CN107560583A - 圆柱工件的轴心线校正方法及其分段截面的直径测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种圆柱工件的轴心线校正方法，首先基于工件端面参考点C0的设计来确定工件在测量坐标系下的空间相对位置，然后利用工件定位截面ZA、ZB上两组对称相关的补偿点实现定位截面在X与Y轴偏差的首次修正Δx与Δy，接着通过对定位截面ZA、ZB轮廓的再次采样获取并拟合计算出中心点O′A、O′B，以中心点O′A与中心点O′B确定的直线作为圆柱工件的基准轴线φ，建立与参考点C0的几何关系并求解，实现基准轴线φ与测量坐标系Z轴相对偏差角θ的校准修正。本发明还提供一种圆柱工件分段截面的直径测量方法：建立定位截面修正值Δx与Δy与被测截面的几何关系，得出线性补偿值Δxi与Δyi，计算探针针对采样点的坐标，形成对被测截面轮廓一体化自动采样，最后利用空间投影和拟合算法对采样数据处理求出直径量值。
Description
技术领域
本发明涉及一种对圆柱工件进行轴心线校正的方法，还涉及一种对圆柱工件上各分段圆柱截面的直径进行测量的方法。
背景技术
具有圆柱特征的工件被广泛应用在航空航天、船舶、高铁、汽车、家庭产品等先进工业制造领域，其几何尺寸对于最终的产品装配合成与性能质量至关重要。随着中国制造产品质量的提升，在设计加工圆柱工件时，对其多个几何特征的测量精度要求越来越高，例如用于校准发动机的曲轴标准棒，其不同部位的截面直径必须满足相应主轴颈或连杆轴颈的要求，这使得圆柱工件的几个尺寸检测已不局限于传统的圆度和圆柱度形位误差测量，而必须包括了对圆柱工件各个截面几个特征的高精度测量。当前针对中等/大尺寸圆柱工件分段截面直径的高精度检测，主要采用装配高分辨率转台的接触式三坐标测量机(CMM)，利用圆柱工件的回转和直线运动的探针传感器的逐步扫描采样来实现测量，这使得在测量过程中对这三部分技术有严格的要求：中心轴线的高精度定位、被测截面相对于轴线的姿态偏差以及合理的扫描探针空间路径规划。上述三个关键技术的解决直接影响圆柱工件多个几何特制的测量精度与效率。
理想状态下，被测圆柱工件轴心线平行于测量坐标系(OXYZ)的Z轴，实际工件由于安装偏心、形状要素等原因，使得各个被测截面很难保持轴心一致(轴心线共线)。因此，客观准确的评价各截面直径误差，同时降低圆柱工件的相对位姿(被测截面轴心线相对于测量坐标系Z轴的偏差)，对于测量结果的准确性和精度的提高十分重要。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种圆柱工件的轴心线校正方法，解决现有技术中对圆柱工件的轴心线校正精度不高的技术问题，能够拟合出更加接近圆柱工件真实倾斜程度的虚拟轴心线，为圆柱工件几何特征的精确测量打下基础。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：一种圆柱工件的轴心线校正方法，包括以下步骤：
步骤101：将待测圆柱工件安装在接触式三坐标测量机的转台上：圆柱工件竖直放置，其上下两端分别被上顶尖、下顶尖固定；以位于圆柱工件下端面下方并在下顶尖轴心线上的任一点作为测量坐标系的原点O，以下顶尖轴线作为Z轴；待测圆柱工件的名义长度l以及上端面名义半径r0为已知量；
步骤102：在三坐标测量机上输入预设的参考点C0(xc0,yc0,zc0)，探针从参考点C0逐渐移动到圆柱工件上端面的定位点C′0处；读取探针的定位坐标值C′0(x′c0,y′c0,z′c0)；设圆柱工件的起点坐标为Q(x0,y0,z0)，起点Q为圆柱工件轴心线与其下端面Z0的交点；
