本發(fā)明涉及一種測(cè)量技術(shù)，尤其涉及一種自動(dòng)測(cè)量平臺(tái)原點(diǎn)粗精協(xié)同對(duì)準(zhǔn)裝置及方法。

背景技術(shù)：

自動(dòng)測(cè)量平臺(tái)一般包括測(cè)量面、傳感器和傳動(dòng)系統(tǒng)，測(cè)量時(shí)，將待測(cè)對(duì)象放置在測(cè)量面上，由傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)傳感器運(yùn)動(dòng)；為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，測(cè)量前，需要使傳動(dòng)系統(tǒng)的位置原點(diǎn)和測(cè)量面上的位置原點(diǎn)精確對(duì)準(zhǔn)，現(xiàn)有技術(shù)中，用于原點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)的技術(shù)多種多樣，但普遍存在對(duì)準(zhǔn)操作效率低、硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)背景技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種自動(dòng)測(cè)量平臺(tái)原點(diǎn)粗精協(xié)同對(duì)準(zhǔn)裝置，所述自動(dòng)測(cè)量平臺(tái)包括測(cè)量面、X軸絲桿導(dǎo)軌、Y軸絲桿導(dǎo)軌、傳感器支架和兩臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)；X軸絲桿導(dǎo)軌和Y軸絲桿導(dǎo)軌均設(shè)置于測(cè)量面的上方；兩臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)分別與X軸絲桿導(dǎo)軌和Y軸絲桿導(dǎo)軌傳動(dòng)連接；所述X軸絲桿導(dǎo)軌的軸向記為X方向，X方向與測(cè)量面平行，所述Y軸絲桿導(dǎo)軌的軸向記為Y方向，Y方向與測(cè)量面平行，且X方向和Y方向互相垂直；所述X軸絲桿導(dǎo)軌能在傳動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下傳動(dòng)Y軸絲桿導(dǎo)軌在X方向上平移，所述Y軸絲桿導(dǎo)軌能在傳動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下傳動(dòng)傳感器支架在Y方向上運(yùn)動(dòng)；

其創(chuàng)新在于：所述測(cè)量面上設(shè)置有一個(gè)中心接收器和三個(gè)定位接收器；所述中心接收器的周向輪廓為正方形，中心接收器的側(cè)邊分別與X方向和Y方向平行；中心接收器的上端面上設(shè)置有一圓形的接收區(qū)，所述接收區(qū)的覆蓋面積遠(yuǎn)小于中心接收器的上端面面積，中心接收器上端面上接收區(qū)以外的區(qū)域被遮光材料覆蓋；所述定位接收器的周向輪廓為正方形，且定位接收器的邊長(zhǎng)與中心接收器相同，定位接收器的側(cè)邊分別與X方向和Y方向平行；定位接收器的上端面上設(shè)置有接收面，所述接收面將定位接收器的上端面全部覆蓋；三個(gè)定位接收器分別記為接收器A、接收器B和接收器C，接收器A的右側(cè)與中心接收器的左側(cè)接觸且對(duì)齊，接收器B的左側(cè)與中心接收器的右側(cè)接觸且對(duì)齊，接收器C的下側(cè)與中心接收器的上側(cè)接觸且對(duì)齊；中心接收器和定位接收器所覆蓋的面積遠(yuǎn)小于測(cè)量面的面積；所述X軸絲桿導(dǎo)軌的殼體上設(shè)置有第一限位開(kāi)關(guān)，第一限位開(kāi)關(guān)在X方向上的位置與接收器B在X方向上的位置對(duì)應(yīng)，當(dāng)Y軸絲桿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)至第一限位開(kāi)關(guān)的位置處時(shí)，第一限位開(kāi)關(guān)能輸出檢測(cè)信號(hào)；所述Y軸絲桿導(dǎo)軌的殼體上設(shè)置有第二限位開(kāi)關(guān)，第二限位開(kāi)關(guān)在Y方向上的位置與接收器B在Y方向上的位置對(duì)應(yīng)，當(dāng)傳感器支架運(yùn)動(dòng)至第二限位開(kāi)關(guān)的位置處時(shí)，第二限位開(kāi)關(guān)能輸出檢測(cè)信號(hào)；所述傳感器支架上設(shè)置有一激光發(fā)射器，激光發(fā)射器能向測(cè)量面發(fā)射激光光束，且激光光束的軸向與測(cè)量面垂直。

