CN118189879A - 一种在线测量轴类零件半径的测量方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种在线测量轴类零件半径的测量方法及系统，包括：S1：测量装置的安装；S2：建立测量装置坐标系O_C‑X_CY_CZ_C；S3：建立轴类零件轴颈轴心线坐标系O_B‑X_BY_BZ_B和夹具轴心轴线坐标系O_A‑X_AY_AZ_A；S4：统一轴类零件轴颈轴心线坐标系和夹具轴心轴线坐标系；S5：对轴颈表面进行测量，分析测量装置和零件轴颈截面之间的位置关系；S6：拟合轴颈截面方程；S7：统一测量装置坐标系和夹具轴心轴线坐标系并获取零件半径。通过多测量装置融合对轴系工件进行半径测量，提高测量效率，改善人为测量方式，实现在机测量，同时对工件和夹具之间的误差进行自动校正，消除由于夹具变形和安装不确定等因素引起的误差，满足工业高效的在机测量要求，为生产过程提供可靠的技术支持。

Description

一种在线测量轴类零件半径的测量方法及系统

技术领域

本发明涉及一种在线测量轴类零件半径的测量方法及系统，属于零件测量技术领域。

背景技术

在制造和装配过程中，对于一般轴系零件的精度要求极高。传统的人工测量方法，如使用千分尺等工具进行人工测量和读数，存在着人为误差，不仅会影响产品质量，还会降低生产效率。因此，在轴类零件加工过程中，对其半径进行精准测量变得至关重要。及时准确地测量轴类零件的半径，有助于及早发现生产过程中的问题，并为工件后续加工提供指导，从而保证产品质量，提高生产效率。

然而，在轴类零件半径测量中存在着诸多问题。例如，由于被测工件轴线与测量装置平面法线无法保证其90°夹角，因此会导致测量误差。而为了保证测量精度，通常采用三坐标测量仪来测量轴类工件半径，但其无法适用于大型工件，无法进行在机测量并且测量成本较高，存在局限性。其次，若使用非接触式测量装置，如视觉和激光传感器等，会受工件表面粗糙度和光泽度等因素影响难以准确采集表面信息。还有使用传统测量仪器千分表，需要人工进行测量，费时费力并且存在人为误差，无法保证其精度。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种在线测量轴类零件半径的测量方法及系统，本发明通过空间坐标变换拟合椭圆统一坐标系消除误差的方法完成半径的精准测量。

技术方案：一种在线测量轴类零件半径的测量方法，包括以下步骤：

S1：测量装置的安装：将轴类零件安装至夹具上，通过仿真得出拟合椭圆所需的测量装置的数量后，沿圆周方向安装测量装置，使轴类零件轴颈表面与测量装置接触，每组测量装置设置于同一安装平面；

S2：建立测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C：以测量装置中心点建立空间直角坐标系，确定各测量装置的安装角度θ和距离坐标原点的长度l_n；

S3：建立轴类零件轴颈轴心线坐标系O_B-X_BY_BZ_B和夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A；

S4：统一轴类零件轴颈轴心线坐标系和夹具轴心轴线坐标系：获取轴类零件轴颈轴心线坐标系O_B-X_BY_BZ_B与夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A之间的变换关系，以夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A为基准统一坐标系；

S5：对轴颈表面进行测量，分析测量装置和零件轴颈截面之间的位置关系；

S6：拟合轴颈截面方程：根据S5中的分析结果，分别获取测量装置与零件接触点坐标，并分别拟合轴颈截面方程；

S7：统一测量装置坐标系和夹具轴心轴线坐标系：以夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A为基准统一测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C，将测量装置与零件接触点坐标转化至夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A进而获得该轴类零件的半径。

本发明通过以夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A为基准统一轴类零件轴颈轴心线坐标系O_B-X_BY_BZ_B和测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C，并针对测量装置和零件轴颈截面之间的位置关系分别获取测量装置与零件接触点坐标，并分别拟合轴颈截面方程，将该接触点坐标转化至夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A进而获得该轴类零件的半径，避免由于零件和测量装置之间存在偏角导致测量不精准的问题，降低半径误差测量的难度，减小人为测量的误差，提高测量精确度。

