[發明專利]基于面型基準的轉臺轉角誤差檢測方法

有效

• 申請號: 201810184500.3
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108444433B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 張海濤;馮偉;喬鐵柱;劉芳宇;郝曉麗
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01B21/22
• 分類號: G01B21/22
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發明基于面型基準的轉臺轉角誤差檢測方法，屬于轉臺轉角誤差檢測技術領域；所要解決的技術問題是提供了一種能夠在轉臺任意位置實現對轉臺分度誤差進行連續檢測的高精度檢測方法；技術方案為：檢測裝置包括一個平面度不大于2微米的基準平面；檢測方法為將該檢測裝置放置于分度轉臺上并固定在分度轉臺的初始位置，使用測量設備測量檢測裝置的基準平面上任意不重合的至少五個點，根據這些點的坐標值擬合平面，并計算出平面的法向量將分度轉臺轉動到一定角度，計算出平面的法向量法向量與法向量之間的夾角與分度轉臺轉動前后名義運動角度相減；本發明可廣泛應用于轉臺轉角誤差檢測領域。

技術領域

本發明基于面型基準的轉臺轉角誤差檢測方法，屬于轉臺轉角誤差檢測技術領域。

背景技術

隨著先進制造技術的發展，分度轉臺已被廣泛應用于多軸數控機床、坐標測量機以及裝配線等工業領域，以實現工件或者刀具(測頭)的定向與定位。分度轉臺的運動精度對于加工或者測量至關重要，提高分度轉臺的運動精度，對于提高加工和測量精度，保證產品質量，具有重要意義。

目前的研究成果及產品中，常用的分度轉臺轉角誤差檢測方法主要有以下幾種：

1、激光干涉儀與多面棱體組合的方式。此種檢測方法主要局限于多面棱體的面數，只能檢測出多面棱體最小分度角度下的轉臺轉角誤差。

2、通過使用一個高精確性、高重復性的參考轉臺，標定時目標轉臺順時針旋轉，參考轉臺逆時針旋轉相同的角度。此種檢測方法可以實現在360°范圍內對轉臺分度誤差進行連續標定，精度很高，但是檢測效率較低且成本昂貴。

3、使用激光跟蹤儀檢測轉臺上不共線的三個點的空間坐標，根據所建立的轉臺系統誤差模型，求解方程組，獲得轉臺系統誤差的解析表達式。此種檢測方法成本昂貴，效率很低，而且精度有待考證。

鑒于以上檢測方法的不足，發明一種能夠在轉臺任意位置實現對轉臺分度誤差進行連續檢測的高精度檢測方法，彌補現有檢測儀器和方法的不足，實現以較低的經濟成本有效地提高分度轉臺的運動精度，就顯得格外重要。

發明內容

本發明基于面型基準的轉臺轉角誤差檢測方法，克服了現有技術存在的不足，提供了一種能夠在轉臺任意位置實現對轉臺分度誤差進行連續檢測的高精度檢測方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種基于面型基準的轉臺轉角誤差檢測方法，包括以下步驟：

S1.取一個長方體作為檢測裝置，該長方體的一個表面設置成平面度不大于2微米的基準平面，將該檢測裝置放置于分度轉臺上并進行固定，基準平面不與分度轉臺的表面平行，確保該檢測裝置在檢測的過程中不會發生移動；

S2.在分度轉臺的初始位置，使用測量設備測量檢測裝置的基準平面上任意不重合的至少五個點，根據這些點的坐標值擬合平面，并計算出平面的法向量

S3.分度轉臺轉動到一定角度，使用測量設備測量檢測裝置的基準平面上任意不重合的至少五個點，根據這些點的坐標值擬合平面，并計算出平面的法向量

S4.將法向量與法向量之間的夾角與分度轉臺轉動前后名義運動角度相減，得到分度轉臺轉動前后的轉角誤差。

進一步，所述測量設備為三坐標測量機。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果。

1、本發明方法能夠在任意位置實現對分度轉臺的轉角誤差進行檢測，突破了傳統檢測方法受檢測裝置最小分度的限制；

2、本發明方法采用在轉臺轉動前后測量同一個基準面，將角度的測量轉化為平面的測量，降低了對測量設備要求，極大地降低了成本；