[发明专利]一种用于关节式坐标测量机的精度标定板

说明书

技术领域

本发明涉及三维坐标测量领域，具体涉及一种用于关节式坐标测量机的精度标定板。

背景技术

目前，精密测量领域常用关节式三坐标测量机对直线坐标、平面坐标以及空间三维尺寸进行测量，可以测量球体直径、球心坐标、曲线曲面轮廓、各种角度关系以及凸轮、叶片等复杂零件的几何尺寸和形状位置误差。高精度三坐标测量机通常要求μm量级的精度，因此在使用前需要进行标定。

用于标定关节式坐标测量机结构参数的方法有很多种。这些已有方法，通常都是将待标定测量机放置在更高精度坐标测量仪器（如正交三坐标测量机、全站仪等）的测量空间中。在此测量空间中有两个坐标系，一个是由高精度坐标测量仪器提供的标准坐标系，另一个是待标定机坐标系。测量时需由高精度坐标测量仪器建立两种坐标系的变换关系，即确定待标定机的原点位置；通过辅助设备固定或改变待标定机的关节角度，从而获得待标定机各种空间姿态，对于每一个姿态，除了测头在待标定坐标系中的测头坐标，还有测头在标准坐标系中的坐标值；通过测头在两种坐标系下的坐标值，可获得各个姿态下的误差数据，采用相应计算方法获得待标定机的误差参数。上述方法能够实现结构参数的辨识，但它们的实现都依赖于标定时的高精度测量设备，无法做到现场标定；同时这些方法大多使用传统数值分析方法（如最小二乘法，奇异值分解法）获得解析解，这就需要经过数倍于求解参数个数的反复测量，操作繁琐，并且这类方法对初值要求高，在初值选取不合适的情况下，经常只能获得局部解，影响测量机的测量精度。

针对上述标定技术中存在的问题，需要一种简便、易于操作的标定设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于关节式坐标测量机的精度标定板，所述标定板的正面具有多组直径不同并且深度不同的锥孔，每组锥孔中的每一个具有相同直径并且相同深度，各个锥孔在整个标定板平面上均匀分布，并且没有三个相同直径和深度的锥孔布置在同一条直线上，所述锥孔构造成能够使测头稳定座放其中。

优选的，所述标定板用花岗岩制的。

优选的，所述标定板包括能够稳定放置在锥孔中的钢制标准球。

优选的，所述标定板的背面包括多个凹入部。

优选的，所述标定板锥孔的锥尖并非封闭的，而是具有穿通到背面的穿孔。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1概要示出关节式柔性坐标测量机与专用标定板的工作状态示意图。

图2a为本发明具体实施方式中所采用的专用标定板的正面视图。

图2b为本发明具体实施方式中所采用的专用标定板的反面视图。

图3为本发明具体实施方式中所采用的专用标定板的正面视图。

图4为图3沿Ａ－Ａ方向的剖面图。

图5为图4中区域B的放大图。

图6为本发明具体实施方式中所采用的专用标定板的反面视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

针对本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

下面参考附图，对本发明的具体实施方式进行说明。

如图1所示，关节式坐标测量机类似仿人手机械臂，但对测量位姿没有要求，因此对同一个测量点，可以采用任意姿态进行测量，这样就可以得到任意组测头坐标，由于误差的存在，使得这些测头坐标并不能完全相同，这被称之为测量机的重复性误差。目前，衡量关节式坐标测量机的精度标准即采用重复性精度和测长精度。本实施方案充分考虑了关节式坐标测量机这一特点，对同一测量点采用不同姿态多次测量，同时为了满足空间误差分布规律，对不同位置的多个点进行测量，并将同一标定板上的测量点之间的点距作为测长精度的计算依据。如此，本发明同时考虑了关节式坐标测量机的重复性精度和测长精度。