优选项，所述S4的具体步骤为：

轴类零件轴颈轴心线坐标系O_B-X_BY_BZ_B与夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A之间的变换关系：

轴类零件轴颈轴心线坐标系O_B-X_BY_BZ_B中的点P_B(x_B,y_B,z_B)在X_A、Y_A和Z_A轴方向上分别平移后得出点(x₀，y₀，z₀)，点(x₀，y₀，z₀)绕X_A轴旋转角度α，绕Y_A轴旋转角度β，绕Z_A轴旋转角度η后，通过上述变换公式得到对应在夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A中的点坐标(x₁,y₁,z₁)。

优选项，所述S5的具体步骤为：

S501：不存在偏角情况：

当测量装置垂直与轴颈表面，无偏角时，测量截面为高精度圆形，此时直接将该圆上任意点坐标带入圆拟合公式求得半径：

x²+y²+Fx+Jy+K＝0

其中，F、J、K分别为圆方程对应参数；

圆半径R公式为：

S502：存在偏角情况：

当测量装置与轴颈表面存在绕X_B轴方向的旋转角γ时，测量截面为椭圆，通过椭圆的长轴和短轴得出测量装置与轴颈表面的偏角关系，测量截面与横截面夹角，即绕X_B轴的旋转角γ为：

其中，l_bd为短轴长度，l_ac为长轴长度；

当测量装置与轴颈表面既存在绕X_B轴方向的旋转角γ，又存在绕Z_B轴方向的旋转角λ时，测量截面为椭圆，通过椭圆的长轴和短轴得出测量装置与轴颈表面的偏角关系，测量截面与横截面夹角，即绕Z_B轴的旋转角λ为：

其中，l_bd为短轴长度，l_ac为长轴长度。

优选项，所述S6具体包括S601：

S601：根据S501不存在偏角情况得出，当测量装置垂直与轴颈表面，无偏角时，测量截面为圆形，拟合圆的方程为；

x²+y²+Fx+Jy+K＝0

其中，F、J、K分别为圆方程对应参数。

优选项，所述S6具体包括S602：

S602：根据S502存在偏角情况得出，当测量装置与轴颈表面存在偏角时，测量截面为椭圆，获取该截面上各测量装置与零件接触的点坐标，将获得零件测量点对应的轮廓坐标代入椭圆一般方程,已知椭圆一般方程为：

x²+Axy+By²+Cx+Dy+E＝0

其中，A、B、C、D、E分别为椭圆方程对应参数；

将测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C中测量装置的旋转角度和伸缩量转换为坐标，设采集的测量点坐标为P_i(x_i,y_i)(i＝1,2,3,4,5)，根据最小二乘法的原理，拟合目标函数：

使得F的各项偏导为0，即:

得出方程

简化后得到：

确定A,B,C,D,E系数后带入公式可以得出椭圆长轴l_ac、短轴l_bd方程：

优选项，所述S7的具体步骤为：

根据S602拟合的轴颈截面方程，将在测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C中各个测量装置与零件接触的椭圆轮廓点坐标转化至夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A中，求得椭圆截面在坐标系O_A-X_AY_AZ_A下的旋转角γ、旋转角λ并获得椭圆轮廓点坐标转化后的圆坐标：

测量装置坐标系和夹具轴心轴线坐标系的变换关系可由公式推导为：

将测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C和夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A之间的偏移量定义为(x₂,0,z₂,γ,0,λ)，即测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C中的点(x_c,y_c,z_c)分别在X_C和Z_C轴方向上平移x₂和z₂,，然后绕X_C轴旋转角度γ，再绕Z_C轴旋转角度λ后获得零件在夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A中对应的点坐标(x'₂,y'₂,z'₂)，即获得转化后的圆坐标，根据圆公式得出零件的半径R：

x²+y²+Fx+Jy+K＝0

其中，F、J、K分别为圆方程对应参数；

圆半径R公式为：

一种实现在线测量轴类零件半径的测量方法的测量系统，包括测量组件、夹具、轴类零件、处理模块，所述轴类零件的两端分别与夹具可拆卸式连接，所述测量组件沿轴类零件轴颈的圆周方向与轴颈外表面接触，所述测量组件与处理模块信号连接。