步骤103：在圆柱形工件上选取两个垂直于Z轴的定位截面ZA、ZB；定位截面ZA的名义半径值为rA；定位截面ZB的名义半径值为rB；
步骤104：在定位截面ZA与圆柱形工件圆周面的交线上分别选取两个关于Z轴对称的补偿点CA,1、CA,2，将探针移动到补偿点CA,1处，读取坐标CA,1(0,yA,1,zA,1)；转台带动圆柱工件逆时针旋转90°后，读取补偿点CA,1旋转90°后的坐标并且读取补偿点CA,2旋转90°后的坐标转台带动圆柱工件继续逆时针旋转90°，读取补偿点CA,2旋转180°后的坐标
步骤105：在定位截面ZB与圆柱形工件圆周面的交线上分别选取两个关于Z轴对称的补偿点CB,1、CB,2，将探针移动到补偿点CB,1处，读取坐标CB,1(0,yB,1,zB,1)；转台带动圆柱工件逆时针旋转90°后，读取补偿点CB,1旋转90°后的坐标并且读取补偿点CB,2旋转90°后的坐标转台带动圆柱工件继续逆时针旋转90°，读取补偿点CB,2旋转180°后的坐标
步骤106：计算定位截面ZA相对于X轴的偏差相对于Y轴的偏差σA,Y，分别按如下公式：
步骤107：计算定位截面ZB相对于X轴的偏差相对于Y轴的偏差σB,Y，分别按如下公式：
步骤108：根据与计算待测截面Zi在XOZ平面上的线性补偿插值Δxi，其中i∈{1,...,n}，n为待测截面的个数，待测截面Zi为垂直于Z轴的截面，按如下公式：
其中，zi-z0为待测截面Zi与圆柱工件下端面Z0之间的相对距离；zi为待测截面的Z轴坐标，z0为起点Q的Z轴坐标；Δx为定位截面ZA与ZB之间的X轴方向的补偿值，
根据σA,Y与σB,Y计算待测截面Zi在YOZ平面上的线性补偿插值Δyi，其中i∈{1,...,n}，n为待测截面的个数，按如下公式：
其中，Δy为定位截面ZA与ZB之间的Y轴方向的补偿值，Δy＝σA,X-σB,X；
步骤109：分别对定位截面ZA上的点PA(0,rA,zA)、定位截面ZB上的点PB(0,rB,zB)进行校正：
PA点校正后得到P′A(ΔxA,rA+ΔyA,zA)，其中，
PB点校正后得到P′B(ΔxB,rB+ΔyB,zB)，其中，
其中，zA＝z′co-lA，lA为定位截面ZA与圆柱工件上端面的相对距离；zA-z0为定位截面ZA与圆柱工件下端面Z0之间的相对距离；
其中，zB＝z′co-lB，lB为定位截面ZB与圆柱工件上端面的相对距离，lB为已知量；zB-z0为定位截面ZB与圆柱工件下端面Z0之间的相对距离，为已知量；
步骤1010：以P′A(ΔxA,rA+ΔyA,zA)作为探针的采样触点，转台带动圆柱形工件回转一周完成对定位截面ZA的采样，再利用采样点拟合出虚拟定位截面Z′A，计算出虚拟定位截面Z′A的中心点O′A(x′A,y′A,z′A)；
再以P′B(ΔxB,rB+ΔyB,zB)作为探针的采样触点，转台带动圆柱形工件转动一周完成对定位截面ZB的采样，再利用采样点拟合出虚拟定位截面Z′B，计算出虚拟定位截面Z′B的中心点O′B；
步骤1011：以中心点O′A与中心点O′B确定的直线作为圆柱工件的基准轴线φ，从而完成对圆柱工件轴心线的校正。再以P′B(ΔxB,rB+ΔyB,zB)作为探针的采样触点，转台带动圆柱形工件转动一周完成对定位截面ZB的采样，再利用采样点拟合出虚拟定位截面Z′B，计算出虚拟定位截面Z′B的中心点O′B；
步骤1011：以中心点O′A与中心点O′B确定的直线作为圆柱工件的基准轴线φ，从而完成对圆柱工件轴心线的校正。
优选的，定位截面ZA、定位截面ZB分别位于圆柱工件的上下两端，定位截面ZA与圆柱工件上端面的距离不超过圆柱工件名义长度的1/6，定位截面ZB与圆柱工件下端面的距离不超过圆柱工件名义长度的1/6。
