專(zhuān)利名稱(chēng)：一種平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸平行度標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)試技術(shù)及儀器領(lǐng)域，特別涉及一種平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸 平行度標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)至今經(jīng)歷了許多年的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械電子、汽車(chē)制 造的領(lǐng)域中，對(duì)零部件的尺寸、形狀和相對(duì)位置等進(jìn)行測(cè)量。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主要包括正交式 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)和非正交式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)兩種。其中正交式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)以正交坐標(biāo)系為基 礎(chǔ)設(shè)計(jì)，包括三根相互垂直的導(dǎo)軌和一個(gè)工作平臺(tái)，利用接觸的方法來(lái)確定被測(cè)工件特征 點(diǎn)的坐標(biāo)及相互關(guān)系。在非正交坐標(biāo)測(cè)量機(jī)中，目前具有影響力的主要是關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)和平行雙 關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的優(yōu)點(diǎn)為測(cè)量機(jī)整體質(zhì)量輕，便于攜帶和在線檢 測(cè)。參見(jiàn)圖1，現(xiàn)有技術(shù)中的平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主要包括第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1、大連接板2、 第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3、小連接板4、直線關(guān)節(jié)5手臂6和觸發(fā)測(cè)頭7，大連接板2連接第一旋轉(zhuǎn)關(guān) 節(jié)1和第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3，小連接板4連接第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)3和直線關(guān)節(jié)5，直線關(guān)節(jié)5底部安 裝了一個(gè)觸發(fā)測(cè)頭7，用于采集讀數(shù)。由于加工、安裝誤差等因素的影響，使得平行雙關(guān)節(jié)坐 標(biāo)測(cè)量機(jī)存在很多系統(tǒng)誤差，如各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的平行度、連接板的長(zhǎng)度、零點(diǎn)等，它們實(shí)際的 尺寸與設(shè)計(jì)的理論值相差很大，必須通過(guò)標(biāo)定的方法，得到各系統(tǒng)誤差的具體數(shù)值，然后對(duì) 測(cè)量模型進(jìn)行修正補(bǔ)償，才能使平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具有較高的精度。通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的平行度標(biāo)定方法主要有參數(shù)測(cè)定 法，參數(shù)測(cè)定法的基本思想用平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量空間已知的坐標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)數(shù)學(xué)模 型列出帶有誤差項(xiàng)的方程組，然后利用最小二乘法進(jìn)行求解，得到各個(gè)誤差項(xiàng)的具體數(shù)值。 但是參數(shù)測(cè)定法中所列的方程組較大，空間已知的坐標(biāo)點(diǎn)如果分布不當(dāng)，得出的結(jié)果誤差 較大，嚴(yán)重時(shí)，最小二乘法求解將不會(huì)收斂，以至于得不到方程的解；或者，即使最小二乘法 求解收斂，得到的平行度標(biāo)定誤差也很大，平行度標(biāo)定精度不高。

發(fā)明內(nèi)容
