本發(fā)明屬于減速器偏心軸測量技術領域，具體涉及一種工業(yè)機器人關節(jié)減速器偏心軸軸徑測量裝置及方法。

背景技術：

偏心軸作為工業(yè)機器人減速器的核心零部件，負責減速器的動力以及扭矩傳輸，其加工精度直接影響到減速器的傳動精度和綜合性能指標。因此，準確地測量出偏心軸軸徑，及時分離出不合格工件，對減速器的生產、裝配來說十分重要。

工業(yè)生產過程中，常用的軸徑測量儀器有：游標卡尺、氣動量儀、外徑測量儀。

游標卡尺為傳統軸徑測量方法，其測量過程全部由人工操作完成，這會造成不同操作人員進行同樣的測量流程，測量結果精度波動較大的情況。同時，采用游標卡尺測量存在測量力，有可能會劃傷工件表面。而且采用游標卡尺進行軸徑測量測量效率低，難以完成自動化測量流程，不適合應用在多規(guī)格大批量偏心軸軸徑測量流程。

外徑測量儀是一種接觸式測量設備，其測量原理與游標卡尺相似。不同的是，外徑測量儀采用兩個紅寶石球形測頭代替游標卡尺的兩個測量爪。外徑測量儀能達到很高的測量精度，但是由于其測量是接觸式測量，多次測量后紅寶石球形測頭的磨損對測量精度影響較大。其次，采用外徑測量儀時，兩紅寶石球形測頭必須在測量平面內分別貼緊工件外表面母線，且必須保證兩寶石測頭與工件接觸的兩測量點通過工件直徑。由于偏心軸的心軸和偏軸的軸線不重合，對于同一規(guī)格大批量偏心軸工件，裝夾完成后，偏軸軸線空間位置變化不定，在豎直平面上外徑測量儀的兩測頭無法準確找到偏軸的直徑位置。因此，不適宜采用外徑測量儀來完成多規(guī)格大批量偏心軸軸徑測量流程。

氣動量儀是一種非接觸式軸徑測量設備，通過感知氣壓大小變化來測量工件截面相較于標準件的差值，其測量精度高，不存在測量力影響。但實際生產中，氣動測量儀測量傳感器與待測工件外表面間隙很小，造成氣動測量儀的測量范圍小，適合應用在單規(guī)格工件測量流程，不具有通用性。當采用氣動測量儀測量偏心軸，測量不同規(guī)格的偏心軸需要對傳感器位置進行相應的機械調整，測量效率低，而且還會引入較大的測量誤差。因此，在多規(guī)格大批量偏心軸軸徑測量流程中，不適合采用氣動量儀。

技術實現要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種工業(yè)機器人關節(jié)減速器偏心軸軸徑測量裝置及方法，采用比較式測量法，在保證測量效率的前提下提高測量精度。

本發(fā)明采用以下技術方案：

一種工業(yè)機器人關節(jié)減速器偏心軸軸徑測量裝置，包括工作平臺、中心測量立柱、上頂尖單元、下頂尖單元和待測工件，其中，所述中心測量立柱設置在所述工作平臺上，所述上頂尖單元通過上頂尖運動滑板與所述中心測量立柱連接，所述工作平臺上設置有旋轉擺缸單元用于固定所述下頂尖單元，所述待測工件通過所述上頂尖單元和下頂尖單元共同裝卡定位，所述上頂尖運動滑板上設置有用于測量的錯位式組合光幕傳感器測量單元。

進一步的，所述錯位式組合光幕傳感器測量單元包括第一光幕傳感器、第二光幕傳感器和光幕傳感器安裝平板，所述第一光幕傳感器通過加墊等高塊固定安裝在第一光幕傳感器測頭座板上，所述第二光幕傳感器固定安裝在第二光幕傳感器測頭座板上，所述第一光幕傳感器測頭座板與第二光幕傳感器測頭座板并排安裝在所述光幕傳感器安裝平板上，所述光幕傳感器安裝平板安裝在所述傳感器運動滑板上。