为解决现有技术中对圆柱工件直径测量精度较低、测量过程繁琐的技术问题，本发明还提供一种基于本发明的圆柱工件轴心线校正方法的圆柱工件分段截面的直径测量方法，包括以下步骤：
步骤201：采用如权利要求1所述的圆柱工件轴心线校正方法确定圆柱工件的基准轴线φ，计算基准轴线φ与Z轴之间的偏差角θ；
步骤202：计算圆柱工件起点Q的Z轴坐标值z0：z0＝z′A-(zA-z0)·cosθ，其中z′A为虚拟定位截面Z′A的中心点O′A(x′A,y′A,z′A)的Z轴坐标值，zA-z0为定位截面ZA与圆柱工件下端面Z0之间的相对距离，为已知量；
步骤203：由下至上对圆柱工件上的待测截面从1到n进行编号，并计算出每个待测截面的测量触点；其中，第i个待测截面Zi的测量触点按如下方式计算：根据线性补偿插值Δxi、Δyi以及偏差角θ对待测截面Zi上的点Pi(0,ri,zi)进行补偿，得到测量触点P′i(Δxi,ri+Δyi,z′A+lA,i*cosθ)；其中，ri为待测截面的名义半径值，lA,i为定位截面ZA与待测截面Zi之间的相对距离；lA,i具有正负号，当待测截面Zi位于定位截面ZA下方时为正；当待测截面Zi位于定位截面ZA上方时为负；
步骤204：从第一个待测截面开始依次向上进行测量，每测量完上一个待测截面，探针自动移动到下一个待测截面的测量触点位置；其中，待测截面Zi按如下方式测量：将探针移动到测量触点P′i(Δxi,ri+Δyi,z′A+lA,i*cosθ)上，转台带动圆柱形工件回转一周完成对待测截面Zi的采样，再利用采样点拟合出虚拟待测截面z′i，计算虚拟待测截面z′i的直径作为待测截面Zi的直径di。
优选的，所述偏差角θ是根据角度修正误差Δθ在对基准轴线φ与Z轴之间的夹角θ′进行修正后的角度，θ＝θ′+Δθ，其中，角度修正误差Δθ按如下公式：
其中，l为圆柱工件的名义长度，z0为起点Q的Z轴坐标值，z′C0为定位点C′0的Z轴坐标值，y′0为定位点C′0的Y轴坐标值。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明首先利用参考点对探针查找圆柱工件进行引导，缩短了探针对圆柱工件的定位时间；此外，定位点与参考点还用于对基准轴线与Z轴之间的夹角θ′进行修正，以提高测量精度。
2、本发明的轴心线校正方法将X、Y、Z轴三个方向的偏差进行分离，先求解X、Y轴两个方向的偏差并进行线性补偿，然后对定位截面上的采样触点进行X、Y轴方向的补偿，从而降低了采样点整体在X、Y轴方向的偏差，提高了定位截面中心点的计算精度，使得由两个定位截面中心点确定的基准轴线具有更高的精度。
3、在定位出圆柱工件的基准轴线后再计算基准轴线相对于Z轴的偏差角θ，从而使得待测截面的测量触点能够进行X、Y、Z轴三个方向的偏差校正，根据校正后的测量触点进行测量，大大提高了直径测量的精度。
4、本发明的圆柱工件的分段截面直径测量方法，能够根据各个待测截面的测量触点进行一体化连续测量，从第一个待测截面到最后一个待测截面的测量全程自动化连续作业，无需人工干涉，即能避免人工操作引入的误差，又能实现快速、精确测量。
5、本发明的直径测量方法在测量单个待测截面时，圆柱工件做回转运动，探针不进行大位移运动，随着圆柱工件的回转运动，探针在测量触点附近进行微小运动，这样，能够减少探针本身的位置误差对测量精度的影响。
附图说明
图1是对补偿点进行采样的原理示意图；
图2是圆柱工件基准轴线与Z轴的位置关系示意图；
图3是对圆柱工件分段截面的直径进行测量的原理示意图；
图4是采用参考点C0与定位点C′0对基准轴线φ与Z轴之间的夹角θ′进行修正的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。