為了最大限度的減小平行度標(biāo)定誤差，提高平行度標(biāo)定精度，本發(fā)明提供了一種 平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸平行度標(biāo)定方法，所述方法包括以下步驟(1)調(diào)整第一旋轉(zhuǎn)軸與平臺(tái)在X-Z平面內(nèi)的垂直度；(2)固定第一測(cè)長(zhǎng)儀和第二測(cè)長(zhǎng)儀，使所述第一測(cè)長(zhǎng)儀和所述第二測(cè)長(zhǎng)儀在一條 直線上；(3)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)棒標(biāo)定所述第一測(cè)長(zhǎng)儀的第一讀數(shù)Δ al和所述第二測(cè)長(zhǎng)儀的第一 讀數(shù)ΔΜ ；(4)固定第二旋轉(zhuǎn)軸；(5)直線關(guān)節(jié)的行程至第一閾值；
(6)所述第二測(cè)長(zhǎng)儀與所述直線關(guān)節(jié)上的觸發(fā)測(cè)頭接觸，由觸發(fā)測(cè)頭的觸發(fā)信號(hào) 鎖存所述第二測(cè)長(zhǎng)儀的第二讀數(shù)Δ132 ；(7)所述直線關(guān)節(jié)圍繞所述第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)180度；(8)所述第一測(cè)長(zhǎng)儀與所述直線關(guān)節(jié)上的觸發(fā)測(cè)頭接觸，由所述觸發(fā)測(cè)頭的觸發(fā) 信號(hào)鎖存所述第一測(cè)長(zhǎng)儀的第二讀數(shù)；(9)通過(guò)第一計(jì)算公式獲取觸發(fā)測(cè)頭在所述直線關(guān)節(jié)行程至所述第一閾值時(shí)，距 離所述第一旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心的距離Cl1 ；(10)將所述直線關(guān)節(jié)行程至第二閾值；(11)通過(guò)所述直線關(guān)節(jié)上的光柵尺獲取所述第一閾值和所述第二閾值之間的距 離h ；(12)所述第二測(cè)長(zhǎng)儀與所述直線關(guān)節(jié)上的觸發(fā)測(cè)頭接觸，由觸發(fā)測(cè)頭的觸發(fā)信號(hào) 鎖存所述第二測(cè)長(zhǎng)儀的第三讀數(shù)八b3 ；(13)所述直線關(guān)節(jié)圍繞所述第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)180度；(14)所述第一測(cè)長(zhǎng)儀與所述直線關(guān)節(jié)上的觸發(fā)測(cè)頭接觸，由觸發(fā)測(cè)頭的觸發(fā)信號(hào) 鎖存所述第一測(cè)長(zhǎng)儀的第三讀數(shù)；(15)通過(guò)第二計(jì)算公式獲取觸發(fā)測(cè)頭在所述直線關(guān)節(jié)行程至所述第二閾值時(shí)，距 離所述第一旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心的距離d2 ；(16)通過(guò)第三計(jì)算公式獲取所述直線關(guān)節(jié)與所述第一旋轉(zhuǎn)軸之間在XOZ平面內(nèi) 徑向的平行度。所述第一計(jì)算公式具體為Cl1 = L+( Aal-Δ a2) + ( Abl-Δ 1^2)，其中，L 為標(biāo)準(zhǔn)棒的長(zhǎng)度。所述第二計(jì)算公式具體為d2 = L+(Aal-Aa3) + (Abl-Ab3)，其中，L 為標(biāo)準(zhǔn)棒的長(zhǎng)度。所述第三計(jì)算公式具體為θ = Ad/h，其中，Ad = Cl2-C^本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是本發(fā)明提供了一種平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸平行度標(biāo)定方法，借助直線關(guān) 節(jié)可上下移動(dòng)的特性，采用第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)180度，通過(guò)直線關(guān)節(jié)在第一閾值位置和第二 閾值位置的測(cè)量值、觸發(fā)測(cè)頭在直線關(guān)節(jié)行程至第二閾值時(shí)距離第一旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心的 距離、觸發(fā)測(cè)頭在直線關(guān)節(jié)行程至第一閾值時(shí)距離第一旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心的距離計(jì)算第一 旋轉(zhuǎn)軸和直線關(guān)節(jié)在XOZ平面內(nèi)的平行度，在標(biāo)定第一旋轉(zhuǎn)軸的同時(shí)，固定第二旋轉(zhuǎn)軸，避 免第二旋轉(zhuǎn)軸對(duì)標(biāo)定的影響，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可以使得平行度標(biāo)定精度達(dá)到1. 