進一步的，所述中心測量立柱上鋪設有第二直線導軌，所述上頂尖運動滑板安裝在所述第二直線導軌上，所述上頂尖運動滑板用于帶動所述上頂尖單元沿所述第二直線導軌在豎直方向上運動，所述上頂尖運動滑板上鋪設有第一直線導軌，所述第一直線導軌上設置有傳感器運動滑板，所述錯位式組合光幕傳感器測量單元設置在所述傳感器運動滑板上，用于帶動所述錯位式組合光幕傳感器測量單元沿所述第一直線導軌在豎直方向上運動。

進一步的，所述上頂尖運動滑板上安裝有光柵尺，所述光柵尺的讀數頭安裝在所述傳感器運動滑板上，用于得到所述錯位式組合光幕傳感器測量單元在所述第一直線導軌上的物理位置。

進一步的，所述旋轉擺缸單元固定安裝在所述工作平臺上，所述旋轉擺缸單元用于帶動所述下頂尖單元完成90°往返旋轉運動。

一種工業(yè)機器人關節(jié)減速器偏心軸軸徑測量裝置的方法，包括以下步驟：

s1、測量開始時，將錯位式組合光幕傳感器測量單元和上頂尖單元設置在上限位位置，待測工件放置在下頂尖單元上后，上頂尖單元向下運動裝卡所述待測工件；

s2、選用與待測工件型號匹配的標準件，按照步驟s1裝卡定位完畢后，錯位式組合光幕傳感器測量單元由初始位置開始向下運動，測量裝置實時讀取光柵尺的反饋值，確定錯位式組合光幕傳感器測量單元的運動位移，分別記錄光幕傳感器的讀數，確定測量平面；

s3、步驟s2完成后，將待測工件按照步驟s1裝卡定位完畢后，錯位式組合光幕傳感器測量單元由初始位置開始向下運動，測量裝置實時讀取光柵尺的反饋值，確定錯位式組合光幕傳感器測量單元的運動位移，分別記錄光幕傳感器的讀數，確定測量平面；

s4、采用比較式測量法，確定待測工件截面尺寸d如下：

d＝d0+out1標準件-out1待測工件+out2標準件-out2待測工件

其中，d0為標準件截面尺寸，out1標準件為標準件在第一光幕傳感器的讀數，out1待測工件為待測工件在第一光幕傳感器的讀數，out2標準件為標準件在第二光幕傳感器的讀數，out2待測工件為待測工件在第二光幕傳感器的讀數。

進一步的，步驟s2具體如下：

s21、錯位式組合光幕傳感器測量單元運動向下運動，使第一光幕傳感器測量光幕運動到標準件待測截面的測量平面時，記錄第一光幕傳感器的讀數，得到錯位式組合光幕傳感器測量單元在第一直線導軌上的第一測量位置；

s22、錯位式組合光幕傳感器測量單元繼續(xù)向下運動，運動位移為h，使第二光幕傳感器測量光幕到達標準件待測截面的測量平面，記錄第二光幕傳感器讀數，得到錯位式組合光幕傳感器測量單元在第一直線導軌上的第二測量位置；

s23、錯位式組合光幕傳感器測量單元處于第一測量位置時，第一光幕傳感器測量光幕通過的截面與錯位式組合光幕傳感器測量單元處于第二測量位置時第二幕傳感器測量光幕通過的截面為同一截面，即標準件待測截面的測量平面。

進一步的，步驟s3具體為：

s31、錯位式組合光幕傳感器測量單元向下運動，使第一光幕傳感器測量光幕運動到待測工件待測截面的測量平面時，記錄第一光幕傳感器的讀數，得到錯位式組合光幕傳感器測量單元在第一直線導軌上的第一測量位置；

s33、錯位式組合光幕傳感器測量單元繼續(xù)向下運動，運動位移為h，使第二光幕傳感器測量光幕到達待測工件待測截面的測量平面，記錄第二光幕傳感器讀數，得到錯位式組合光幕傳感器測量單元在第一直線導軌上的第二測量位置；

s32、錯位式組合光幕傳感器測量單元處于第一測量位置時，第一光幕傳感器測量光幕通過的截面與錯位式組合光幕傳感器測量單元處于第二測量位置時第二幕傳感器測量光幕通過的截面為同一截面，即為待測工件待測截面的測量平面。