如图1至图2所示，一种圆柱工件的轴心线校正方法，包括以下步骤：
步骤101：将待测圆柱工件安装在接触式三坐标测量机的转台上：圆柱工件竖直放置，其上下两端分别被上顶尖、下顶尖固定；以位于圆柱工件下端面下方并在下顶尖轴心线上的任一点作为测量坐标系的原点O，以下顶尖轴线作为Z轴；待测圆柱工件的名义长度l以及上端面名义半径r0为已知量；
步骤102：在三坐标测量机上输入预设的参考点C0(xc0,yc0,zc0)，探针从参考点C0逐渐移动到圆柱工件上端面的定位点C′0处；读取探针的定位坐标值C′0(x′c0,y′c0,z′c0)；设圆柱工件的起点坐标为Q(x0,y0,z0)，起点Q为圆柱工件轴心线与其下端面Z0的交点；
步骤103：在圆柱形工件上选取两个垂直于Z轴的定位截面ZA、ZB；定位截面ZA的名义半径值为rA；定位截面ZB的名义半径值为rB；
步骤104：在定位截面ZA与圆柱形工件圆周面的交线上分别选取两个关于Z轴对称的补偿点CA,1、CA,2，将探针移动到补偿点CA,1处，读取坐标CA,1(0,yA,1,zA,1)；转台带动圆柱工件逆时针旋转90°后，读取补偿点CA,1旋转90°后的坐标并且读取补偿点CA,2旋转90°后的坐标转台带动圆柱工件继续逆时针旋转90°，读取补偿点CA,2旋转180°后的坐标
步骤105：在定位截面ZB与圆柱形工件圆周面的交线上分别选取两个关于Z轴对称的补偿点CB,1、CB,2，将探针移动到补偿点CB,1处，读取坐标CB,1(0,yB,1,zB,1)；转台带动圆柱工件逆时针旋转90°后，读取补偿点CB,1旋转90°后的坐标并且读取补偿点CB,2旋转90°后的坐标转台带动圆柱工件继续逆时针旋转90°，读取补偿点CB,2旋转180°后的坐标
步骤106：计算定位截面ZA相对于X轴的偏差相对于Y轴的偏差σA,Y，分别按如下公式：
步骤107：计算定位截面ZB相对于X轴的偏差相对于Y轴的偏差σB,Y，分别按如下公式：
步骤108：根据与计算待测截面Zi在XOZ平面上的线性补偿插值Δxi，其中i∈{1,...,n}，n为待测截面的个数，待测截面Zi为垂直于Z轴的截面，按如下公式：
其中，zi-z0为待测截面Zi与圆柱工件下端面Z0之间的相对距离；zi为待测截面的Z轴坐标，z0为起点Q的Z轴坐标；Δx为定位截面ZA与ZB之间的X轴方向的补偿值，
根据σA,Y与σB,Y计算待测截面Zi在YOZ平面上的线性补偿插值Δyi，其中i∈{1,...,n}，n为待测截面的个数，按如下公式：
其中，Δy为定位截面ZA与ZB之间的Y轴方向的补偿值，Δy＝σA,X-σB,X；
步骤109：分别对定位截面ZA上的点PA(0,rA,zA)、定位截面ZB上的点PB(0,rB,zB)进行校正：
PA点校正后得到P′A(ΔxA,rA+ΔyA,zA)，其中，
PB点校正后得到P′B(ΔxB,rB+ΔyB,zB)，其中，
其中，zA＝z′co-lA，lA为定位截面ZA与圆柱工件上端面的相对距离；zA-z0为定位截面ZA与圆柱工件下端面Z0之间的相对距离；
其中，zB＝z′co-lB，lB为定位截面ZB与圆柱工件上端面的相对距离，lB为已知量；zB-z0为定位截面ZB与圆柱工件下端面Z0之间的相对距离，为已知量；
步骤1010：以P′A(ΔxA,rA+ΔyA,zA)作为探针的采样触点，转台带动圆柱形工件回转一周完成对定位截面ZA的采样，再利用采样点拟合出虚拟定位截面Z′A，计算出虚拟定位截面Z′A的中心点O′A(x′A,y′A,z′A)；
再以P′B(ΔxB,rB+ΔyB,zB)作为探针的采样触点，转台带动圆柱形工件转动一周完成对定位截面ZB的采样，再利用采样点拟合出虚拟定位截面Z′B，计算出虚拟定位截面Z′B的中心点O′B；