本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，結(jié)合本發(fā)明的方法，可以快速高效地完成原點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)操作，且對(duì)準(zhǔn)精度較高。

優(yōu)選地，所述正方形的邊長(zhǎng)為傳動(dòng)電機(jī)所能提供的最小步進(jìn)長(zhǎng)度的整數(shù)倍；所述接收區(qū)的圓心與正方形的幾何中心重疊；所述接收區(qū)的尺寸與激光光束的光斑大小匹配。

優(yōu)選地，所述測(cè)量面上設(shè)置有與中心接收器和定位接收器匹配的凹槽，中心接收器和定位接收器鑲嵌在凹槽內(nèi)。

基于前述硬件方案，本發(fā)明還提出了一種自動(dòng)測(cè)量平臺(tái)原點(diǎn)粗精協(xié)同對(duì)準(zhǔn)方法，所涉及的硬件如前所述，控制方法的具體步驟包括：

在測(cè)量面上接收器B以外的區(qū)域設(shè)置一起點(diǎn)位置；中心接收器上端面的幾何尺寸已知，以接收區(qū)的圓心為原點(diǎn)在中心接收器上端面上建立二維坐標(biāo)系，二維坐標(biāo)系的橫軸與X方向平行，向左為橫軸的負(fù)向，向右為橫軸的正向，二維坐標(biāo)系的縱軸與Y方向平行，向上為縱軸的正向，向下為縱軸的負(fù)向；

1）原點(diǎn)自對(duì)準(zhǔn)操作開(kāi)始后，通過(guò)X軸絲桿導(dǎo)軌和Y軸絲桿導(dǎo)軌將激光發(fā)射器快速傳動(dòng)至起點(diǎn)位置（具體實(shí)施時(shí)，可根據(jù)接收器B的具體位置，將起點(diǎn)位置設(shè)置在靠近接收器B的位置，以提高操作效率）；

2）通過(guò)X軸絲桿導(dǎo)軌和Y軸絲桿導(dǎo)軌傳動(dòng)激光發(fā)射器向接收器B所在位置運(yùn)動(dòng)，激光發(fā)射器運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，若第一限位開(kāi)關(guān)輸出檢測(cè)信號(hào)，則立即控制X軸絲桿導(dǎo)軌駐停，若第二限位開(kāi)關(guān)輸出檢測(cè)信號(hào)，則立即控制Y軸絲桿導(dǎo)軌駐停；待X軸絲桿導(dǎo)軌和Y軸絲桿導(dǎo)軌都駐停后，進(jìn)入步驟3）；

3）啟動(dòng)激光發(fā)射器，判斷接收器B是否收到激光光束：若接收器B未收到激光光束，則返回步驟1）；若接收器B已收到激光光束，則進(jìn)入步驟4），激光發(fā)射器此時(shí)的位置記為P1；

4）通過(guò)X軸絲桿導(dǎo)軌傳動(dòng)Y軸絲桿導(dǎo)軌向左緩慢移動(dòng)，當(dāng)接收器A收到激光光束后，控制X軸絲桿導(dǎo)軌駐停，激光發(fā)射器此時(shí)的位置記為P2（由于中心接收器上端面上接收區(qū)以外的區(qū)域被遮光材料所覆蓋，當(dāng)接收器A收到激光光束時(shí)，說(shuō)明激光發(fā)射器的位置剛好運(yùn)動(dòng)至接收器A右側(cè)和中心接收器左側(cè)的交界處），計(jì)算出X方向上P1和P2的距離，P1和P2的距離記為t，進(jìn)入步驟5）；