進一步的，在下頂尖單元上安裝標定球，確定錯位式組合光幕傳感器測量單元運動時，第一光幕傳感器測量光幕和第二光幕傳感器測量光幕不被所述標定球完全遮擋，通過錯位式組合光幕法向間距測量實驗確定兩光幕的法向間距h，所述錯位式組合光幕法向間距測量實驗的步驟如下：

s5、將上頂尖運動單元和錯位式組合光幕傳感器測量單元運動至上限位，將標定球安裝在下頂尖單元上；

s6、錯位式組合光幕傳感器測量單元開始向下運動，當第一光幕傳感器測量光幕與標定球球面相交時，記錄第一光幕傳感器的測量值o1、第二光幕傳感器的測量值o2、光柵尺的反饋值lef；

s7、當第二光幕傳感器測量光幕逐漸離開標定球球面，與所述標定球球面不相交時，錯位式組合光幕傳感器測量單元停止運動，結束實驗。

進一步的，所述法向間距h如下：

h＝(lef2-lef1)×rp

其中，rp表示光柵尺的系統分辨率，rp＝0.1μm，lef1表示第一光幕傳感器測量值為最小值時光柵尺的反饋值，lef2表示第二光幕傳感器測量值為最小值時光柵尺的反饋值。

與現有技術相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

本發(fā)明提出了一種高精度工業(yè)機器人關節(jié)減速器偏心軸軸徑自動測量裝置，在上頂尖運動滑板上分別設置上頂尖單元和錯位式組合光幕傳感器測量單元，在旋轉擺缸單元上設置下頂尖單元，通過上下頂尖單元共同對待測工件進行裝卡定位，采用基于光幕傳感器的非接觸式軸徑測量方法，無需進行機械結構調整，即可在一個測量裝置上實現多規(guī)格偏心軸軸徑的自動測量流程，滿足工業(yè)生產中多規(guī)格偏心軸軸徑測量需求。

進一步的，錯位式組合光幕傳感器測量單元采用兩個光幕傳感器進行組合測量，測量范圍為0—58mm，克服了單光幕傳感器測量范圍不足(測量范圍為0--30mm，無法測量軸徑大于30mm偏心軸)的缺點，同時也避免了共面式組合光幕傳感器測量單元無法測量軸徑小于42mm偏心軸的弊端。

進一步的，測量平臺通過讀取光柵尺的反饋值來確定錯位式組合光幕傳感器單元在第一運動導軌上的物理位置，從而間接確定第一光幕傳感器測量光幕和第二光幕傳感器測量光幕到待測截面的距離。根據上述距離，錯位式組合光幕傳感器單元運動相應位移，即可使第一光幕傳感器測量光幕和第二光幕傳感器測量光幕分別到達待測截面測量平面。

進一步的，完成上述錯位式組合光幕傳感器測量單元自上而下運動測量流程后，旋轉擺缸單元帶動下頂尖單元旋轉90°，待測工件在下頂尖單元的帶動下相應的旋轉90°。接著，錯位式組合光幕傳感器測量單元開始自下而上進行測量，其測量流程與自上而下的測量流程相同。工件待測截面測量值為自上而下測量值與自下而上測量值的平均值，通過在待測工件同一個截面上測量兩個相互垂直位置的直徑，提高了測量值得準確性。

本發(fā)明還公開了一種高精度工業(yè)機器人關節(jié)減速器偏心軸軸徑自動測量方法，分別對標準件和待測工件進行測量，分別確定測量平面后，采用比較式測量法，在保證測量效率的前提下提高測量精度。