2ym/250mm， 提高了平行度標(biāo)定精度、最大限度的減少了平行度標(biāo)定誤差，標(biāo)定方法簡(jiǎn)單可靠，滿足了實(shí) 際應(yīng)用中的需要。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提供的平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的分析示意圖；圖3為本發(fā)明提供的平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸平行度標(biāo)定方法的流程圖4為本發(fā)明提供的調(diào)整垂直度的示意圖；圖5為本發(fā)明提供的標(biāo)準(zhǔn)棒標(biāo)定第一測(cè)長(zhǎng)儀和第二測(cè)長(zhǎng)儀的示意圖；圖6為本發(fā)明提供的直線關(guān)節(jié)的行程在第一閾值時(shí)的示意圖；圖7為本發(fā)明提供的直線關(guān)節(jié)的行程在第一閾值時(shí)圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的示意 圖；圖8為本發(fā)明提供的直線關(guān)節(jié)的行程在第二閾值時(shí)的示意圖；圖9為本發(fā)明提供的直線關(guān)節(jié)的行程在第二閾值時(shí)圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的示意 圖；圖10為本發(fā)明提供的平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸平行度標(biāo)定方法的另一流 程圖。附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下1第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2 大連接板
3第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)4 小連接板
5直線關(guān)節(jié)6:手臂
7觸發(fā)測(cè)頭8 平臺(tái)
9標(biāo)準(zhǔn)棒10 第一測(cè)長(zhǎng)儀
11第二測(cè)長(zhǎng)儀
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方 式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。為了最大限度的減小標(biāo)定誤差，提高標(biāo)定精度，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種平行雙 關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸平行度標(biāo)定方法，詳見(jiàn)下文描述參見(jiàn)圖2，圖2為圖1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖，第一旋轉(zhuǎn)軸為Zl或Z2、第二旋轉(zhuǎn)軸為Z2或 ZUZ3為直線關(guān)節(jié)、7為觸發(fā)測(cè)頭、al為大連接桿的長(zhǎng)度、a2為小連接桿的長(zhǎng)度，本發(fā)明實(shí)施 例中的平行度包括第一旋轉(zhuǎn)軸Zl和直線關(guān)節(jié)在XOZ平面內(nèi)的平行度；第一旋轉(zhuǎn)軸Z2 和直線關(guān)節(jié)Z3在XOZ平面內(nèi)的平行度。實(shí)施例1以第一旋轉(zhuǎn)軸為Z1、第二旋轉(zhuǎn)軸為Z2為例，標(biāo)定第一旋轉(zhuǎn)軸Zl和直線關(guān)節(jié)在 XOZ平面內(nèi)的平行度，參見(jiàn)圖3，具體步驟詳見(jiàn)下文描述101 調(diào)整第一旋轉(zhuǎn)軸Zl與平臺(tái)8在X-Z平面內(nèi)的垂直度；為了提高標(biāo)定的精度，在進(jìn)行標(biāo)定之前可以對(duì)第一旋轉(zhuǎn)軸Zl與平臺(tái)8在X-Z平面 內(nèi)的垂直度進(jìn)行調(diào)整，參見(jiàn)圖4，固定第二旋轉(zhuǎn)軸，使得第一連接桿和第二連接桿在一條直 線上，利用直線關(guān)節(jié)Z3上的觸發(fā)測(cè)頭7測(cè)量平臺(tái)8的高度，平臺(tái)8的高度可以通過(guò)直線關(guān) 節(jié)Z3上的直線光柵尺獲得，直線關(guān)節(jié)圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸Zl旋轉(zhuǎn)180度，利用直線關(guān)節(jié) 上的觸發(fā)測(cè)頭7再次測(cè)量平臺(tái)8的高度，通過(guò)對(duì)兩次平臺(tái)8高度的對(duì)比，調(diào)整第一旋轉(zhuǎn)軸Zl 與平臺(tái)8在X-Z平面內(nèi)的垂直度。