5）通過(guò)X軸絲桿導(dǎo)軌傳動(dòng)Y軸絲桿導(dǎo)軌向右緩慢移動(dòng)，當(dāng)Y軸絲桿導(dǎo)軌向右移動(dòng)的距離達(dá)到t/2時(shí)（由于P1位于接收器B的范圍內(nèi)，P1和P2之間的距離又為t，因此，當(dāng)Y軸絲桿導(dǎo)軌向右移動(dòng)t/2時(shí)，激光發(fā)射器位于中心接收器的范圍內(nèi)，t/2即為P3到中心接收器左側(cè)邊沿的距離），控制X軸絲桿導(dǎo)軌駐停，激光發(fā)射器此時(shí)的位置記為P3，進(jìn)入步驟6）；

6）通過(guò)Y軸絲桿導(dǎo)軌傳動(dòng)傳感器支架向上緩慢移動(dòng)，當(dāng)接收器C收到激光光束后，控制Y軸絲桿導(dǎo)軌駐停（當(dāng)接收器C收到激光光束時(shí)，說(shuō)明激光發(fā)射器的位置剛好運(yùn)動(dòng)至接收器C下側(cè)和中心接收器上側(cè)的交界處，s即為P3到中心接收器上側(cè)邊沿的距離），激光發(fā)射器此時(shí)的位置記為P4，計(jì)算出Y方向上P3和P4的距離，P3和P4的距離記為s，進(jìn)入步驟7）；

7）通過(guò)Y軸絲桿導(dǎo)軌傳動(dòng)傳感器支架向下緩慢移動(dòng)，當(dāng)傳感器支架向下移動(dòng)的距離達(dá)到s時(shí)，控制Y軸絲桿導(dǎo)軌駐停，此時(shí)激光發(fā)射器又回到了P3；

8）根據(jù)s和t/2，計(jì)算出P3和所述圓心在前述二維坐標(biāo)系上的相對(duì)位置（坐標(biāo)計(jì)算應(yīng)該是本領(lǐng)域技術(shù)人員所應(yīng)具備的基本技能，故本文不再贅述）；根據(jù)P3和圓心的相對(duì)位置，X軸絲桿導(dǎo)軌和Y軸絲桿導(dǎo)軌分別以最小步進(jìn)長(zhǎng)度，逐步將激光發(fā)射器傳動(dòng)至圓心位置，判斷中心接收器是否接收到激光光束：若中心接收器未接收到激光光束，返回步驟2），若中心接收器已接收到激光光束，原點(diǎn)自對(duì)準(zhǔn)操作結(jié)束。

從前述的方案中不難看出，本發(fā)明的方法中采用了粗細(xì)結(jié)合的操作方式，即操作剛開(kāi)始時(shí)，快速地將激光發(fā)射器的位置從起點(diǎn)位置調(diào)整至接收器B的位置，以提高操作的效率，然后通過(guò)精細(xì)化的操作使激光發(fā)射器的位置移動(dòng)至P3，同時(shí)也獲取到了s和t/2兩個(gè)距離數(shù)據(jù)，最后通過(guò)步進(jìn)傳動(dòng)方式，將激光發(fā)射器精確地傳動(dòng)至接收區(qū)的圓心位置；

采用本發(fā)明后，只需在自動(dòng)測(cè)量平臺(tái)上加裝十分簡(jiǎn)單的裝置，就能精確地實(shí)現(xiàn)原點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)操作，效果很好。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：提出了一種自動(dòng)測(cè)量平臺(tái)原點(diǎn)粗精協(xié)同對(duì)準(zhǔn)裝置及方法，所涉及的硬件簡(jiǎn)單，原點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)操作效率較高。

附圖說(shuō)明

圖1、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2、激光發(fā)射器的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖；

圖中各個(gè)標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱分別為：測(cè)量面1、X軸絲桿導(dǎo)軌2、Y軸絲桿導(dǎo)軌3、中心接收器4、定位接收器5、激光發(fā)射器6、限位開(kāi)關(guān)7、中心接收器和定位接收器所覆蓋的區(qū)域8。

