[發明專利]一種坐標測量機測量空間內空間誤差的檢驗方法

有效

• 申請號: 201810359359.6
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108534676B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 張寧;劉潤虎;黃璜
• 申請（專利權）人: 西京學院
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 郭秋梅

1.一種坐標測量機測量空間內空間誤差的檢驗方法，包括基座(1)安裝在測量機或數控機床的水平工作臺(2)上，測桿(3)一端通過三個精密鋼球架(4)支撐在基座頂端的精密紅寶石球(5)上，形成一精密軸承(6)，測桿(3)另一端固定一精密球(7)，并通過測量叉(8)與探測頭(11)前端的探針(9)形成另一個動態精密軸承(10)，所述的測量空間內空間誤差的檢驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)以操縱桿的方式測量基座(1)上樣品球心的坐標；

2)讓計算機控制測頭(11)按預定路徑到達測量位置，控制探針(9)沿徑向觸發測桿(3)另一端的精密球，坐標測量機將自動記錄觸發位置的坐標值，測量值對R₀的偏離即表示該測量位置的空間誤差值，測桿的長度不同可以適應不同測量范圍的需求；

3)將檢查規安裝在測量機空間內0°及45°的3個圓，每個圓每隔45°測量一個點，從半徑測量值中得到所測范圍的空間誤差，通過對空間誤差測算方式的分析得出，在與3個坐標軸夾角均為45°的平面內進行測量，對3個坐標軸的各項誤差均敏感，讓檢查規按此平面與檢查規旋轉的多半球相交得到的曲線軌跡運行，同樣每隔45°測量一個點，將一次性完成對三坐標測量機以基座(1)固定點為中心、以桿長(3)為半徑的多半球范圍的空間誤差的測量；

4)為準確測量空間曲線，須編制控制程序，使測量機按預定路徑運動到測量位置，為便于編程，首先求出空間曲線在xy平面上的投影，求出此投影的參數方程，再帶入空間曲線的方程中去，即可求得空間曲線的參數方程，步驟如下：

a、坐標系的變換矩陣

坐標系O'X'Y'到坐標系OXY的轉軸矩陣為:

式中，H為半徑矢量與O'X'軸的夾角；

b、曲線軌跡的推導

空間曲線L的方程為

式中，R₀為轉臂的長度；

通過坐標變換矩陣(1)和曲線L的方程式(2)，得到L的參數方程為：

式(3)即為Renishaw檢查規檢驗坐標測量機空間誤差的數學公式，在測量時，令Φ從0°遞增到360°，得到空間曲線的一系列坐標，控制坐標機按這些坐標運動，即可完成測量。