[發明專利]一種基于誤差與變異規律的三坐標測量機誤差測量方法

有效

• 申請號: 201810988135.1
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN108801193B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 李文龍;楊靜萍
• 申請（專利權）人: 大連民族大學
• 主分類號: G01B21/04
• 分類號: G01B21/04
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 李猛

一種基于誤差與變異規律的三坐標測量機誤差測量方法，屬于三坐標測量機的精度評定技術領域。包括以下步驟：(1)建立誤差變異理論模型；(2)在a,b,c三個面上分別鎖定Z、X、Y坐標軸，沿兩條其他坐標軸方向上的直線測量多個測量點坐標，將多個測量點坐標形成的曲線擬合為擬合直線，以形成測量與數據處理圖；(3)根據測量與數據處理圖對誤差變異理論模型進行變形，得到直線度誤差與垂直度誤差。本發明從誤差變異規律出發，通過簡單的標準立方體量塊和數值計算，進行三坐標測量機的快速誤差測定。

技術領域

本發明涉及三坐標測量機的精度評定技術領域，尤其涉及一種基于誤差與變異規律的三坐標測量機誤差測量方法。

背景技術

三坐標測量機通過接觸測量的方式，獲得接觸點的空間坐標信息，反映零件的實際制造尺寸以及表面平面度等信息，廣泛的應用于實驗室科學研究和工業生產中；三坐標測量機的規格很多，但基本組成大致相同，主要由測量機主體、測量系統、控制系統和軟件系統組成；測量機主體的運動部件包括沿X軸移動的主滑架、沿Y軸移動的副滑架和沿Z軸移動的副滑架三個運動導軌，三坐標測量機的X、Y、Z運動導軌相互垂直，可測量出空間范圍內各測量點的坐標位置，將這些測量點的坐標經過計算處理，擬合形成測量元素，如圓、球、圓柱、圓錐、曲面等，經過數學計算得出其形狀、位置公差及其他幾何量數據；所以三坐標測量機就是進行點的采集、整理與計算的機器，因此，原始點采集的精確程度是誤差產生的根本原因，在用三坐標測量機進行工件幾何量測定之前，首先必須對三坐標測量機進行測頭精度的標定。

申請號為201810052472X、名稱為：“一種三坐標測量機的誤差調節裝置”的中國專利，公開了一種三坐標測量機的誤差調節裝置，包括水平方向上的誤差調節組件和豎直方向上的誤差調節組件，水平方向上的誤差調節組件至少包括X方向上的水平誤差調節組件、Y方向上的水平誤差組件中的一個；豎直方向上的誤差調節組件至少包括能夠實現對測量機頭的豎直方向上調節的粗調組件和微調組件。該發明的誤差調節裝置，其在水平方向上直接采用高精度滾輪的方式進行調節，而在豎直方向上，利用粗調和微調的雙重模式進行調節，調節精度高，粗調采用螺紋方式調節，調節速度快，微調采用磁致伸縮調節，調節進度高，但是這種調節方式未能考慮到誤差變異因素。

公開號為CN1055812A、名稱為“三坐標測量機21項機構誤差的一維球列測量法和測量裝置及裝置的自檢方法”的中國專利，提出在三坐標測量機上用安裝于測頭座上的磁性球座對置于測量空間的由一系列等間距鋼球組成的一維球列進行三維定位測量。通過自檢法即180°轉位法和平移法將測量讀數分離計算出一維球列的直線度誤差間距誤差。將一維球列在測量空間14個不同安裝位置獲得的測量讀數通過簡單的代數運算就可以得到測量機的21項機構誤差。該方法使用磁性球座和一系列鋼球進行三維定位測量，運算相對簡單，但操作復雜。

申請號為2013101067502、名稱為“一種三坐標測量機二維平臺誤差的高精度校正方法”的中國專利，公開了利用精度要求低于或等于待測三坐標測量機二維平臺的剛性柵格板作為輔助測量裝置,并根據測得的六位姿狀態下坐標測量機上各個標記點的坐標,運用基于最小二乘法的自校正算法將待測二維平臺誤差以及所使用的柵格板標尺誤差從原始測量數據中分離出來,由此可實現對三坐標測量機二維平臺的高精度校正。但是該方法涉及高維離差方程組的求解，運算量偏大。

發明內容

為解決現有的三坐標測量機誤差測量方法需要特殊的標定量塊或裝置，或者需要進行大量的數值計算的問題，本發明提供了一種基于誤差與變異規律的三坐標測量機誤差測量方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種基于誤差與變異規律的三坐標測量機誤差測量方法，包括以下步驟：

(1)建立誤差變異理論模型；