具體實(shí)施方式

一種自動(dòng)測(cè)量平臺(tái)原點(diǎn)粗精協(xié)同對(duì)準(zhǔn)裝置，所述自動(dòng)測(cè)量平臺(tái)包括測(cè)量面1、X軸絲桿導(dǎo)軌2、Y軸絲桿導(dǎo)軌3、傳感器支架和兩臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)；X軸絲桿導(dǎo)軌2和Y軸絲桿導(dǎo)軌3均設(shè)置于測(cè)量面1的上方；兩臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)分別與X軸絲桿導(dǎo)軌2和Y軸絲桿導(dǎo)軌3傳動(dòng)連接；所述X軸絲桿導(dǎo)軌2的軸向記為X方向，X方向與測(cè)量面1平行，所述Y軸絲桿導(dǎo)軌3的軸向記為Y方向，Y方向與測(cè)量面1平行，且X方向和Y方向互相垂直；所述X軸絲桿導(dǎo)軌2能在傳動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下傳動(dòng)Y軸絲桿導(dǎo)軌3在X方向上平移，所述Y軸絲桿導(dǎo)軌3能在傳動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下傳動(dòng)傳感器支架在Y方向上運(yùn)動(dòng)；

其創(chuàng)新在于：所述測(cè)量面1上設(shè)置有一個(gè)中心接收器4和三個(gè)定位接收器5；所述中心接收器4的周向輪廓為正方形，中心接收器4的側(cè)邊分別與X方向和Y方向平行；中心接收器4的上端面上設(shè)置有一圓形的接收區(qū)，所述接收區(qū)的覆蓋面積遠(yuǎn)小于中心接收器4的上端面面積，中心接收器4上端面上接收區(qū)以外的區(qū)域被遮光材料覆蓋；所述定位接收器5的周向輪廓為正方形，且定位接收器5的邊長(zhǎng)與中心接收器4相同，定位接收器5的側(cè)邊分別與X方向和Y方向平行；定位接收器5的上端面上設(shè)置有接收面，所述接收面將定位接收器5的上端面全部覆蓋；三個(gè)定位接收器5分別記為接收器A、接收器B和接收器C，接收器A的右側(cè)與中心接收器4的左側(cè)接觸且對(duì)齊，接收器B的左側(cè)與中心接收器4的右側(cè)接觸且對(duì)齊，接收器C的下側(cè)與中心接收器4的上側(cè)接觸且對(duì)齊；中心接收器4和定位接收器5所覆蓋的面積遠(yuǎn)小于測(cè)量面1的面積；所述X軸絲桿導(dǎo)軌2的殼體上設(shè)置有第一限位開(kāi)關(guān)，第一限位開(kāi)關(guān)在X方向上的位置與接收器B在X方向上的位置對(duì)應(yīng)，當(dāng)Y軸絲桿導(dǎo)軌3運(yùn)動(dòng)至第一限位開(kāi)關(guān)的位置處時(shí)，第一限位開(kāi)關(guān)能輸出檢測(cè)信號(hào)；所述Y軸絲桿導(dǎo)軌3的殼體上設(shè)置有第二限位開(kāi)關(guān)，第二限位開(kāi)關(guān)在Y方向上的位置與接收器B在Y方向上的位置對(duì)應(yīng)，當(dāng)傳感器支架運(yùn)動(dòng)至第二限位開(kāi)關(guān)的位置處時(shí)，第二限位開(kāi)關(guān)能輸出檢測(cè)信號(hào)；所述傳感器支架上設(shè)置有一激光發(fā)射器6，激光發(fā)射器6能向測(cè)量面1發(fā)射激光光束，且激光光束的軸向與測(cè)量面1垂直。

進(jìn)一步，所述正方形的邊長(zhǎng)為傳動(dòng)電機(jī)所能提供的最小步進(jìn)長(zhǎng)度的整數(shù)倍；所述接收區(qū)的圓心與正方形的幾何中心重疊；所述接收區(qū)的尺寸與激光光束的光斑大小匹配。