步骤1011：以中心点O′A与中心点O′B确定的直线作为圆柱工件的基准轴线φ，从而完成对圆柱工件轴心线的校正。
本具体实施方式中，定位截面ZA、定位截面ZB分别位于圆柱工件的上下两端，定位截面ZA与圆柱工件上端面的距离不超过圆柱工件名义长度的1/6，定位截面ZB与圆柱工件下端面的距离不超过圆柱工件名义长度的1/6。这样，定位截面ZA与ZB分别靠近圆柱工件的上、下端面，通过定位截面ZA与ZB确定的基准轴线φ能够从整体上反映出圆柱工件轴心线与Z轴的偏差；当然，为了更精确的测量，可以对圆柱工件上的每个圆柱单元进行局部的轴心线校正，只需要在采用本发明的轴心线校正方法时，选取两个位于同一圆柱单元上的两个定位截面即可，确定出各个圆柱单元的基准轴线，各圆柱单元的测量触点以各自对应的基准轴线进行计算，这样可以进一步提高测量精度，也应落在本发明的保护范围内。
本具体实施方式中，所述参考点C0的X轴坐标值以及Y轴坐标值的取值范围均在内，其中，r0为圆柱工件上端面的名义半径值；参考点C0的Z轴坐标值的取值范围均在内，其中，l为圆柱工件的名义长度。
如图3所示，一种基于本具体实施方式的的圆柱工件轴心线校正方法的圆柱工件分段截面的直径测量方法，包括以下步骤：
步骤201：采用如权利要求1所述的圆柱工件轴心线校正方法确定圆柱工件的基准轴线φ，计算基准轴线φ与Z轴之间的偏差角θ；
步骤202：计算圆柱工件起点Q的Z轴坐标值z0：z0＝z′A-(zA-z0)·cosθ，其中z′A为虚拟定位截面Z′A的中心点O′A(x′A,y′A,z′A)的Z轴坐标值，zA-z0为定位截面ZA与圆柱工件下端面Z0之间的相对距离，为已知量；
步骤203：由下至上对圆柱工件上的待测截面从1到n进行编号，并计算出每个待测截面的测量触点；其中，第i个待测截面Zi的测量触点按如下方式计算：根据线性补偿插值Δxi、Δyi以及偏差角θ对待测截面Zi上的点Pi(0,ri,zi)进行补偿，得到测量触点P′i(Δxi,ri+Δyi,z′A+lA,i*cosθ)；其中，ri为待测截面的名义半径值，lA,i为定位截面ZA与待测截面Zi之间的相对距离；lA,i具有正负号，当待测截面Zi位于定位截面ZA下方时为正；当待测截面Zi位于定位截面ZA上方时为负；
步骤204：从第一个待测截面开始依次向上进行测量，每测量完上一个待测截面，探针自动移动到下一个待测截面的测量触点位置；其中，待测截面Zi按如下方式测量：将探针移动到测量触点P′i(Δxi,ri+Δyi,z′A+lA,i*cosθ)上，转台带动圆柱形工件回转一周完成对待测截面Zi的采样，再利用采样点拟合出虚拟待测截面z′i，计算虚拟待测截面z′i的直径作为待测截面Zi的直径di。
本具体实施方式中，探针在对圆柱工件进行采样时，圆柱工件做回转运动，探针不进行大位移运动，随着圆柱工件的回转运动，探针在测量触点附近进行微小运动，那么在利用探针所采集到的采样点进行截面拟合时，三坐标测量机将自动对采样点的坐标值进行换算，例如采样点的个数为1024个，那么相邻两个采样点之间相差的角度为β＝0.352°，测量触点P′i(Δxi,ri+Δyi,zi·cosθ)为待测截面Zi的第一个采样点的坐标，而第j个采样点的坐标需要根据待测截面的名义半径ri以及(j-1)β换算出第j个采样点的坐标值，具体换算方法为本领域技术人员所悉知。
本具体实施方式中，所述偏差角θ是根据角度修正误差Δθ在对基准轴线φ与Z轴之间的夹角θ′进行修正后的角度，θ＝θ′+Δθ，其中，角度修正误差Δθ按如下公式：
其中，l为圆柱工件的名义长度，z0为起点Q的Z轴坐标值，z′C0为定位点C′0的Z轴坐标值，y′0为定位点C′0的Y轴坐标值。