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)還可以利用儀器、水泡等方式對(duì)垂直度進(jìn)行 調(diào)整，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做限制。102 固定第一測(cè)長(zhǎng)儀10和第二測(cè)長(zhǎng)儀11，使第一測(cè)長(zhǎng)儀10和第二測(cè)長(zhǎng)儀11在一條直線上；具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，為了提高標(biāo)定的精度，本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選不共線的角度小于0.5度。103 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)棒9標(biāo)定第一測(cè)長(zhǎng)儀10的第一讀數(shù)Aal和第二測(cè)長(zhǎng)儀11的第一 讀數(shù)ΔΜ ；參見(jiàn)圖5，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)棒9的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)棒9與第一測(cè)長(zhǎng)儀10接觸時(shí)，第一測(cè)長(zhǎng) 儀10的第一讀數(shù)為Aal ；當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)棒9與第二測(cè)長(zhǎng)儀11接觸時(shí)，第二測(cè)長(zhǎng)儀11的第一讀數(shù) 為 Abl。104 固定第二旋轉(zhuǎn)軸Z2 ；通過(guò)該步驟使得第二旋轉(zhuǎn)軸Z2不能轉(zhuǎn)動(dòng)，使得大連接桿和小連接桿基本在一條 直線上。105 直線關(guān)節(jié)的行程至第一閾值；參見(jiàn)圖6，第一閾值根據(jù)實(shí)際中的應(yīng)用情況來(lái)確定，第一閾值通常為直線關(guān)節(jié) 的最大行程。106 第二測(cè)長(zhǎng)儀11與直線關(guān)節(jié)上的觸發(fā)測(cè)頭7接觸，由觸發(fā)測(cè)頭7的觸發(fā)信 號(hào)鎖存第二測(cè)長(zhǎng)儀11的第二讀數(shù)Δ132 ；設(shè)觸發(fā)測(cè)頭7的觸發(fā)信號(hào)鎖存第二測(cè)長(zhǎng)儀11的第二讀數(shù)為Δ W。107 直線關(guān)節(jié)圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸Zl旋轉(zhuǎn)180度；其中，該步驟中的旋轉(zhuǎn)方向可以為順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)或逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，具體實(shí)現(xiàn) 時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做限制，參見(jiàn)圖7，本發(fā)明實(shí)施例以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)為例進(jìn)行說(shuō)明。108 第一測(cè)長(zhǎng)儀10與直線關(guān)節(jié)上的觸發(fā)測(cè)頭7接觸，由觸發(fā)測(cè)頭7的觸發(fā)信 號(hào)鎖存第一測(cè)長(zhǎng)儀10的第二讀數(shù)；設(shè)觸發(fā)測(cè)頭7的觸發(fā)信號(hào)鎖存第一測(cè)長(zhǎng)儀10的第二讀數(shù)為Δ a2。109 通過(guò)第一計(jì)算公式獲取觸發(fā)測(cè)頭7在直線關(guān)節(jié)行程至第一閾值時(shí)距離第 一旋轉(zhuǎn)軸Zl的旋轉(zhuǎn)中心的距離Cl1 ；其中，第一計(jì)算公式為=Cl1= L+(Aal-Aa2) + (Abl-Ab2)0110 將直線關(guān)節(jié)Ti行程至第二閾值；參見(jiàn)圖8，第二閾值根據(jù)實(shí)際中的應(yīng)用情況來(lái)確定，第二閾值通常為直線關(guān)節(jié) 的最小行程。