本发明通过将轴类零件设置于夹具上，测量组件沿圆周方向与轴颈外表面接触，进而组装成测量系统，以此针对轴类零件、夹具、测量组件分别建立空间直角坐标系，便于轴颈半径的测量，处理模块处理测量组件反馈的参数值，以此得出轴颈半径，提高半径测量的准确性。

优选项，为了提高测量的准确性，所述测量组件包括环形支撑架、测量装置，所述测量装置沿圆周方向安装于环形支撑架上，所述环形支撑架套设于轴类零件外侧，所述测量装置至少设置五组，所述每组测量装置与轴颈外圆周面接触且都处于同一安装平面。在轴颈外侧设置环形支撑架，便于将测量装置安装于同一平面，同时便于调整每组测量装置之间的角度以及与轴心之间的距离，便于重复调整测量，提高测量的准确性。

优选项，为了提高测量的可靠性，还包括安装部，所述每组测量装置通过安装部与环形支撑架连接。通过安装部，便于调整测量装置的角度和距离，提高测量的可靠性。

有益效果：本发明通过多测量装置融合的方式对轴系工件进行半径测量，提高了测量效率，改善传统人为测量的方式实现在机测量，同时对工件和夹具之间的误差进行自动校正，有效消除了由于夹具变形和安装不确定等因素引起的误差，能够满足工业高效的在机测量要求，为生产过程提供了可靠的技术支持。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明测量装置安装示意图；

图3为本发明轴类零件轴颈轴心线坐标系O_B-X_BY_BZ_B和夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A转换示意图；

图4为本发明测量轮廓空间示意图；

图5为本发明旋转角λ及椭圆长短轴示意图；

图6为本发明拟合椭圆图；

图7为本发明测量系统轴测图；

图8为本发明测量系统右视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，一种在线测量轴类零件半径的测量方法，包括以下步骤：

本实施例中的测量装置采用无线数显表进行测量，选取的轴类零件为曲轴；

S1：测量装置的安装：将轴类零件安装至夹具上，通过仿真得出拟合椭圆所需的无线数显表的数量后，沿圆周方向安装无线数显表，使轴类零件轴颈表面与无线数显表接触，每组无线数显表设置于同一安装平面，本实施例中所需的无线数显表的数量为5组；

如图2所示，S2：建立测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C：以测量装置中心点建立空间直角坐标系，确定各测量装置的安装角度θ和距离坐标原点的长度l_n；

以无线数显表的安装平面的中心建立测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C，以X_C为基准，每组无线数显表的安装角度分别为30°、90°、150°、210°、330°，根据待测零件的轴颈尺寸，调节每个无线数显表到坐标系原点距离l_n，使无线数显表侧头与零件外表面接触并且测量值不超过无线数显表的量程；

S3：建立轴类零件轴颈轴心线坐标系O_B-X_BY_BZ_B和夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A；

如图3所示，S4：统一轴类零件轴颈轴心线坐标系和夹具轴心轴线坐标系：获取轴类零件轴颈轴心线坐标系O_B-X_BY_BZ_B与夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A之间的变换关系，以夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A为基准统一坐标系；

轴类零件轴颈轴心线坐标系O_B-X_BY_BZ_B与夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A之间的变换关系：

轴类零件轴颈轴心线坐标系O_B-X_BY_BZ_B中的点P_B(x_B,y_B,z_B)在X_A、Y_A和Z_A轴方向上分别平移后得出点(x₀，y₀，z₀)，点(x₀，y₀，z₀)绕X_A轴旋转角度α，绕Y_A轴旋转角度β，绕Z_A轴旋转角度η后，通过上述变换公式得到对应在夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A中的点坐标(x₁,y₁,z₁)。