对夹角θ′进行修正的原理如图4所示，根据参考点C0的定位点C′0与夹角θ′的几何关系，可建立方程等式：
y'0·sinθ′+(z'0-z0-l/2)·cosθ′＝l/2；
由于夹角θ′非常小，对夹角θ′进行泰勒二级展开，可得修正误差Δθ，那么θ＝θ′+Δθ。
值得说明的是：本发明的圆柱工件的轴线校正方法以及圆柱工件的分段截面的直径测量方法，不仅可以在三坐标测量机上实现、而且可以在圆轴类测量仪、圆柱度仪、齿轮测量中心等仪器实现。
为验证测量方法的精度和可靠性，对某型号发动机两种曲轴标准棒(500±100)mm进行大样本误差检测，实验装置是基于KLINGELBERG齿轮测量中心，其装配有高精度旋转台并且可由上下顶尖固定被测工件，同时配备的探针可同步沿X、Y、Z轴移动。
实验测试前采用配备的KLINGELBERG圆柱工件(长度800mm、直径60mm)对该仪器的直线度进行校准。校准过程和测试过程，转台的转速保持一致，都为0.05r/s；在标准实验室内(温度处于20℃±0.5℃)进行10次连续重复测试。测试结果与德国物理技术研究院的测量数据进行了对比，如表1所示：
表1圆柱体工件分段截面直径测量结果(单位：mm)
Tab.1 Diameter measurement results for multi-sections of cylinderworkpiece(Unit:mm)
从表1可以看出，两个标准棒各自5个不同测量位置的重复性测量误差均低于0.5μm，标准棒的重复性测量结果与德国物理技术研究院的测量数据最大偏差为1.0μm，充分说明该测量方法的重复性较好，测量结果可靠。对于标准棒单个测量位置的测量时间共花费20s，可以保证测量的高效性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种圆柱工件的轴心线校正方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤101：将待测圆柱工件安装在接触式三坐标测量机的转台上：圆柱工件竖直放置，其上下两端分别被上顶尖、下顶尖固定；以位于圆柱工件下端面下方并在下顶尖轴心线上的任一点作为测量坐标系的原点o，以下顶尖轴线作为Z轴；待测圆柱工件的名义长度l以及上端面名义半径r0为已知量；
步骤102：在三坐标测量机上输入预设的参考点C0(xc0,yc0,zc0)，探针从参考点C0逐渐移动到圆柱工件上端面的定位点C′0处；读取探针的定位坐标值C′0(x′c0,y′c0,z′c0)；设圆柱工件的起点坐标为Q(x0,y0,z0)，起点Q为圆柱工件轴心线与其下端面Z0的交点；
步骤103：在圆柱形工件上选取两个垂直于Z轴的定位截面ZA、ZB；定位截面ZA的名义半径值为rA；定位截面ZB的名义半径值为rB；
步骤104：在定位截面ZA与圆柱形工件圆周面的交线上分别选取两个关于Z轴对称的补偿点CA,1、CA,2，将探针移动到补偿点CA,1处，读取坐标CA,1(0,yA,1,zA,1)；转台带动圆柱工件逆时针旋转90°后，读取补偿点CA,1旋转90°后的坐标并且读取补偿点CA,2旋转90°后的坐标转台带动圆柱工件继续逆时针旋转90°，读取补偿点CA,2旋转180°后的坐标
步骤105：在定位截面ZB与圆柱形工件圆周面的交线上分别选取两个关于Z轴对称的补偿点CB,1、CB,2，将探针移动到补偿点CB,1处，读取坐标CB,1(0,yB,1,zB,1)；转台带动圆柱工件逆时针旋转90°后，读取补偿点CB,1旋转90°后的坐标并且读取补偿点CB,2旋转90°后的坐标转台带动圆柱工件继续逆时针旋转90°，读取补偿点CB,2旋转180°后的坐标