111 通過(guò)直線關(guān)節(jié)Ti上的光柵尺獲取第一閾值和第二閾值之間的距離h ；其中，距離h的取值等于第一閾值和第二閾值之間的差值。112 第二測(cè)長(zhǎng)儀11與直線關(guān)節(jié)上的觸發(fā)測(cè)頭7接觸，由觸發(fā)測(cè)頭7的觸發(fā)信 號(hào)鎖存第二測(cè)長(zhǎng)儀11的第三讀數(shù)；設(shè)觸發(fā)測(cè)頭7的觸發(fā)信號(hào)鎖存第二測(cè)長(zhǎng)儀11的第三讀數(shù)為Ab3。113 直線關(guān)節(jié)圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸Zl旋轉(zhuǎn)180度；其中，該步驟中的旋轉(zhuǎn)方向可以為順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)或逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，具體實(shí)現(xiàn) 時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做限制，參見(jiàn)圖9，本發(fā)明實(shí)施例以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)為例進(jìn)行說(shuō)明。114 第一測(cè)長(zhǎng)儀10與直線關(guān)節(jié)上的觸發(fā)測(cè)頭7接觸，由觸發(fā)測(cè)頭7的觸發(fā)信 號(hào)鎖存第一測(cè)長(zhǎng)儀10的第三讀數(shù)；設(shè)觸發(fā)測(cè)頭7的觸發(fā)信號(hào)鎖存第一測(cè)長(zhǎng)儀10的第三讀數(shù)為Δ a3。
115 通過(guò)第二計(jì)算公式獲取觸發(fā)測(cè)頭7在直線關(guān)節(jié)Ti行程至第二閾值時(shí)距離第 一旋轉(zhuǎn)軸Zl的旋轉(zhuǎn)中心的距離d2 ；其中，第二計(jì)算公式為d2= L+(Aal-Aa3) + (Abl-Ab3)0116:通過(guò)第三計(jì)算公式獲取直線關(guān)節(jié)D與第一旋轉(zhuǎn)軸Zl之間在XOZ平面內(nèi)徑向 的平行度。其中，第三計(jì)算公式為θ = (Cl2-Cl1)A = Ad/h。綜上所述，通過(guò)直線關(guān)節(jié)在第一閾值位置和第二閾值位置的測(cè)量值、觸發(fā)測(cè)頭 7在直線關(guān)節(jié)Z3行程至第二閾值時(shí)距離第一旋轉(zhuǎn)軸Zl的旋轉(zhuǎn)中心的距離、觸發(fā)測(cè)頭7在 直線關(guān)節(jié)Z3行程至第一閾值時(shí)距離第一旋轉(zhuǎn)軸Zl的旋轉(zhuǎn)中心的距離，計(jì)算第一旋轉(zhuǎn)軸Zl 和直線關(guān)節(jié)Z3在XOZ平面內(nèi)徑向的平行度，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可以使得平行度標(biāo)定精度達(dá)到 1.2 μ m/250mm，提高了平行度標(biāo)定精度、最大限度的減少了平行度標(biāo)定誤差，平行度標(biāo)定方 法簡(jiǎn)單可靠，滿足了實(shí)際應(yīng)用中的需要。實(shí)施例2以第一旋轉(zhuǎn)軸為Z2、第二旋轉(zhuǎn)軸為Zl為例，標(biāo)定第一旋轉(zhuǎn)軸Z2和直線關(guān)節(jié)在 XOZ平面內(nèi)的平行度，參見(jiàn)圖10，具體步驟詳見(jiàn)下文描述201 調(diào)整第一旋轉(zhuǎn)軸Z2與平臺(tái)8在X-Z平面內(nèi)的垂直度；為了提高標(biāo)定的精度在進(jìn)行標(biāo)定之前可以對(duì)第一旋轉(zhuǎn)軸Z2與平臺(tái)8在X-Z平面 內(nèi)的垂直度進(jìn)行調(diào)整，詳細(xì)描述參見(jiàn)實(shí)施例1，在此不再贅述。202 固定第一測(cè)長(zhǎng)儀10和第二測(cè)長(zhǎng)儀11，使第一測(cè)長(zhǎng)儀10和第二測(cè)長(zhǎng)儀11在
