[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

一種坐標測量機測量空間內空間誤差的檢驗方法，利用基于Renishaw檢查規的一種定期檢驗坐標測量機或數控機床空間準確度的標準裝置，能夠一次測量出以固定點為中心的測桿長度范圍內的空間誤差值。

技術領域

本發明涉及一種空間誤差的檢驗方法，具體涉及一種坐標測量機測量空間內空間誤差的檢驗方法。

背景技術

隨著社會的進步，科技發展對產品質量提出了越來越高的要求，坐標測量機與數控機床是保證工件測量與加工精度的關鍵設備，空間誤差的測量方法有多種，如功能箱體法、空間球板法、激光干涉儀法等等，在這些測量方法中，功能箱體法需要建立標準實體，測量儀器昂貴，并且標定和復檢過程也很復雜，而使用雙頻激光干涉儀進行誤差檢測時，儀器價格昂貴，所需時間長，為了解決上述缺點，需要提出一種精度高，操作方便，測量時間短，即可一次完成對坐標測量機測量空間內空間誤差的檢驗方法。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種坐標測量機測量空間內空間誤差的檢驗方法，利用基于Renishaw檢查規的一種定期檢驗坐標測量機或數控機床空間準確度的標準裝置，能夠一次測量出以固定點為中心的測桿長度范圍內的空間誤差值。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種坐標測量機測量空間內空間誤差的檢驗方法，包括基座安裝在測量機或數控機床的水平工作臺上，測桿一端通過三個精密鋼球架支撐在基座頂端的精密紅寶石球上，形成一精密軸承，測桿另一端固定一精密球，并通過測量叉與探測頭前端的探針形成另一個動態精密軸承，所述的測量空間內空間誤差的檢驗方法，包括以下步驟：

1)以操縱桿的方式測量基座上樣品球心的坐標；

2)讓計算機控制測頭按預定路徑到達測量位置，控制探針沿徑向觸發測桿另一端的精密球，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固定點為中心、以桿長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。

本發明的有益效果是：