步骤106：计算定位截面ZA相对于X轴的偏差相对于Y轴的偏差σA,Y，分别按如下公式：
<mrow>
<msub>
<mo>&part;</mo>
<mrow>
<mi>A</mi>
<mo>,</mo>
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<mi>r</mi>
<mi>A</mi>
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</mrow>
<mn>2</mn>
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步骤107：计算定位截面ZB相对于X轴的偏差相对于Y轴的偏差σB,Y，分别按如下公式：
<mrow>
<msub>
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<mi>B</mi>
<mo>,</mo>
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步骤108：根据与计算待测截面Zi在XOZ平面上的线性补偿插值Δxi，其中i∈{1,...,n}，n为待测截面的个数，待测截面Zi为垂直于Z轴的截面，按如下公式：
<mrow>
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<mi>&Delta;x</mi>
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<mo>=</mo>
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<mi>x</mi>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中，zi-z0为待测截面Zi与圆柱工件下端面Z0之间的相对距离；zi为待测截面的Z轴坐标，z0为起点Q的Z轴坐标，zi、z0均为未知量；Δx为定位截面ZA与ZB之间的X轴方向的补偿值，
根据σA,Y与σB,Y计算待测截面Zi在YOZ平面上的线性补偿插值Δyi，其中i∈{1,...,n}，n为待测截面的个数，按如下公式：
<mrow>
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<mi>&Delta;y</mi>
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<mo>=</mo>
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<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>&Delta;</mi>
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</mrow>
其中，Δy为定位截面ZA与ZB之间的Y轴方向的补偿值，Δy＝σA,X-σB,X；
步骤109：分别对定位截面ZA上的点PA(0,rA,zA)、定位截面ZB上的点PB(0,rB,zB)进行校正：
PA点校正后得到P′A(ΔxA,rA+ΔyA,zA)，其中，
PB点校正后得到P′B(ΔxB,rB+ΔyB,zB)，其中，
其中，zA＝z′co-lA，lA为定位截面ZA与圆柱工件上端面的相对距离；zA-z0为定位截面ZA与圆柱工件下端面Z0之间的相对距离；