進(jìn)一步，所述測(cè)量面1上設(shè)置有與中心接收器4和定位接收器5匹配的凹槽，中心接收器4和定位接收器5鑲嵌在凹槽內(nèi)。

基于前述硬件，本發(fā)明還提出了一種自動(dòng)測(cè)量平臺(tái)原點(diǎn)粗精協(xié)同對(duì)準(zhǔn)方法，所涉及的硬件為自動(dòng)測(cè)量平臺(tái)，所述自動(dòng)測(cè)量平臺(tái)包括測(cè)量面1、X軸絲桿導(dǎo)軌2、Y軸絲桿導(dǎo)軌3、傳感器支架和兩臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)；X軸絲桿導(dǎo)軌2和Y軸絲桿導(dǎo)軌3均設(shè)置于測(cè)量面1的上方；兩臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)分別與X軸絲桿導(dǎo)軌2和Y軸絲桿導(dǎo)軌3傳動(dòng)連接；所述X軸絲桿導(dǎo)軌2的軸向記為X方向，X方向與測(cè)量面1平行，所述Y軸絲桿導(dǎo)軌3的軸向記為Y方向，Y方向與測(cè)量面1平行，且X方向和Y方向互相垂直；所述X軸絲桿導(dǎo)軌2能在傳動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下傳動(dòng)Y軸絲桿導(dǎo)軌3在X方向上平移，所述Y軸絲桿導(dǎo)軌3能在傳動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下傳動(dòng)傳感器支架在Y方向上運(yùn)動(dòng)；所述測(cè)量面1上設(shè)置有一個(gè)中心接收器4和三個(gè)定位接收器5；所述中心接收器4的周向輪廓為正方形，中心接收器4的側(cè)邊分別與X方向和Y方向平行；中心接收器4的上端面上設(shè)置有一圓形的接收區(qū)，所述接收區(qū)的覆蓋面積遠(yuǎn)小于中心接收器4的上端面面積，中心接收器4上端面上接收區(qū)以外的區(qū)域被遮光材料覆蓋；所述定位接收器5的周向輪廓為正方形，且定位接收器5的邊長(zhǎng)與中心接收器4相同，定位接收器5的側(cè)邊分別與X方向和Y方向平行；定位接收器5的上端面上設(shè)置有接收面，所述接收面將定位接收器5的上端面全部覆蓋；三個(gè)定位接收器5分別記為接收器A、接收器B和接收器C，接收器A的右側(cè)與中心接收器4的左側(cè)接觸且對(duì)齊，接收器B的左側(cè)與中心接收器4的右側(cè)接觸且對(duì)齊，接收器C的下側(cè)與中心接收器4的上側(cè)接觸且對(duì)齊；中心接收器4和定位接收器5所覆蓋的面積遠(yuǎn)小于測(cè)量面1的面積；所述X軸絲桿導(dǎo)軌2的殼體上設(shè)置有第一限位開(kāi)關(guān)，第一限位開(kāi)關(guān)在X方向上的位置與接收器B在X方向上的位置對(duì)應(yīng)，當(dāng)Y軸絲桿導(dǎo)軌3運(yùn)動(dòng)至第一限位開(kāi)關(guān)的位置處時(shí)，第一限位開(kāi)關(guān)能輸出檢測(cè)信號(hào)；所述Y軸絲桿導(dǎo)軌3的殼體上設(shè)置有第二限位開(kāi)關(guān)，第二限位開(kāi)關(guān)在Y方向上的位置與接收器B在Y方向上的位置對(duì)應(yīng)，當(dāng)傳感器支架運(yùn)動(dòng)至第二限位開(kāi)關(guān)的位置處時(shí)，第二限位開(kāi)關(guān)能輸出檢測(cè)信號(hào)；所述傳感器支架上設(shè)置有一激光發(fā)射器6，激光發(fā)射器6能向測(cè)量面1發(fā)射激光光束，且激光光束的軸向與測(cè)量面1垂直；

