[发明专利]确定机床或测量机中的几何误差的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种确定机床或测量机中的几何误差的方法。

本发明优选地但不是排他地应用于测量机，为了简洁起见，随 后的描述参照测量机进行，但仅仅是以实例的方式。

背景技术

从WO2005/019769中可知道一种确定机器中几何误差的方法， 在该专利中操作机器以使测量空间中的背反射器(back-reflector) 沿着相对于坐标轴定向的三维网格(grid)移动，并接着获得网格 点。反射器被位于机器底座(machine bed)上且包括干涉仪的光学 跟踪装置或“激光跟踪器”跟踪；每个所获得的网格点与同激光源 相关联的预定参考点之间的实际距离由干涉测量法测量；如所知 的，这个距离可在不存在干涉仪的未知死路径(dead path)的情况 下被确定。

用跟踪器激光在测量机底座上的不同位置执行相同的操作次序。

根据机器的动力学模型，处理所获得的点的坐标以及由干涉仪 测得的距离，以计算机器的误差参数。

上面简要描述的已知方法具有如下缺点：需要极为精确的、因 此复杂、高成本的能够沿着激光束的方向变化进行连续的干涉测量 的激光跟踪器。

此外，对于激光跟踪器的每个位置，它引入了干涉仪的死路径、 以及激光跟踪器位置形式的额外未知量。

发明内容

本发明目的是提供一种确定笛卡尔机器中的几何误差的方法， 设计该方法以消除通常与已知方法相关的前述缺点。

根据本发明，提供了一种确定机床或测量机(该测量机包括用 于在测量空间内移动标靶的移动单元)中的几何误差的方法，该方 包括以下步骤：在测量空间内确定方向；利用移动单元将标靶沿着 所述方向移动到多个点；利用测量装置测量每个所述点距离沿着所 述方向定位的原点的横坐标；利用所述机器获得每个点的坐标；对 测量空间内的多个方向重复前述的步骤；以及根据测量装置测得的 横坐标和由所述机器获得的点的坐标来确定所述机器的误差参数。

附图说明

将参照附图，通过实例的方式描述本发明的优选且非限制性的 实施例，附图中：

图1示出了根据本方法操作的测量机和干涉仪测量装置；

图2示出了图1的干涉仪测量装置。

具体实施方式

图1中的标号1表示作为整体的测量机，该测量机包括：平的 底座2，该底座具有水平参考面3且用于支撑将被测量的物体(未 示出)，该水平参考面平行于一组三个的笛卡尔轴X、Y、Z中的两 个水平轴X、Y；以及移动单元4。

单元4包括：可沿着轴Y相对于底座2移动的桥接件(bridge) 5，并进而包括两个竖直件6和7，以及在竖直件6和7之间延伸且 平行于轴X的横向构件8。

单元4还包括：托架(carriage)9，托架安装至横向构件8且 可沿着轴X在横向构件8上移动；以及测量头部10，安装至托架9 并可沿着轴Z相对于托架9移动。

头部10的底端方便地安装有已知的双轴连接装置11，该双轴 连接装置用于定向地支撑使用中的探针(未示出)且方便地包括具 有垂直轴A(即，平行于轴Z)和水平轴B(即，平行于平面XY) 的双轴“肘节”。

为了根据本发明的方法来确定机器1的几何误差，连接装置配 备有包括背反射器12的标靶，该背反射器可以是任何已知类型的， 例如猫眼或三面直角棱镜。

根据本发明的方法还使用干涉仪测量装置13来实施，即，这 样一种仪器：它能够产生激光束14且使该激光束沿着可随两个转 动自由度(方位角和仰角)变化的方向而定向，并且利用干涉测量 法确定沿这个方向定位的背反射器相对于预定原点的横坐标。

装置13(图2)方便地包括已知的商用干涉仪15、以及具有两 个自由度的光束偏转器19。光束偏转器19可以通过已知的配备有 镜子17的读数器(indexing head)16限定，镜子接收由干涉仪15 产生的激光束14，并沿着由镜子17的方位限定的方向反射该激光束。

根据本发明的方法，装置13被连续地设定在机器1的测量空 间内的不同位置处；并且在装置13的每个位置中，沿着不同方向 连续地产生激光束14，下文中每个方向由可变下标j表示。

适当地选择装置13在测量空间内的连续位置的数目、以及从 每个位置产生的激光束的数目和方向，以覆盖整个测量空间，这在 随后将更详细地解释。