其中，zB＝z′co-lB，lB为定位截面ZB与圆柱工件上端面的相对距离，lB为已知量；zB-z0为定位截面ZB与圆柱工件下端面Z0之间的相对距离，为已知量；
步骤1010：以P′A(ΔxA,rA+ΔyA,zA)作为探针的采样触点，转台带动圆柱形工件回转一周完成对定位截面ZA的采样，再利用采样点拟合出虚拟定位截面Z′A，计算出虚拟定位截面Z′A的中心点O′A(x′A,y′A,z′A)；
再以P′B(ΔxB,rB+ΔyB,zB)作为探针的采样触点，转台带动圆柱形工件转动一周完成对定位截面ZB的采样，再利用采样点拟合出虚拟定位截面Z′B，计算出虚拟定位截面Z′B的中心点O′B；
步骤1011：以中心点O′A与中心点O′B确定的直线作为圆柱工件的基准轴线φ，从而完成对圆柱工件轴心线的校正。
2.根据权利要求1所述的圆柱工件的轴心线校正方法，其特征在于：定位截面ZA、定位截面ZB分别位于圆柱工件的上下两端，定位截面ZA与圆柱工件上端面的距离不超过圆柱工件名义长度的1/6，定位截面ZB与圆柱工件下端面的距离不超过圆柱工件名义长度的1/6。
3.根据权利要求1所述的圆柱工件的轴心线校正方法，其特征在于：所述参考点C0的X轴坐标值以及Y轴坐标值的取值范围均在内，其中，r0为圆柱工件上端面的名义半径值；参考点C0的Z轴坐标值的取值范围均在内，其中，l为圆柱工件的名义长度。
4.一种基于权利要求1所述的圆柱工件轴心线校正方法的圆柱工件分段截面的直径测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤201：采用如权利要求1所述的圆柱工件轴心线校正方法确定圆柱工件的基准轴线φ，计算基准轴线φ与Z轴之间的偏差角θ；
步骤202：计算圆柱工件起点Q的Z轴坐标值z0：z0＝z′A-(zA-z0)·cosθ，其中z′A为虚拟定位截面Z′A的中心点O′A(x′A,y′A,z′A)的Z轴坐标值，zA-z0为定位截面ZA与圆柱工件下端面Z0之间的相对距离，为已知量；
步骤203：由下至上对圆柱工件上的待测截面从1到n进行编号，并计算出每个待测截面的测量触点；其中，第i个待测截面Zi的测量触点按如下方式计算：根据线性补偿插值Δxi、Δyi以及偏差角θ对待测截面Zi上的点Pi(0,ri,zi)进行补偿，得到测量触点Pi′(Δxi,ri+Δyi,z′A+lA,i*cosθ)；其中，ri为待测截面的名义半径值，lA,i为定位截面ZA与待测截面Zi之间的相对距离；lA,i具有正负号，当待测截面Zi位于定位截面ZA下方时为正；当待测截面Zi位于定位截面ZA上方时为负；
步骤204：从第一个待测截面开始依次向上进行测量，每测量完上一个待测截面，探针自动移动到下一个待测截面的测量触点位置；其中，待测截面Zi按如下方式测量：将探针移动到测量触点Pi′(Δxi,ri+Δyi,z′A+lA,i*cosθ)上，转台带动圆柱形工件回转一周完成对待测截面Zi的采样，再利用采样点拟合出虚拟待测截面z′i，计算虚拟待测截面z′i的直径作为待测截面Zi的直径di。
5.根据权利要求4所述的圆柱工件分段截面的直径测量方法，其特征在于：所述偏差角θ是根据角度修正误差Δθ在对基准轴线φ与Z轴之间的夹角θ′进行修正后的角度，θ＝θ′+Δθ，其中，角度修正误差Δθ按如下公式：
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其中，l为圆柱工件的名义长度，z0为起点Q的Z轴坐标值，z′C0为定位点C′0的Z轴坐标值，y′0为定位点C′0的Y轴坐标值。
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