【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及精密测试，特别是涉及一种行星滚柱丝杠牙形和螺旋线偏差评定方法。
技术介绍
1、行星滚柱丝杠(planetary roller screw mechanism，prsm)是一种可实现旋转和直线运动相互转换的新型精密重载传动装置，主要由丝杠、多根滚柱、螺母组成，广泛应用于航空航天、武器装备、人形机器人等军民领域。高端领域装备高承载、高精度、快响应、长寿命等严苛要求对prsm螺纹加工质量提出极高挑战。因此，对prsm螺纹进行几何廓形精度检测就显得尤为重要。
2、prsm具有小螺距、非标异形特征，目前基于轮廓仪及三坐标等设备对prsm进行廓形检测是反映其廓形加工质量的最主要途径，具有较高的检测精度和测试效率，在研究和工程实际中具有广泛的应用。但轮廓仪仅能扫描二维廓形，对于三维螺旋线扫描，轮廓仪难以实现。且目前国内prsm廓形精度评定标准缺失，行业内主要采用中径偏差、螺距偏差、牙型角偏差等指标对prsm廓形精度进行评定，但现有prsm评定指标不能全面反映螺纹牙表面加工质量。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种行星滚柱丝杠牙形和螺旋线偏差评定方法，本专利技术解决了现有技术中对于行星滚柱丝杠廓形精度评定不准确的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种行星滚柱丝杠牙形和螺旋线偏差评定方法，包括：
4、利用高精度三坐标测量机和工作转台对待评定的螺纹杆件进行处理，得到待评定螺纹杆件的
5、对所述轴向点集数据进行矫正，得到矫正数据；
6、基于坐标变换原理，对所述矫正数据实现测试轴向与设计法向间廓形点集数据转换，得到转换数据；
7、基于残差平方和最小化原理，根据所述转换数据评定牙形偏差，得到第一评定结果；
8、将所述螺旋线点集数据按螺旋线起始点切线方向展开，得到展开数据；
9、基于螺旋偏差公式，根据展开数据，计算展开数据中预设考核长度的螺旋偏差值；
10、根据所述预设考核长度的螺旋偏差值得到第二评定结果。
11、优选地，利用高精度三坐标测量机和工作转台对待评定的螺纹杆件进行处理，得到待评定螺纹杆件的廓形点集数据，包括：
12、利用高精度三坐标测量机对待评定螺纹杆件进行接触式扫描，并使用工作转台上的三爪卡盘夹持待评定的螺纹杆件，测针沿轴向自上而下扫描螺纹廓形，扫得到轴向点集数据；
13、设置待评定螺纹杆件的螺纹参数，使工作转台以预设速度转动，工作台的测针与理论中径处保持接触状态，实现测针沿螺纹杆件螺旋线方向扫描，完成一条螺旋线扫描后控制测针向下移动一个螺距，继续扫描，直至完成多头螺纹的螺旋线扫描，并输出待评定螺纹杆件螺旋线点集数据。
14、优选地，对所述轴向点集数据进行矫正，得到矫正数据，包括：
15、基于最速梯度下降法，根据梯度阈值，对所述轴向点集数据进行区分，得到牙顶数据、牙侧数据和牙底数据；
16、基于角平分线与设计轴线重合方法，对所述牙顶数据、牙侧数据和牙底数据进行轴线倾斜矫正，得到矫正数据。
17、优选地，所述梯度阈值的计算公式为：
18、
19、其中，α为螺纹牙型角，st为梯度阈值。
20、优选地，所述基于残差平方和最小化原理，根据所述转换数据评定牙形偏差，得到第一评定结果，包括：
21、基于丝杠、螺母和滚柱设计牙形迹线，使用最小二乘法拟合轴转换数据，得到设计牙形迹线方程和平均牙形迹线方程；
22、分别确定与所述设计牙形迹线方程和平均牙形迹线方程平行的第一辅助线方程和第二辅助线方程；
23、根据所述第一辅助线方程和第二辅助线方程，评定牙形偏差，得到第一评定结果。
24、优选地，所述螺旋偏差公式为：
25、ei＝ei_max-ei_min；
26、δli＝max{ei}；
27、其中，i＝{2πrad,25mm,100mm,lu mm}，ei为任一考核长度内螺旋线偏差，ei_max为任一考核长度内最大偏差，ei_min为任一考核长度内最小偏差，δli为各考核长度内螺旋线偏差。
28、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
29、本专利技术提供了一种行星滚柱丝杠牙形和螺旋线偏差评定方法，包括：利用高精度三坐标测量机和工作转台对待评定的螺纹杆件进行处理，得到待评定螺纹杆件的廓形点集数据，对所述轴向点集数据进行矫正，得到矫正数据；基于坐标变换原理，对所述矫正数据实现测试轴向与设计法向间廓形点集数据转换，得到转换数据；基于残差平方和最小化原理，根据所述转换数据评定牙形偏差，得到第一评定结果，将所述螺旋线点集数据按螺旋线起始点切线方向展开，得到展开数据；基于螺旋偏差公式，根据展开数据，计算展开数据中预设考核长度的螺旋偏差值；根据所述预设考核长度的螺旋偏差值得到第二评定结果。本专利技术提升了对于行星滚柱丝杠廓形精度评定的准确性。
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1.一种行星滚柱丝杠牙形和螺旋线偏差评定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种行星滚柱丝杠牙形和螺旋线偏差评定方法，其特征在于，利用高精度三坐标测量机和工作转台对待评定的螺纹杆件进行处理，得到待评定螺纹杆件的廓形点集数据，包括：
3.根据权利要求1所述的一种行星滚柱丝杠牙形和螺旋线偏差评定方法，其特征在于，对所述轴向点集数据进行矫正，得到矫正数据，包括：
4.根据权利要求3所述的一种行星滚柱丝杠牙形和螺旋线偏差评定方法，其特征在于，所述梯度阈值的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的一种行星滚柱丝杠牙形和螺旋线偏差评定方法，其特征在于，所述基于残差平方和最小化原理，根据所述转换数据评定牙形偏差，得到第一评定结果，包括：
6.根据权利要求1所述的一种行星滚柱丝杠牙形和螺旋线偏差评定方法，其特征在于，所述螺旋偏差公式为：
【技术特征摘要】
1.一种行星滚柱丝杠牙形和螺旋线偏差评定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种行星滚柱丝杠牙形和螺旋线偏差评定方法，其特征在于，利用高精度三坐标测量机和工作转台对待评定的螺纹杆件进行处理，得到待评定螺纹杆件的廓形点集数据，包括：
3.根据权利要求1所述的一种行星滚柱丝杠牙形和螺旋线偏差评定方法，其特征在于，对所述轴向点集数据进行矫正，得到矫正数据，包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：魏沛堂，罗莉，杜雪松，刘思奇，胡瑞，刘根伸，张楠粟，周杰，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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