進一步的，通過錯位式組合光幕法向間距測量實驗，可以準確測量出第一光幕傳感器測量光幕與第二光幕傳感器測量光幕的法向間距，在雙光幕組合邊緣掃描測量法中，當第一光幕傳感器測量光幕到達待測截面測量平面位置進行測量后，錯位式組合光幕傳感器測量單元只需保證向下運動位移為上述法向間距，即可使第二幕傳感器測量光幕到達待測截面測量平面位置。由此，第一光幕傳感器測量光幕與第二光幕傳感器測量光幕分別通過相同的截面位置，即待測截面測量平面位置，此時，錯位式組合光幕傳感器測量單元的測量過程滿足軸徑測量原理，其測量值準確可靠。

下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明光幕傳感器測量原理圖；

圖2為本發(fā)明兩測量光幕共面式布置示意圖；

圖3為本發(fā)明錯位式組合光幕傳感器測量單元示意圖；

圖4為本發(fā)明錯位式組合光幕傳感器測量單元俯視圖；

圖5為本發(fā)明工業(yè)機器人關節(jié)減速器偏心軸自動測量裝置示意圖；

圖6為本發(fā)明第一光幕傳感器進行測量示意圖；

圖7為本發(fā)明第二光幕傳感器進行測量示意圖；

圖8為本發(fā)明錯位式組合光幕法向間距測量實驗示意圖；

圖9為本發(fā)明第一光幕傳感器的測量原理圖。

其中：1.工作平臺；2.中心測量立柱；3.傳感器運動滑板；4.光柵尺；5.第一直線導軌；6.上頂尖運動滑板；7.第二直線導軌；8.旋轉擺缸；9.下頂尖單元；10.待測工件；11.錯位式組合光幕傳感器測量單元；12.上頂尖單元；13.第一光幕傳感器；14.第一光幕傳感器測量光幕；15.第二光幕傳感器；16.第二光幕傳感器測量光幕；17.等高塊；18.第一光幕傳感器測頭座板；19.第二光幕傳感器測頭座板；20.光幕傳感器安裝平板；21.標定球；22.發(fā)射器；23.光幕傳感器測頭座板；24.接收器；25.測量光幕；26.第一透射測量光幕；27.第二透射測量光幕。

具體實施方式

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“前”、“后”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

光幕傳感器的結構如圖1所示，其測量原理為：發(fā)射器22發(fā)射的測量光幕25照射到待測工件10外表面，經待測工件10遮擋后，產生的第一透射測量光幕26和第二透射測量光幕27被接收器24所接收；發(fā)射器22發(fā)射的測量光幕25的有效測量寬度為d0，光幕傳感器自動求取第一透射測量光幕26和第二透射測量光幕27的寬度d1、d2。

通過下列公式(1)即可求得待測工件10的軸徑d：

d＝d0-(d1+d2)(2)

由于光幕傳感器測量光幕的有效測量寬度d0＝30mm，使用單個光幕傳感器測量軸徑大于30mm的偏心軸時，測量光幕將會被待測工件完全遮擋，無法產生透射光幕。因此，單個光幕傳感器無法完成軸徑大于30mm的偏心軸軸徑測量流程。

請參閱圖2，本發(fā)明測量裝置采用兩個光幕傳感器進行偏心軸軸徑組合測量，當兩個傳感器采用圖2所示的兩測量光幕共面式布置時，由于光幕傳感器外型尺寸較大，第一光幕傳感器測量光幕14與第二光幕傳感器測量光幕16間有縱向間隙g＝42mm，兩測量光幕之間形成一個寬度為42mm的光幕盲區(qū)。此時，將無法測量軸徑小于42mm的偏心軸。因此，兩測量光幕共面式布置不滿足小規(guī)格偏心軸軸徑測量要求。

