本發(fā)明涉及一種自動(dòng)角度測(cè)量裝置及其方法，尤指涉及一種利用同步旋轉(zhuǎn)，并測(cè)量姿態(tài)改變，以此與一待測(cè)物的旋轉(zhuǎn)角度值做比較與補(bǔ)正的裝置與方法。

背景技術(shù)：

在工業(yè)生產(chǎn)中，加工機(jī)臺(tái)的準(zhǔn)確度往往會(huì)影響成品的精準(zhǔn)度，所以加工機(jī)臺(tái)的準(zhǔn)確度測(cè)量就有其重要性。

舉例而言，現(xiàn)有的加工機(jī)臺(tái)，如車(chē)床，在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)軸精密度測(cè)量時(shí)，其使用一激光器、一角度分光鏡、一分度器、一控制器與一計(jì)算機(jī)。分度器設(shè)于待測(cè)的旋轉(zhuǎn)軸。激光器發(fā)出一激光光束，激光光束通過(guò)角度分光鏡，而被旋轉(zhuǎn)軸所帶動(dòng)的分度器所接收。

分度器將所接收的激光光束的信號(hào)通過(guò)控制器，以提供給計(jì)算機(jī)，上述的激光光束再經(jīng)由分度器與角度分光鏡回到激光器，激光器接收此激光光束，并傳送一信號(hào)給計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)依據(jù)前述的兩個(gè)信號(hào)，以判斷分度器的位置及讀值，進(jìn)而確認(rèn)旋轉(zhuǎn)軸的位置，以作測(cè)量與補(bǔ)償。

但在實(shí)際測(cè)試時(shí)，常因環(huán)境、架設(shè)、軟件、旋轉(zhuǎn)速度或暫定時(shí)間不匹配，而導(dǎo)致測(cè)量失敗，并且整體測(cè)量時(shí)間頗為耗時(shí)。

因此如何提升測(cè)量結(jié)果的成功率，以及降低整體測(cè)量時(shí)間，就有可以討論的空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種自動(dòng)角度測(cè)量裝置，其包含有：

一夾盤(pán)；

一驅(qū)動(dòng)座；

一驅(qū)動(dòng)單元，其耦接該夾盤(pán)與該驅(qū)動(dòng)座；

一編碼單元，其設(shè)于該驅(qū)動(dòng)單元面對(duì)該驅(qū)動(dòng)座的一端，該編碼單元信號(hào) 連接該驅(qū)動(dòng)單元；

至少一個(gè)姿態(tài)感測(cè)器，其設(shè)于該驅(qū)動(dòng)座；以及

一控制單元，其信號(hào)連接該編碼單元與該姿態(tài)感測(cè)器；

其中，該姿態(tài)感測(cè)器感測(cè)未轉(zhuǎn)動(dòng)的該驅(qū)動(dòng)座，以產(chǎn)生一第一信號(hào)；該姿態(tài)感測(cè)器感測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)至一預(yù)定角度的該驅(qū)動(dòng)座，以產(chǎn)生一第二信號(hào)；該控制單元依據(jù)該第一信號(hào)與該第二信號(hào)，以計(jì)算出一偏移量，該控制單元控制該驅(qū)動(dòng)單元轉(zhuǎn)動(dòng)至一預(yù)定角度，該編碼單元依據(jù)該驅(qū)動(dòng)單元的該預(yù)定角度，以產(chǎn)生一位置信息；該控制單元依據(jù)該第一信號(hào)、第二信號(hào)與該位置信息計(jì)算出一角度信息與一補(bǔ)正值，再依據(jù)該補(bǔ)正值，進(jìn)行一補(bǔ)正程序。

本發(fā)明還提供一種自動(dòng)角度測(cè)量方法，其步驟包含有：設(shè)定一起始狀態(tài)，至少一個(gè)姿態(tài)感測(cè)器感測(cè)一驅(qū)動(dòng)座于未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的狀態(tài)，并產(chǎn)生一第一信號(hào)，一控制單元接收該第一信號(hào)，以計(jì)算出一起始狀態(tài)信息，該起始狀態(tài)信息包含有一第一目前姿態(tài)；

