[發(fā)明專利]圓柱坐標測量機轉臺誤差辨識與補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010517197.1
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111678471B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 張旭;楊康宇;朱利民
• 申請（專利權）人: 無錫身為度信息技術有限公司
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00;G01B11/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;屠志力

1.一種圓柱坐標測量機轉臺誤差辨識與補償方法，其特征在于，包括：在轉臺中心建立轉臺坐標系，根據轉臺幾何誤差變換矩陣，采用回轉軸校準裝置、激光干涉儀和球桿儀對6項幾何誤差進行辨識，操作過程如下：

在轉臺中心建立轉臺坐標系O-X_RY_RZ_R，轉臺旋轉角度θ時，對應的轉臺幾何誤差變換矩陣為：

以下分兩步對圓柱坐標測量機轉臺的六項幾何誤差辨識：六項幾何誤差分別為回轉軸X、Y、Z三個方向的平動誤差δ_xc、δ_yc、δ_zc和X、Y、Z三個方向的轉動誤差ε_xc、ε_yc、ε_zc；

a)采用回轉軸校準裝置和激光干涉儀配合使用對誤差項ε_zc進行辨識；

b)采用兩個高度下的球桿儀安裝位置共五種姿態(tài)辨識其余五項幾何誤差；

經過以上兩步，獲得離散的角度六項幾何誤差表后，對于任意一個旋轉角度α，首先根據周期性調整到0到360°范圍記為β，然后查找與β最近的兩個離散角度θ，利用線性插值獲得α角度對應下的六項幾何誤差。

2.如權利要求1所述的圓柱坐標測量機轉臺誤差辨識與補償方法，其特征在于，步驟a的具體過程為：

步驟a1，在轉臺上安裝回轉軸校準裝置，將回轉軸校準裝置安裝在轉臺中心，并進行固定；

步驟a2，放置激光干涉儀，使得激光干涉儀和回轉軸校準裝置在同一高度，然后在回轉軸校準裝置和激光干涉儀之間放干涉鏡，校準光路；

步驟a3，啟動配套校準軟件，與回轉軸校準裝置通訊，控制轉臺按一定角度θ旋轉，順時針旋轉360°，再逆時針旋轉360°；

步驟a4，實時采集數據，將同一角度θ下的數據取平均值得到該角度下的ε_zc，至此，轉臺的誤差項ε_zc辨識完成。

3.如權利要求1所述的圓柱坐標測量機轉臺誤差辨識與補償方法，其特征在于，步驟b的具體過程為：

步驟b1：將球桿儀安裝在轉臺中心，并與Z軸平行，設球桿儀轉臺端球初始位置坐標為P₁＝(0 0 z₁)；對于每個角度θ_j，根據旋轉軸幾何誤差建模，可得理論對應點坐標和實際坐標點與P₁的關系分別為：

由上得：

因此，將球桿儀分別沿X軸，Y軸，Z軸方向安裝，獲得球桿儀轉臺端球高度z₁下三方向的誤差e_x1、e_y1、e_z1，能夠得到δ_zc＝e_z1；

步驟b2，增加球桿儀轉臺端球的高度，記為z₂，仍然位于回轉軸中心線上，將球桿儀分別沿X軸，Y軸方向安裝，對于每個角度θ_j，獲得球桿儀轉臺端球高度z₂下X軸和Y軸方向的誤差e_x2和e_y2：

步驟b3，對于每個角度θ_j，聯立以上式子(2)-(5)求得該旋轉角度下其余五項幾何誤差為：