為了實現多規(guī)格工業(yè)機器人關節(jié)減速器偏心軸軸徑的測量流程，結合上述組合光幕傳感器測量單元11的技術方案，本發(fā)明提出了一種高精度工業(yè)機器人關節(jié)減速器偏心軸軸徑測量裝置，其具體技術方案如下：

如圖5所示，一種高精度工業(yè)機器人關節(jié)減速器偏心軸軸徑測量裝置，包括工作平臺1，工作平臺1上安裝有中心測量立柱2，在中心測量立柱2上鋪設有第二直線導軌7，上頂尖運動滑板6安裝在第二直線導軌7上，上頂尖單元12固定安裝在上頂尖運動滑板6上，上頂尖運動滑板6可以帶動上頂尖單元12沿著第二直線導軌7在豎直方向上運動；上頂尖運動滑板6上鋪設有第一直線導軌5，傳感器運動滑板3安裝在第一直線導軌5上，錯位式組合光幕傳感器測量單元11固定安裝在傳感器運動滑板3上，傳感器運動滑板3可以帶動錯位式組合光幕傳感器測量單元11沿著第一直線導軌5在豎直方向上運動；上頂尖運動滑板6上安裝有光柵尺4，光柵尺4的讀數頭安裝在傳感器運動滑板3上，光柵尺4的反饋值為錯位式組合光幕傳感器測量單元11在第一直線導軌5上的物理位置；旋轉擺缸單元8固定安裝在工作平臺1上，下頂尖單元9固定安裝在旋轉擺缸單元8上，旋轉擺缸單元8可以帶動下頂尖單元9完成90°往返旋轉運動；待測工件10由上頂尖單元12和下頂尖單元9共同裝卡定位。

針對兩測量光幕共面式布置測量方案的不足，本發(fā)明采用如圖3所示的錯位式組合光幕傳感器測量單元11來完成目標偏心軸軸徑的測量流程，具體如下：

第一光幕傳感器13通過加墊等高塊17固定安裝在第一光幕傳感器測頭座板18上；第二光幕傳感器15固定安裝在第二光幕傳感器測頭座板19上；第一光幕傳感器測頭座板18與第二光幕傳感器測頭座板19并排安裝在光幕傳感器安裝平板20上，保證第一光幕傳感器測量光幕14與第二光幕傳感器測量光幕16平行，并且兩測量光幕法向間距h＝40mm(此處h＝40mm為設計安裝尺寸，h的準確值將在后續(xù)的錯位式組合光幕法向間距h測量實驗中求得)；光幕傳感器安裝平板20安裝在傳感器運動滑板3上，形成如圖3所示的錯位式組合光幕傳感器測量單元11。組合光幕傳感器測量單元11的俯視圖中，如圖4所示，第一光幕傳感器測量光幕14和第二光幕傳感器測量光幕16有2mm的光幕重疊區(qū)。結合本發(fā)明后續(xù)提出的雙光幕組合邊緣掃描測量法，組合光幕傳感器測量單元11即可實現軸徑0～58mm范圍內的偏心軸軸徑的自動測量流程。

一種工業(yè)機器人關節(jié)減速器偏心軸軸徑測量裝置的方法，采用基于錯位式組合光幕傳感器測量單元11的雙光幕組合邊緣掃描測量法來完成工業(yè)機器人關節(jié)減速器偏心軸軸徑的自動測量流程；以一個截面為例，包括以下步驟：

s1、待測工件裝卡定位：

待測工件與標準件兩端心軸端面都加工有頂尖孔。測量開始時，錯位式組合光幕傳感器測量單元11和上頂尖單元12在上限位位置，待測工件10放置在下頂尖單元9上后，上頂尖單元12向下運動裝卡工件，待測工件10在上下頂尖以及兩端心軸端面頂尖孔的定位下完成裝卡和定位。