提供一信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)座被轉(zhuǎn)動(dòng)至一預(yù)定角度，該姿態(tài)感測(cè)器感測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)后的該驅(qū)動(dòng)座的狀態(tài)，以產(chǎn)生一第二信號(hào)，該第二信號(hào)被傳送給該控制單元；

計(jì)算一第二目前姿態(tài)，該控制單元依據(jù)該第二信號(hào)，計(jì)算出一轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)信息，該轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)信息包含有一第二目前姿態(tài)；

計(jì)算一偏移量與一控制信號(hào)，該控制單元依據(jù)該起始狀態(tài)信息與該轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)信息，以計(jì)算出一偏移量；該控制單元還進(jìn)一步產(chǎn)生一控制信號(hào)；

提供一位置信號(hào)，該控制單元將該控制信號(hào)傳送給一驅(qū)動(dòng)單元，以使待驅(qū)動(dòng)單元轉(zhuǎn)動(dòng)一預(yù)定角度，待該驅(qū)動(dòng)單元停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并定位后，一編碼單元產(chǎn)生一位置信息，該位置信息被傳送給該控制單元；

計(jì)算與輸出一相對(duì)的角度信息，該控制單元依據(jù)該起始狀態(tài)信息、該轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)信息與該位置信息，以計(jì)算出一角度信息，該角度信息被輸出至一外部單元；

判斷記錄循環(huán)是否完成，若完成，則至下一步驟；若未完成，則回到該計(jì)算一第二目前姿態(tài)的步驟；以及

分析與記錄，依據(jù)數(shù)個(gè)角度信息，以計(jì)算出一補(bǔ)正值，再依據(jù)該補(bǔ)正值，進(jìn)行一補(bǔ)正程序。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種自動(dòng)角度測(cè)量裝置的第一實(shí)施例的立體示意圖。

圖2為一控制單元的示意圖。

圖3為一姿態(tài)控制模塊的示意圖。

圖4為本發(fā)明的一種自動(dòng)角度測(cè)量裝置的第二實(shí)施例的立體示意圖。

圖5為本發(fā)明的一種自動(dòng)角度測(cè)量方法的流程示意圖。

附圖符號(hào)說(shuō)明

10 夾盤(pán)

11 連接軸

12 驅(qū)動(dòng)座

13 驅(qū)動(dòng)單元

14 編碼單元

15 編碼顯示單元

16 姿態(tài)感測(cè)器

17 控制單元

170 姿態(tài)計(jì)算模塊

171 姿態(tài)控制模塊

1710 命令產(chǎn)生回路

1711 位置控制回路

1712 速度控制回路

172 姿態(tài)/狀態(tài)儲(chǔ)存模塊

173 角度計(jì)算模塊

20 夾盤(pán)

21 驅(qū)動(dòng)座

22 驅(qū)動(dòng)單元

23 編碼單元

24 編碼顯示單元

25 姿態(tài)感測(cè)器

26 控制單元

S1～S8 步驟

具體實(shí)施方式

以下借助特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容，輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。

請(qǐng)配合參考圖1所示，本發(fā)明的一種自動(dòng)角度測(cè)量裝置的第一實(shí)施例，其包含有一夾盤(pán)10、一連接軸11、一驅(qū)動(dòng)座12、一驅(qū)動(dòng)單元13、一編碼單元14、一編碼顯示單元15、至少一個(gè)姿態(tài)感測(cè)器16與一控制單元17。

夾盤(pán)10能夠與一待測(cè)物結(jié)合，在本實(shí)施例中，該待測(cè)物為一加工機(jī)臺(tái)。

連接軸11耦接夾盤(pán)10。

驅(qū)動(dòng)座12供驅(qū)動(dòng)單元13設(shè)置。驅(qū)動(dòng)單元13耦接連接軸11。驅(qū)動(dòng)單元13能夠?yàn)橐获R達(dá)。

編碼單元14設(shè)于驅(qū)動(dòng)單元13面對(duì)驅(qū)動(dòng)座12的一端。編碼單元14系信號(hào)連接驅(qū)動(dòng)單元13。

編碼顯示單元15設(shè)于驅(qū)動(dòng)座12。編碼顯示單元15信號(hào)連接編碼單元14。

姿態(tài)感測(cè)器16設(shè)于驅(qū)動(dòng)座12。舉例而言，姿態(tài)感測(cè)器16能夠設(shè)于驅(qū)動(dòng)座12的周側(cè)，若驅(qū)動(dòng)座12為一柱狀體。