S5：对轴颈表面进行测量，分析测量装置和零件轴颈截面之间的位置关系；

S501：不存在偏角情况：

当测量装置垂直与轴颈表面，无偏角时，测量截面为高精度圆形，此时直接将该圆上任意点坐标带入圆拟合公式求得半径：

x²+y²+Fx+Jy+K＝0

其中，F、J、K分别为圆方程对应参数；

圆半径R公式为：

如图4所示，S502：存在偏角情况：

当测量装置和轴颈表面存在偏角时，测量界面的法向轴线与零件轴心线无法重合共线，因此零件在测量装置坐标系O_B-X_BY_BZ_B下会发生绕X_B轴方向和Z_B轴方向的旋转。由于Y_B轴与零件轴心线重合，Y_B轴方向的旋转角不予考虑。

当测量装置与轴颈表面存在绕X_B轴方向的旋转角γ时，测量截面为椭圆，通过椭圆的长轴和短轴得出测量装置与轴颈表面的偏角关系，测量截面与横截面夹角，即绕X_B轴的旋转角γ为：

其中，l_bd为短轴长度，l_ac为长轴长度；

如图5所示，当测量装置与轴颈表面既存在绕X_B轴方向的旋转角γ，又存在绕Z_B轴方向的旋转角λ时，测量截面为椭圆，通过椭圆的长轴和短轴得出测量装置与轴颈表面的偏角关系，测量截面与横截面夹角，即绕Z_B轴的旋转角λ为：

其中，l_bd为短轴长度，l_ac为长轴长度。

如图6所示，S6：拟合轴颈截面方程：根据S5中的分析结果，分别获取测量装置与零件接触点坐标，并分别拟合轴颈截面方程；

S601：根据S501不存在偏角情况得出，当测量装置垂直与轴颈表面，无偏角时，测量截面为圆形，拟合圆的方程为；

x²+y²+Fx+Jy+K＝0

其中，F、J、K分别为圆方程对应参数。

S602：根据S502存在偏角情况得出，当测量装置与轴颈表面存在偏角时，测量截面为椭圆，获取该截面上各测量装置与零件接触的点坐标，将获得零件测量点对应的轮廓坐标代入椭圆一般方程,已知椭圆一般方程为：

x²+Axy+By²+Cx+Dy+E＝0

其中，A、B、C、D、E分别为椭圆方程对应参数；

将测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C中测量装置的旋转角度和伸缩量转换为坐标，设采集的测量点坐标为P_i(x_i,y_i)(i＝1,2,3,4,5)，根据最小二乘法的原理，拟合目标函数：

使得F的各项偏导为0，即:

得出方程

简化后得到：

确定A,B,C,D,E系数后带入公式可以得出椭圆长轴l_ac、短轴l_bd方程：

S7：统一测量装置坐标系和夹具轴心轴线坐标系：以夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A为基准统一测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C，将测量装置与零件接触点坐标转化至夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A进而获得该轴类零件的半径：

根据S602拟合的轴颈截面方程，将在测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C中各个测量装置与零件接触的椭圆轮廓点坐标转化至夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A中，求得椭圆截面在坐标系O_A-X_AY_AZ_A下的旋转角γ、旋转角λ并获得椭圆轮廓点坐标转化后的圆坐标：

测量装置坐标系和夹具轴心轴线坐标系的变换关系可由公式推导为：

将测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C和夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A之间的偏移量定义为(x₂,0,z₂,γ,0,λ)，即测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C中的点(x_c,y_c,z_c)分别在X_C和Z_C轴方向上平移x₂和z₂,，然后绕X_C轴旋转角度γ，再绕Z_C轴旋转角度λ后获得零件在夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A中对应的点坐标(x'₂,y'₂,z'₂)，即获得转化后的圆坐标，根据圆公式得出零件的半径R：

x²+y²+Fx+Jy+K＝0

其中，F、J、K分别为圆方程对应参数；

圆半径R公式为：

表1.通过本方法获取的零件半径：

通过对曲轴主轴颈半径进行了多次试验，根据表1测量数据可知，经过消除夹具和测量工具摆放的误差后，得到的半径均值为32.4961mm，跟标准值相差0.0039mm，实验测量的结果产生了误差结果不超过1％，说明测量方法及装置的可靠性和准确性。