一條直線上；203 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)棒9標(biāo)定第一測(cè)長(zhǎng)儀10的第一讀數(shù)Aal和第二測(cè)長(zhǎng)儀11的第一 讀數(shù)ΔΜ ；204 固定第二旋轉(zhuǎn)軸Zl ；通過(guò)該步驟使得第二旋轉(zhuǎn)軸Zl不能轉(zhuǎn)動(dòng)。205 直線關(guān)節(jié)Ti的行程至第一閾值；206 第二測(cè)長(zhǎng)儀11與直線關(guān)節(jié)上的觸發(fā)測(cè)頭7接觸，由觸發(fā)測(cè)頭7的觸發(fā)信 號(hào)鎖存第二測(cè)長(zhǎng)儀11的第二讀數(shù)Δ132 ；207 直線關(guān)節(jié)Ti圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸Z2旋轉(zhuǎn)180度；其中，該步驟中的旋轉(zhuǎn)方向可以為順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)或逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，具體實(shí)現(xiàn) 時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做限制，本發(fā)明實(shí)施例以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)為例進(jìn)行說(shuō)明。208 第一測(cè)長(zhǎng)儀10與直線關(guān)節(jié)上的觸發(fā)測(cè)頭7接觸，由觸發(fā)測(cè)頭7的觸發(fā)信 號(hào)鎖存第一測(cè)長(zhǎng)儀11的第二讀數(shù)；209 通過(guò)第一計(jì)算公式獲取觸發(fā)測(cè)頭7在直線關(guān)節(jié)行程至第一閾值時(shí)距離第 一旋轉(zhuǎn)軸Z2的旋轉(zhuǎn)中心的距離Cl1 ；210 將直線關(guān)節(jié)Ti行程至第二閾值；211 通過(guò)直線關(guān)節(jié)上的光柵尺獲取第一閾值和第二閾值之間的距離h ；212 第二測(cè)長(zhǎng)儀11與直線關(guān)節(jié)上的觸發(fā)測(cè)頭7接觸，由觸發(fā)測(cè)頭7的觸發(fā)信 號(hào)鎖存第二測(cè)長(zhǎng)儀11的第三讀數(shù)八b3 ；213 直線關(guān)節(jié)Ti圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸Z2旋轉(zhuǎn)180度；
214 第一測(cè)長(zhǎng)儀10與直線關(guān)節(jié)Τ 上的觸發(fā)測(cè)頭7接觸，由觸發(fā)測(cè)頭7的觸發(fā)信 號(hào)鎖存第一測(cè)長(zhǎng)儀10的第三讀數(shù)；215 通過(guò)第二計(jì)算公式獲取觸發(fā)測(cè)頭7在直線關(guān)節(jié)行程至第二閾值時(shí)距離第 一旋轉(zhuǎn)軸Z2的旋轉(zhuǎn)中心的距離d2 ；216 通過(guò)第三計(jì)算公式獲取直線關(guān)節(jié)與第一旋轉(zhuǎn)軸Z2之間在XOZ平面內(nèi)徑向 的平行度。綜上所述，通過(guò)直線關(guān)節(jié)在第一閾值位置和第二閾值位置的測(cè)量值、觸發(fā)測(cè)頭 7在直線關(guān)節(jié)Z3行程至第二閾值時(shí)距離第一旋轉(zhuǎn)軸Z2的旋轉(zhuǎn)中心的距離、觸發(fā)測(cè)頭7在 直線關(guān)節(jié)Z3行程至第一閾值時(shí)距離第一旋轉(zhuǎn)軸Z2的旋轉(zhuǎn)中心的距離，計(jì)算第一旋轉(zhuǎn)軸 Z2和直線關(guān)節(jié)在XOZ平面內(nèi)的平行度，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可以使得平行度標(biāo)定精度達(dá)到 1. 2 μ m/250mm，提高了平行度標(biāo)定精度、最大限度的減少了平行度標(biāo)定誤差，平行度標(biāo)定方 法簡(jiǎn)單可靠，滿足了實(shí)際應(yīng)用中的需要。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，上述本發(fā)明實(shí)施例 序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸平行度標(biāo)定方法，其特征在于，所述方法包括 以下步驟(1)調(diào)整第一旋轉(zhuǎn)軸與平臺(tái)在X-Z平面內(nèi)的垂直度；(2)固定第一測(cè)長(zhǎng)儀和第二測(cè)長(zhǎng)儀，使所述第一測(cè)長(zhǎng)儀和所述第二測(cè)長(zhǎng)儀在一條直線上；(3)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)棒標(biāo)定所述第一測(cè)長(zhǎng)儀的第一讀數(shù)Aal和所述第二測(cè)長(zhǎng)儀的第一讀數(shù) Abl ；(4)固定第二旋轉(zhuǎn)軸；(5)直線關(guān)節(jié)的行程至第一閾值；(6)所述第二測(cè)長(zhǎng)儀與所述直線關(guān)節(jié)上的觸發(fā)測(cè)頭接觸，由觸發(fā)測(cè)頭的觸發(fā)信號(hào)鎖存 所述第二測(cè)長(zhǎng)儀的第二讀數(shù)Δ132 ；(7)所述直線關(guān)節(jié)圍繞所述第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)180度；(8)所述第一測(cè)長(zhǎng)儀與所述直線關(guān)節(jié)上的觸發(fā)測(cè)頭接觸，由所述觸發(fā)測(cè)頭的觸發(fā)信號(hào) 鎖存所述第一測(cè)長(zhǎng)儀的第二讀數(shù)；(9)通過(guò)第一計(jì)算公式獲取觸發(fā)測(cè)頭在所述直線關(guān)節(jié)行程至所述第一閾值時(shí)，距離所 述第一旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心的距離Cl1 ；(10)將所述直線關(guān)節(jié)行程至第二閾值；(11)通過(guò)所述直線關(guān)節(jié)上的光柵尺獲取所述第一閾值和所述第二閾值之間的距離h；(12)所述第二測(cè)長(zhǎng)儀與所述直線關(guān)節(jié)上的觸發(fā)測(cè)頭接觸，由觸發(fā)測(cè)頭的觸發(fā)信號(hào)鎖存 所述第二測(cè)長(zhǎng)儀的第三讀數(shù)；(13)所述直線關(guān)節(jié)圍繞所述第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)180度；(14)所述第一測(cè)長(zhǎng)儀與所述直線關(guān)節(jié)上的觸發(fā)測(cè)頭接觸，由觸發(fā)測(cè)頭的觸發(fā)信號(hào)鎖存 所述第一測(cè)長(zhǎng)儀的第三讀數(shù)；(15)通過(guò)第二計(jì)算公式獲取觸發(fā)測(cè)頭在所述直線關(guān)節(jié)行程至所述第二閾值時(shí)，距離所 述第一旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心的距離d2 ；(16)通過(guò)第三計(jì)算公式獲取所述直線關(guān)節(jié)與所述第一旋轉(zhuǎn)軸之間在XOZ平面內(nèi)徑向 的平行度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸平行度標(biāo)定方法，其特征在 于，所述第一計(jì)算公式具體為Cl1 = L+( Aal-Δ a2) + ( Abl-Δ 1^2)，其中，L 為標(biāo)準(zhǔn)棒的長(zhǎng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸平行度標(biāo)定方法，其特征在 于，所述第二計(jì)算公式具體為d2 = L+(Aal-Aa3) + (Abl-Ab3)，其中，L 為標(biāo)準(zhǔn)棒的長(zhǎng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸平行度標(biāo)定方法，其特征在 于，所述第三計(jì)算公式具體為θ = Ad/h，其中，Ad = Cl2-Cl1 ο
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸平行度標(biāo)定方法，涉及測(cè)試技術(shù)及儀器領(lǐng)域。本發(fā)明借助直線關(guān)節(jié)可上下移動(dòng)的特性，采用第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)180度，通過(guò)直線關(guān)節(jié)在第一閾值位置和第二閾值位置的測(cè)量值、觸發(fā)測(cè)頭在直線關(guān)節(jié)行程至第二閾值時(shí)距離第一旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心的距離、觸發(fā)測(cè)頭在直線關(guān)節(jié)行程至第一閾值時(shí)距離第一旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心的距離，計(jì)算第一旋轉(zhuǎn)軸和直線關(guān)節(jié)在XOZ平面內(nèi)徑向的平行度，在標(biāo)定第一旋轉(zhuǎn)軸的同時(shí)，固定第二旋轉(zhuǎn)軸，避免第二旋轉(zhuǎn)軸對(duì)平行度標(biāo)定的影響，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可以使得標(biāo)定精度達(dá)到1.2μm/250mm，提高了平行度標(biāo)定精度、最大限度減少了標(biāo)定誤差，標(biāo)定方法簡(jiǎn)單可靠，滿足實(shí)際應(yīng)用中的需要。
文檔編號(hào)G01B5/004GK102072693SQ20101055020
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者張國(guó)雄, 李杏華, 裘祖榮, 郭敬濱 申請(qǐng)人:天津大學(xué)