控制單元17信號(hào)連接編碼單元14與該姿態(tài)感測(cè)器16。如圖2所示，控制單元17具有一姿態(tài)計(jì)算模塊170、一姿態(tài)控制模塊171、一姿態(tài)/狀態(tài)儲(chǔ)存模塊172、一角度計(jì)算模塊173。

姿態(tài)計(jì)算模塊170信號(hào)連接姿態(tài)感測(cè)器16。姿態(tài)控制模塊171信號(hào)連接姿態(tài)/狀態(tài)儲(chǔ)存模塊172、驅(qū)動(dòng)單元13、編碼單元14與姿態(tài)計(jì)算模塊170。姿態(tài)/狀態(tài)儲(chǔ)存模塊172信號(hào)連接編碼單元14與角度計(jì)算模塊173。

請(qǐng)配合參考圖3所示，姿態(tài)控制模塊171具有一命令產(chǎn)生回路1710、一位置控制回路1711與一速度控制回路1712。命令產(chǎn)生回路1710信號(hào)連接位置產(chǎn)生回路1711。信號(hào)產(chǎn)生回路1711信號(hào)連接速度控制回路1712。

請(qǐng)配合參考圖4所示，圖4是本發(fā)明的一種自動(dòng)角度測(cè)量裝置的第二實(shí)施例，其包含有一夾盤(pán)20、一驅(qū)動(dòng)座21、一驅(qū)動(dòng)單元22、一編碼單元23、一編碼顯示單元24、至少一個(gè)姿態(tài)感測(cè)器25與一控制單元26。

在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)座21、驅(qū)動(dòng)單元22、編碼單元23、編碼顯示單元24、姿態(tài)感測(cè)器25與控制單元26的設(shè)置方式如上述的第一實(shí)施例，故不在此多作贅述，特先聲明。

夾盤(pán)20具有一設(shè)置孔200，設(shè)置孔200具有一卡掣槽201。驅(qū)動(dòng)單元21的一端延伸至設(shè)置孔200中，該端具有卡掣塊210，卡掣塊210卡掣于卡掣槽201中。

請(qǐng)配合參考圖5所示，圖5是本發(fā)明的一種自動(dòng)角度測(cè)量方法，其步驟包含有：

S1，設(shè)定一起始狀態(tài)。如圖1所示，夾盤(pán)10結(jié)合一待測(cè)物。驅(qū)動(dòng)座12耦接夾盤(pán)10，姿態(tài)感測(cè)器16感測(cè)驅(qū)動(dòng)座12于未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的狀態(tài)，并傳送一第一信號(hào)給控制單元17，控制單元17依據(jù)該第一信號(hào)計(jì)算出一起始狀態(tài)信息。

若更進(jìn)一步說(shuō)明，請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2所示，來(lái)自姿態(tài)感測(cè)器16的第一信號(hào)被傳送給姿態(tài)計(jì)算模塊170，姿態(tài)計(jì)算模塊170依據(jù)該第一信號(hào)，計(jì)算出一起始狀態(tài)信息。該起始狀態(tài)信息儲(chǔ)存于姿態(tài)/狀態(tài)儲(chǔ)存模塊172。該起始狀態(tài)信息包含有驅(qū)動(dòng)座12于未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的位置信息與第一目前姿態(tài)。

S2，提供一信號(hào)。待測(cè)物開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)至一預(yù)定角度，該預(yù)定角度能夠?yàn)?～180度之間，舉例而言，如15、30、45、60、75、90度。當(dāng)待測(cè)物轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)座12隨著待測(cè)物轉(zhuǎn)動(dòng)，姿態(tài)感測(cè)器16感測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)后的驅(qū)動(dòng)座12的狀態(tài)，并產(chǎn)生一第二信號(hào)，第二信號(hào)被傳送給控制單元17。

S3，計(jì)算一第二目前姿態(tài)。姿態(tài)計(jì)算模塊170依據(jù)該第二信號(hào)，計(jì)算出一轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)信息。該轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)信息驅(qū)動(dòng)座12于轉(zhuǎn)動(dòng)上述的預(yù)定角度后的位置信息與第二目前姿態(tài)。該轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)信息儲(chǔ)存于姿態(tài)/狀態(tài)儲(chǔ)存模塊172。