如图7-图8所示，一种实现在线测量轴类零件半径的测量方法的测量系统，包括测量组件1、夹具2、轴类零件3、处理模块，所述轴类零件3的两端分别与夹具2可拆卸式连接，所述测量组件1沿轴类零件3轴颈的圆周方向与轴颈外表面接触，所述测量组件1与处理模块信号连接。

通过将轴类零件3设置于夹具2上，测量组件1沿圆周方向与轴颈外表面接触，进而组装成测量系统，以此针对轴类零件3、夹具2、测量组件1分别建立空间直角坐标系，便于轴颈半径的测量，处理模块处理测量组件1反馈的参数值，以此得出轴颈半径，提高半径测量的准确性。

为了提高测量的准确性，所述测量组件1包括环形支撑架11、测量装置12，所述测量装置12沿圆周方向安装于环形支撑架11上，所述环形支撑架11套设于轴类零件3外侧，所述测量装置12至少设置五组，所述每组测量装置12与轴颈外圆周面接触且都处于同一安装平面。在轴颈外侧设置环形支撑架11，便于将测量装置12安装于同一平面，同时便于调整每组测量装置12之间的角度以及与轴心之间的距离，便于重复调整测量，提高测量的准确性。

为了提高测量的可靠性，还包括安装部4，所述每组测量装置12通过安装部4与环形支撑架11连接。通过安装部4，便于调整测量装置12的角度和距离，提高测量的可靠性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种在线测量轴类零件半径的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：测量装置的安装：将轴类零件安装至夹具上，通过仿真得出拟合椭圆所需的测量装置的数量后，沿圆周方向安装测量装置，使轴类零件轴颈表面与测量装置接触，每组测量装置设置于同一安装平面；

S2：建立测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C：以测量装置中心点建立空间直角坐标系，确定各测量装置的安装角度θ和距离坐标原点的长度l_n；

S3：建立轴类零件轴颈轴心线坐标系O_B-X_BY_BZ_B和夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A；

S4：统一轴类零件轴颈轴心线坐标系和夹具轴心轴线坐标系：获取轴类零件轴颈轴心线坐标系O_B-X_BY_BZ_B与夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A之间的变换关系，以夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A为基准统一坐标系；

S5：对轴颈表面进行测量，分析测量装置和零件轴颈截面之间的位置关系；

S6：拟合轴颈截面方程：根据S5中的分析结果，分别获取测量装置与零件接触点坐标，并分别拟合轴颈截面方程；

S7：统一测量装置坐标系和夹具轴心轴线坐标系：以夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A为基准统一测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C，将测量装置与零件接触点坐标转化至夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A进而获得该轴类零件的半径。

2.根据权利要求1所述的在线测量轴类零件半径的测量方法，其特征在于：所述S4的具体步骤为：

轴类零件轴颈轴心线坐标系O_B-X_BY_BZ_B与夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A之间的变换关系：

轴类零件轴颈轴心线坐标系O_B-X_BY_BZ_B中的点P_B(x_B,y_B,z_B)在X_A、Y_A和Z_A轴方向上分别平移后得出点(x₀，y₀，z₀)，点(x₀，y₀，z₀)绕X_A轴旋转角度α，绕Y_A轴旋转角度β，绕Z_A轴旋转角度η后，通过上述变换公式得到对应在夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A中的点坐标(x₁,y₁,z₁)。

3.根据权利要求2所述的在线测量轴类零件半径的测量方法，其特征在于：所述S5的具体步骤为：

S501：不存在偏角情况：

当测量装置垂直与轴颈表面，无偏角时，测量截面为高精度圆形，此时直接将该圆上任意点坐标带入圆拟合公式求得半径：

x²+y²+Fx+Jy+K＝0

其中，F、J、K分别为圆方程对应参数；

圆半径R公式为：

S502：存在偏角情况：

当测量装置与轴颈表面存在绕X_B轴方向的旋转角γ时，测量截面为椭圆，通过椭圆的长轴和短轴得出测量装置与轴颈表面的偏角关系，测量截面与横截面夹角，即绕X_B轴的旋转角γ为：

