径为环形正弦波曲线、环形三角波曲 线或者环形方波曲线，且扫描路径需覆盖砂轮表面整体区域。7. 根据权利要求5所述的一种薄片砂轮平面度检测方法，其特征在于：步骤E中对特征 点数据进行曲线拟合的方法采用最小二乘法。8. 根据权利要求5所述的一种薄片砂轮平面度检测方法，其特征在于:步骤G中所述的 三维直角坐标系的一条坐标轴为z轴。
【文档编号】G01B11/30GK105890550SQ201610255062
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】师超钰, 冯克明, 朱建辉
【申请人】郑州磨料磨具磨削研究所有限公司