1.一種自動測量平臺原點粗精協(xié)同對準裝置,所述自動測量平臺包括測量面(1)、X軸絲桿導(dǎo)軌(2)、Y軸絲桿導(dǎo)軌(3)、傳感器支架和兩臺傳動電機;X軸絲桿導(dǎo)軌(2)和Y軸絲桿導(dǎo)軌(3)均設(shè)置于測量面(1)的上方;兩臺傳動電機分別與X軸絲桿導(dǎo)軌(2)和Y軸絲桿導(dǎo)軌(3)傳動連接;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)能在傳動電機的驅(qū)動下傳動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)能在傳動電機的驅(qū)動下傳動傳感器支架在Y方向上運動;
其特征在于:所述測量面(1)上設(shè)置有一個中心接收器(4)和三個定位接收器(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)接觸且對齊,接收器B的左側(cè)與中心接收器(4)的右側(cè)接觸且對齊,接收器C的下側(cè)與中心接收器(4)的上側(cè)接觸且對齊;中心接收器(4)和定位接收器(5)所覆蓋的面積遠小于測量面(1)的面積;所述X軸絲桿導(dǎo)軌(2)的殼體上設(shè)置有第一限位開關(guān),第一限位開關(guān)在X方向上的位置與接收器B在X方向上的位置對應(yīng),當Y軸絲桿導(dǎo)軌(3)運動至第一限位開關(guān)的位置處時,第一限位開關(guān)能輸出檢測信號;所述Y軸絲桿導(dǎo)軌(3)的殼體上設(shè)置有第二限位開關(guān),第二限位開關(guān)在Y方向上的位置與接收器B在Y方向上的位置對應(yīng),當傳感器支架運動至第二限位開關(guān)的位置處時,第二限位開關(guān)能輸出檢測信號;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)能向測量面(1)發(fā)射激光光束,且激光光束的軸向與測量面(1)垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動測量平臺原點粗精協(xié)同對準裝置,其特征在于:所述正方形的邊長為傳動電機所能提供的最小步進長度的整數(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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動測量平臺原點粗精協(xié)同對準裝置,其特征在于:所述測量面(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)。
4.一種自動測量平臺原點粗精協(xié)同對準方法,所涉及的硬件為自動測量平臺,所述自動測量平臺包括測量面(1)、X軸絲桿導(dǎo)軌(2)、Y軸絲桿導(dǎo)軌(3)、傳感器支架和兩臺傳動電機;X軸絲桿導(dǎo)軌(2)和Y軸絲桿導(dǎo)軌(3)均設(shè)置于測量面(1)的上方;兩臺傳動電機分別與X軸絲桿導(dǎo)軌(2)和Y軸絲桿導(dǎo)軌(3)傳動連接;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)能在傳動電機的驅(qū)動下傳動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)能在傳動電機的驅(qū)動下傳動傳感器支架在Y方向上運動;所述測量面(1)上設(shè)置有一個中心接收器(4)和三個定位接收器(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)接觸且對齊,接收器B的左側(cè)與中心接收器(4)的右側(cè)接觸且對齊,接收器C的下側(cè)與中心接收器(4)的上側(cè)接觸且對齊;中心接收器(4)和定位接收器(5)所覆蓋的面積遠小于測量面(1)的面積;所述X軸絲桿導(dǎo)軌(2)的殼體上設(shè)置有第一限位開關(guān),第一限位開關(guān)在X方向上的位置與接收器B在X方向上的位置對應(yīng),當Y軸絲桿導(dǎo)軌(3)運動至第一限位開關(guān)的位置處時,第一限位開關(guān)能輸出檢測信號;所述Y軸絲桿導(dǎo)軌(3)的殼體上設(shè)置有第二限位開關(guān),第二限位開關(guān)在Y方向上的位置與接收器B在Y方向上的位置對應(yīng),當傳感器支架運動至第二限位開關(guān)的位置處時,第二限位開關(guān)能輸出檢測信號;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)能向測量面(1)發(fā)射激光光束,且激光光束的軸向與測量面(1)垂直;
其特征在于:所述自動測量平臺原點自對準控制方法包括:
在測量面(1)上接收器B以外的區(qū)域設(shè)置一起點位置;中心接收器(4)上端面的幾何尺寸已知,以接收區(qū)的圓心為原點在中心接收器(4)上端面上建立二維坐標系,二維坐標系的橫軸與X方向平行,向左為橫軸的負向,向右為橫軸的正向,二維坐標系的縱軸與Y方向平行,向上為縱軸的正向,向下為縱軸的負向;
1)原點自對準操作開始后,通過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)快速傳動至起點位置;
2)通過X軸絲桿導(dǎo)軌(2)和Y軸絲桿導(dǎo)軌(3)傳動激光發(fā)射器(6)向接收器B所在位置運動,激光發(fā)射器(6)運動過程中,若第一限位開關(guān)輸出檢測信號,則立即控制X軸絲桿導(dǎo)軌(3)駐停,若第二限位開關(guān)輸出檢測信號,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,進入步驟3);
3)啟動激光發(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,則進入步驟4),激光發(fā)射器(6)此時的位置記為P1;
4)通過X軸絲桿導(dǎo)軌(2)傳動Y軸絲桿導(dǎo)軌(3)向左緩慢移動,當接收器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)此時的位置記為P2,計算出X方向上P1和P2的距離,P1和P2的距離記為t,進入步驟5);
5)通過X軸絲桿導(dǎo)軌(2)傳動Y軸絲桿導(dǎo)軌(3)向右緩慢移動,當Y軸絲桿導(dǎo)軌(3)向右移動的距離達到t/2時,控制X軸絲桿導(dǎo)軌(2)駐停,激光發(fā)射器(6)此時的位置記為P3,進入步驟6);
6)通過Y軸絲桿導(dǎo)軌(3)傳動傳感器支架向上緩慢移動,當接收器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)此時的位置記為P4,計算出Y方向上P3和P4的距離,P3和P4的距離記為s,進入步驟7);
7)通過Y軸絲桿導(dǎo)軌(3)傳動傳感器支架向下緩慢移動,當傳感器支架向下移動的距離達到s時,控制Y軸絲桿導(dǎo)軌(2)駐停,此時激光發(fā)射器(6)又回到了P3;
8)根據(jù)s和t/2,計算出P3和所述圓心在前述二維坐標系上的相對位置;根據(jù)P3和圓心的相對位置,X軸絲桿導(dǎo)軌(2)和Y軸絲桿導(dǎo)軌(3)分別以最小步進長度,逐步將激光發(fā)射器(6)傳動至圓心位置,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,原點自對準操作結(jié)束。