s2、標準件標定階段：

選用與待測工件型號匹配的標準件，標準件截面尺寸d0在計量室中測得；標準件按照步驟s1裝卡定位完畢后，錯位式組合光幕傳感器測量單元11由初始位置開始向下運動，測量裝置實時讀取光柵尺4的反饋值，以此來確定錯位式組合光幕傳感器測量單元11的運動位移；當錯位式組合光幕傳感器測量單元11運動指定位移使第一光幕傳感器測量光幕14運動到待測截面的測量平面時，如圖6所示，記錄下第一光幕傳感器13讀數，記為out1標準件；記此時錯位式組合光幕傳感器測量單元11在第一直線導軌5上的位置為標準件第一測量位置。接著，錯位式組合光幕傳感器測量單元11繼續(xù)向下運動，運動位移為h，使第二光幕傳感器測量光幕16到達待測截面的測量平面，如圖7所示，記錄下第二光幕傳感器15讀數，記為out2標準件；記此時錯位式組合光幕傳感器測量單元11在第一直線導軌5上的位置為標準件第二測量位置。由此，錯位式組合光幕傳感器測量單元11處于標準件第一測量位置時第一光幕傳感器測量光幕14通過的截面與錯位式組合光幕傳感器測量單元11處于標準件第二測量位置時第二幕傳感器測量光幕16通過的截面為同一截面，即為待測截面的測量平面。

s3、工件測量階段：

完成標準件標定過程后(同一規(guī)格工件一個生產批次中只需進行一次標定)，將待測工件按照步驟1裝卡定位完畢后，錯位式組合光幕傳感器測量單元11由初始位置開始向下運動，測量裝置實時讀取光柵尺4的反饋值，以此來確定錯位式組合光幕傳感器測量單元11的運動位移；當錯位式組合光幕傳感器測量單元11運動指定位移使第一光幕傳感器測量光幕14運動到待測截面的測量平面時，如圖6所示，記錄下第一光幕傳感器13讀數，記為out1待測工件；記此時錯位式組合光幕傳感器測量單元11在第一直線導軌5上的位置為待測工件第一測量位置。接著，錯位式組合光幕傳感器測量單元11繼續(xù)向下運動，運動位移為h，使第二光幕傳感器測量光幕16到達待測截面的測量平面，如圖7所示，記錄下第二光幕傳感器15讀數，記為out2待測工件；記此時錯位式組合光幕傳感器測量單元11在第一直線導軌5上的位置為待測工件第二測量位置。由此，錯位式組合光幕傳感器測量單元11處于待測工件第一測量位置時第一光幕傳感器測量光幕14通過的截面與錯位式組合光幕傳感器測量單元11處于待測工件第二測量位置時第二幕傳感器測量光幕16通過的截面為同一截面，即為待測截面的測量平面。

s4、待測工件軸徑計算階段：

采用比較式測量法，待測工件截面尺寸可以通過公式(2)求得：

d＝d0+out1標準件-out1待測工件+out2標準件-out2待測工件(2)

其中，d0為標準件截面尺寸，out1標準件為標準件在第一光幕傳感器的讀數，out1待測工件為待測工件在第一光幕傳感器的讀數，out2標準件為標準件在第二光幕傳感器的讀數，out2待測工件為待測工件在第二光幕傳感器的讀數。

多個規(guī)格工件的多段軸徑可以采用上述過程分別進行測量。

錯位式組合光幕法向間距h測量實驗：

要準確測量出偏心軸直徑，必須保證錯位式組合光幕傳感器測量單元11在偏心軸同一個截面的兩次測量讀數時，第一光幕傳感器測量光幕14和第二光幕傳感器測量光幕16運動到達相同的截面位置。因此，必須準確地測量出兩光幕的法向間距h。本發(fā)明通過錯位式組合光幕法向間距測量實驗來求得兩光幕的法向間距h，實驗裝置圖如圖所示。