其中，l_bd为短轴长度，l_ac为长轴长度；

当测量装置与轴颈表面既存在绕X_B轴方向的旋转角γ，又存在绕Z_B轴方向的旋转角λ时，测量截面为椭圆，通过椭圆的长轴和短轴得出测量装置与轴颈表面的偏角关系，测量截面与横截面夹角，即绕Z_B轴的旋转角λ为：

其中，l_bd为短轴长度，l_ac为长轴长度。

4.根据权利要求3所述的在线测量轴类零件半径的测量方法，其特征在于：所述S6具体包括S601：

S601：根据S501不存在偏角情况得出，当测量装置垂直与轴颈表面，无偏角时，测量截面为圆形，拟合圆的方程为；

x²+y²+Fx+Jy+K＝0

其中，F、J、K分别为圆方程对应参数。

5.根据权利要求3所述的在线测量轴类零件半径的测量方法，其特征在于：所述S6具体包括S602：

S602：根据S502存在偏角情况得出，当测量装置与轴颈表面存在偏角时，测量截面为椭圆，获取该截面上各测量装置与零件接触的点坐标，将获得零件测量点对应的轮廓坐标代入椭圆一般方程,已知椭圆一般方程为：

x²+Axy+By²+Cx+Dy+E＝0

其中，A、B、C、D、E分别为椭圆方程对应参数；

将测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C中测量装置的旋转角度和伸缩量转换为坐标，设采集的测量点坐标为P_i(x_i,y_i)(i＝1,2,3,4,5)，根据最小二乘法的原理，拟合目标函数：

使得F的各项偏导为0，即:

得出方程

简化后得到：

确定A,B,C,D,E系数后带入公式可以得出椭圆长轴l_ac、短轴l_bd方程：

6.根据权利要求5所述的在线测量轴类零件半径的测量方法，其特征在于：所述S7的具体步骤为：

根据S602拟合的轴颈截面方程，将在测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C中各个测量装置与零件接触的椭圆轮廓点坐标转化至夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A中，求得椭圆截面在坐标系O_A-X_AY_AZ_A下的旋转角γ、旋转角λ并获得椭圆轮廓点坐标转化后的圆坐标：

测量装置坐标系和夹具轴心轴线坐标系的变换关系可由公式推导为：

将测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C和夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A之间的偏移量定义为(x₂,0,z₂,γ,0,λ)，即测量装置坐标系O_C-X_CY_CZ_C中的点(x_c,y_c,z_c)分别在X_C和Z_C轴方向上平移x₂和z₂,，然后绕X_C轴旋转角度γ，再绕Z_C轴旋转角度λ后获得零件在夹具轴心轴线坐标系O_A-X_AY_AZ_A中对应的点坐标(x'₂,y'₂,z'₂)，即获得转化后的圆坐标，根据圆公式得出零件的半径R：

x²+y²+Fx+Jy+K＝0

其中，F、J、K分别为圆方程对应参数；

圆半径R公式为：

7.一种实现在线测量轴类零件半径的测量方法的测量系统，其特征在于：包括测量组件(1)、夹具(2)、轴类零件(3)、处理模块，所述轴类零件(3)的两端分别与夹具(2)可拆卸式连接，所述测量组件(1)沿轴类零件(3)轴颈的圆周方向与轴颈外表面接触，所述测量组件(1)与处理模块信号连接。

8.根据权利要求7所述的实现在线测量轴类零件半径的测量方法的测量系统，其特征在于：所述测量组件(1)包括环形支撑架(11)、测量装置(12)，所述测量装置(12)沿圆周方向安装于环形支撑架(11)上，所述环形支撑架(11)套设于轴类零件(3)外侧，所述测量装置(12)至少设置五组，所述每组测量装置(12)与轴颈外表面接触且都处于同一安装平面。

9.根据权利要求8所述的实现在线测量轴类零件半径的测量方法的测量系统，其特征在于：还包括安装部(4)，所述每组测量装置(12)通过安装部(4)与环形支撑架(11)连接。