S4，計(jì)算一偏移量與一控制信號(hào)。姿態(tài)計(jì)算模塊170依據(jù)S1的起始狀態(tài)信息與S2的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)信息，以計(jì)算出一偏移量。

請(qǐng)?jiān)倥浜蠀⒖紙D3所示，姿態(tài)控制模塊171的命令產(chǎn)生回路1710依據(jù)起始狀態(tài)信息的第一目前狀態(tài)與轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)信息的第二目前狀態(tài)，以產(chǎn)生一命令。該命令被傳送給位置控制回路1711，以計(jì)算出一控制信號(hào)。該控制信號(hào)被傳送給速度控制回路，而使該控制信號(hào)更進(jìn)一步包含有一速度命令。

S5，提供一位置信號(hào)?？刂茊卧?7將該控制信號(hào)傳送給驅(qū)動(dòng)單元13，以使驅(qū)動(dòng)單元13轉(zhuǎn)動(dòng)一預(yù)定角度，同時(shí)驅(qū)動(dòng)單元13依據(jù)該控制信號(hào)，以一特定速度轉(zhuǎn)動(dòng)，而將驅(qū)動(dòng)座12轉(zhuǎn)回至S1的未轉(zhuǎn)動(dòng)位置，即回復(fù)至一初始位置。

待驅(qū)動(dòng)單元13停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并且定位完畢后，編碼單元14產(chǎn)生一位置信 息，該位置信息被傳送給控制單元17。編碼顯示單元15顯示該位置信息。該編碼顯示單元15能夠顯示多次位置信息，舉例而言，編碼顯示單元15能夠顯示前次與本次的位置信息，以此得知所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。

S6，計(jì)算與輸出一相對(duì)的角度信息。角度計(jì)算模塊173依據(jù)S1的起始狀態(tài)信息、S3的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)信息與S5的位置信息，以計(jì)算出一角度信息，該角度信息被輸出至一外部單元，該外部單元能夠?yàn)橐唤y(tǒng)計(jì)與儲(chǔ)存裝置。

S7，判斷記錄循環(huán)是否完成。若待測(cè)物須完成一轉(zhuǎn)動(dòng)程序，舉例而言，該轉(zhuǎn)動(dòng)程序?yàn)樵摯郎y(cè)物需要轉(zhuǎn)動(dòng)360度，該360度需要分為多次轉(zhuǎn)動(dòng)，如每次轉(zhuǎn)動(dòng)一預(yù)定角度，該預(yù)定角度如S2所述。若完成則至S8步驟。若未完成，則至S3步驟。

S8，分析與記錄。依據(jù)多個(gè)角度信息，以計(jì)算出一補(bǔ)正值，該待測(cè)物可依據(jù)該補(bǔ)正值，進(jìn)行一補(bǔ)正程序。該補(bǔ)正值被儲(chǔ)存于該外部單元。

綜合上述的本發(fā)明的自動(dòng)角度測(cè)量裝置及其方法，其將本發(fā)明以?shī)A持或治具固定方式安裝于待測(cè)物，再利用姿態(tài)感測(cè)器感測(cè)目前的姿態(tài)并鎖定，當(dāng)待測(cè)物旋轉(zhuǎn)后，姿態(tài)感測(cè)器因姿態(tài)改變，而使控制單元命令驅(qū)動(dòng)單元將姿態(tài)感測(cè)器回復(fù)至原本姿態(tài)，而在此過(guò)程中，編碼單元會(huì)輸出一位置信息，借助多個(gè)位置信息，而可與待測(cè)物的旋轉(zhuǎn)角度值做比較與補(bǔ)正。

以上所述的具體實(shí)施例，僅用于例釋本發(fā)明的特點(diǎn)及功效，而非用于限定本發(fā)明的可實(shí)施范圍，在未脫離本發(fā)明上述的精神與技術(shù)范圍下，任何運(yùn)用本發(fā)明所揭示內(nèi)容而完成的等效改變及修飾，均仍應(yīng)為權(quán)利要求范圍所涵蓋。