[發明專利]一種軌道板及其制備模具平面度的檢測系統及方法

有效

• 申請號: 202011048596.4
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112254696B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 姜志超;辛麗;李澤陽;王常輝;王詩宇;竇冬洋;張強
• 申請（專利權）人: 沈陽中科數控技術股份有限公司
• 主分類號: G01B21/30
• 分類號: G01B21/30
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.一種軌道板及其制備模具平面度的檢測方法，基于一種軌道板及其制備模具平面度的檢測系統實現，包括桁架以及設置在桁架上的待測件放置板、直角坐標機器人(1)、基準標定平面(3)和距離傳感器組件(2)；

其中，所述直角坐標機器人(1)包括：機器人本體、直角三角塊、X軸導軌及Y軸導軌；所述機器人本體與Y軸導軌滑動連接，所述X軸導軌有兩條，且平行安裝在桁架上；所述Y軸導軌兩端通過滑塊與X軸導軌滑動連接；所述直角三角塊的直角面A與機器人本體底部鉸接，直角三角塊的直角面B與地面平行設置，所述機器人本體可以帶動直角三角塊在X導軌和Y導軌構成的活動區域內移動；

所述基準標定平面(3)平行于直角三角塊的直角面B，且通過支架安裝在桁架上；所述待測件放置板平行于基準標定平面(3)，且與支架底面鉸接；所述直角三角塊上設有距離傳感器組件(2)；

所述距離傳感器組件(2)包括多個傳感器，所述傳感器為用于檢測傳感器至軌道板之間高度值的距離傳感器；

所述距離傳感器安裝在直角三角塊側面上，任意兩個相鄰的兩距離傳感器的測距頭之間的距離相同，使距離傳感器的掃描步長與安裝距離相同，其特征在于，包括以下步驟：

(1)機器人本體帶動距離傳感器組件(2)運動至基準標定平面(3)正上方，調節每個傳感器測定的高度相同；

(2)將待測軌道板運送至待測件放置板上；

(3)機器人本體帶動距離傳感器組件(2)沿設定軌跡運動，將距離傳感器組件(2)實時測量的采樣點數據，設初始位置X₀＝0，Y₀＝0為基準點，通過工控機進行誤差分離，得到傳感器測距頭Z方向采樣點的實際采樣值Z；

(4)設定被測平面為m行n列的網格狀平面，設定坐標(i，j)為網格上的被測點，則傳感器在被測平面上的誤差分離后采樣值為Z，即Z_ij；建立傳感器測距頭Z方向的采樣值與X軸和Y軸之間的數學函數，并將該數學函數轉化為測距頭Z方向的采樣值的矩陣；

(5)根據最小二乘法估計矩陣中的參數α，得到被測平面測量值Z_ij的回歸值對應的評定基準模型；根據傳感器測距頭Z方向采樣點的采樣值Z_ij，結合x軸，y軸坐標值上傳至工控機得到最小二乘平面方程；

(6)通過最小二乘平面方程對評定基準模型進行擬合，得到各采樣點的數據距離最小二乘平面的正方向及負方向距離最小二乘平面的距離；

(7)根據正方向及負方向距離最小二乘平面的距離得到被測平面的平面度誤差。

2.根據權利要求1所述的一種軌道板及其制備模具平面度的檢測方法，其特征在于，步驟(3)中，所述通過工控機進行誤差分離，得到傳感器測距頭Z方向采樣點的采樣值Z，具體為：

誤差分離分析如下：設四個傳感器A，B，C，D在位置i處測得數值為S_Ai，S_Bi，S_Ci，S_Di，測量時，設初始位置X₀＝0，Y₀＝0，(X₀，Y₀)為網格點中的基準點，作為基準點，通過移動導軌位置對工件掃描一次同時分離出被測平面直線誤差和導軌直線運動誤差，具體誤差分離如下：

被測平面誤差X_i的誤差分離表達式為：

導軌直線運動誤差Y_i的誤差分離表達式為：

其中，X_i是導軌運動到位置i時與初始點的差值；Y_i為被測工件在位置i時與初始位置的差值；k為測量組件總計移動次數。