錯位式組合光幕法向間距測量實驗技術方案：

如圖8所示，將標定球21安裝在下頂尖單元9上，調整標定球21的位置，保證錯位式組合光幕傳感器測量單元11運動時，第一光幕傳感器測量光幕14和第二光幕傳感器測量光幕16不被標定球21完全遮擋。安裝完畢后，開始進行測量實驗。

s5、上頂尖運動單元12和錯位式組合光幕傳感器測量單元11運動至上限位，將標定球21安裝在下頂尖單元9上；

s6、錯位式組合光幕傳感器測量單元11開始向下運動，當第一光幕傳感器測量光幕14與標定球21球面相交時，開始記錄并保存下第一光幕傳感器13測量值o1、第二光幕傳感器15的測量值o2、光柵尺4的反饋值lef。

s7、當第二光幕傳感器測量光幕16逐漸離開標定球21球面，不再與標定球21球面相交時，錯位式組合光幕傳感器測量單元11停止運動，結束實驗。

數據處理：

以第一光幕傳感器13測量過程為例，分析當標定球21球心到第一光幕傳感器測量光幕14距離h發(fā)生變化時，第一光幕傳感器13測量值o1隨之變化的關系。如圖3所示，點t(0，r)為標定球21的上端點，點b(0，r)為標定球21的下端點，l1l2為第一光幕傳感器測量光幕14，線段l1l2的長度即為第一光幕傳感器測量光幕14的寬度；當l1l2到標定球21球心o的距離為h時，標定球21遮擋的第一光幕傳感器測量光幕14的寬度為l1s，透過的光幕寬度l2s，其中l(wèi)2s即為第一光幕傳感器13的測量值o1，o1可以通過公式(3)求得：

其中，l1l2為已知值，l1so為恒定值。

基于公式(3)，當第一光幕傳感器測量光幕14通過標定球21的球心時，h＝0，o1有最小值，記下此時光柵尺4反饋值，記為lef1；同理，當第二光幕傳感器測量光幕16通過標定球21的球心時，h＝0，此時o2有最小值，記下此時光柵尺4反饋值，記為lef2；o1和o2取最小值時，第一光幕傳感器測量光幕14與第二光幕傳感器測量光幕16到達了相同的截面測量位置，基于錯位式組合光幕傳感器測量單元11的雙光幕組合邊緣掃描測量方法滿足軸徑測量條件。光柵尺4兩次反饋值的差值即為錯位式組合光幕傳感器測量單元11經由位置1運動至位置2的位移，錯位式組合光幕法向間距h就可以通過公式(4)求得：

h＝(lef2-lef1)×rp(4)

其中，rp為光柵尺4的系統分辨率，本實驗中rp＝0.1μm。

通過實驗求得第一光幕傳感器測量光幕14與第二光幕傳感器測量光幕16的法向間距h＝39.860mm。因此，采用雙光幕組合邊緣掃描測量法測量偏心軸某一截面時，通過實時讀取光柵尺4的反饋值來保證錯位式組合光幕傳感器測量單元11由測量位置1到測量位置2的運動位移為39.860mm，就可以保證兩次測量讀數時第一光幕傳感器測量光幕14和第二光幕傳感器16通過待測截面相同的測量平面。此時，雙光幕組合邊緣掃描測量法滿足軸徑測量條件。

請參閱圖9，為第一光幕傳感器測量光幕14和標定球21在平行于豎直平面且通過標定球21球心的平面上的投影圖，投影方向為第一光幕傳感器測量光幕14的照射方向，建立如圖9所示的直角坐標系yoz，圖中點o(0,0)為標定球21的球心，點t(0，r)為標定球21上頂點，點b(0，-r)為標定球21下頂點，l1l2為第一光幕傳感器測量光幕14，l1s1為第一光幕傳感器測量光幕14被標定球21遮擋的光幕，s1l2為第一光幕傳感器測量光幕14的透射光幕。

本發(fā)明的應用實例中，待測對象為7個不同規(guī)格工業(yè)機器人關節(jié)減速器偏心軸工件，最小規(guī)格工件有最小軸徑為12mm，最大規(guī)格工件有最大軸徑為46mm，要求測量精度±1μm。

以上內容僅為說明本發(fā)明的技術思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發(fā)明權利要求書的保護范圍之內。