其創(chuàng)新在于：所述自動(dòng)測(cè)量平臺(tái)原點(diǎn)自對(duì)準(zhǔn)控制方法包括：

在測(cè)量面1上接收器B以外的區(qū)域設(shè)置一起點(diǎn)位置；中心接收器4上端面的幾何尺寸已知，以接收區(qū)的圓心為原點(diǎn)在中心接收器4上端面上建立二維坐標(biāo)系，二維坐標(biāo)系的橫軸與X方向平行，向左為橫軸的負(fù)向，向右為橫軸的正向，二維坐標(biāo)系的縱軸與Y方向平行，向上為縱軸的正向，向下為縱軸的負(fù)向；

1）原點(diǎn)自對(duì)準(zhǔn)操作開(kāi)始后，通過(guò)X軸絲桿導(dǎo)軌2和Y軸絲桿導(dǎo)軌3將激光發(fā)射器6快速傳動(dòng)至起點(diǎn)位置；

2）通過(guò)X軸絲桿導(dǎo)軌2和Y軸絲桿導(dǎo)軌3傳動(dòng)激光發(fā)射器6向接收器B所在位置運(yùn)動(dòng)，激光發(fā)射器6運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，若第一限位開(kāi)關(guān)輸出檢測(cè)信號(hào)，則立即控制X軸絲桿導(dǎo)軌3駐停，若第二限位開(kāi)關(guān)輸出檢測(cè)信號(hào)，則立即控制Y軸絲桿導(dǎo)軌3駐停；待X軸絲桿導(dǎo)軌2和Y軸絲桿導(dǎo)軌3都駐停后，進(jìn)入步驟3）；

3）啟動(dòng)激光發(fā)射器6，判斷接收器B是否收到激光光束：若接收器B未收到激光光束，則返回步驟1）；若接收器B已收到激光光束，則進(jìn)入步驟4），激光發(fā)射器6此時(shí)的位置記為P1；

4）通過(guò)X軸絲桿導(dǎo)軌2傳動(dòng)Y軸絲桿導(dǎo)軌3向左緩慢移動(dòng)，當(dāng)接收器A收到激光光束后，控制X軸絲桿導(dǎo)軌2駐停，激光發(fā)射器6此時(shí)的位置記為P2，計(jì)算出X方向上P1和P2的距離，P1和P2的距離記為t，進(jìn)入步驟5）；

5）通過(guò)X軸絲桿導(dǎo)軌2傳動(dòng)Y軸絲桿導(dǎo)軌3向右緩慢移動(dòng)，當(dāng)Y軸絲桿導(dǎo)軌3向右移動(dòng)的距離達(dá)到t/2時(shí)，控制X軸絲桿導(dǎo)軌2駐停，激光發(fā)射器6此時(shí)的位置記為P3，進(jìn)入步驟6）；

6）通過(guò)Y軸絲桿導(dǎo)軌3傳動(dòng)傳感器支架向上緩慢移動(dòng)，當(dāng)接收器C收到激光光束后，控制Y軸絲桿導(dǎo)軌2駐停，激光發(fā)射器6此時(shí)的位置記為P4，計(jì)算出Y方向上P3和P4的距離，P3和P4的距離記為s，進(jìn)入步驟7）；

7）通過(guò)Y軸絲桿導(dǎo)軌3傳動(dòng)傳感器支架向下緩慢移動(dòng)，當(dāng)傳感器支架向下移動(dòng)的距離達(dá)到s時(shí)，控制Y軸絲桿導(dǎo)軌2駐停，此時(shí)激光發(fā)射器6又回到了P3；

8）根據(jù)s和t/2，計(jì)算出P3和所述圓心在前述二維坐標(biāo)系上的相對(duì)位置；根據(jù)P3和圓心的相對(duì)位置，X軸絲桿導(dǎo)軌2和Y軸絲桿導(dǎo)軌3分別以最小步進(jìn)長(zhǎng)度，逐步將激光發(fā)射器6傳動(dòng)至圓心位置，判斷中心接收器4是否接收到激光光束：若中心接收器4未接收到激光光束，返回步驟2），若中心接收器4已接收到激光光束，原點(diǎn)自對(duì)準(zhǔn)操作結(jié)束。