[发明专利]一种基于射线簇的两个平面夹角的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及平面夹角测量领域，尤其涉及一种基于射线簇的两个平面夹角的测量方法。

背景技术

角度是最常见的几何量之一，角度测量技术按测量原理可以分为机械式、电磁式和光学方法测角等。

机械式测角的典型应用是多齿分度盘。使用多齿分度盘测量角度，准确度较高，但由于多齿分度盘的齿数不可能无限增加，因此细分受到限制。常用两组或多组分度盘叠放在一起利用差动法进行细分。多齿分度盘有着测量精度高、结构可靠、使用寿命长等优点，但差动多齿分度盘加工复杂、上下盘齿圈的同轴度较难保证。此外，其测量方式是手动测量，很难实现自动化。

电磁测角技术的主要应用是圆磁栅和感应同步器。利用圆磁栅测角时，圆磁栅与被测件同时旋转，通过静态或动态的磁头读出磁栅记录的磁信息，经过处理得到角度值。感应同步器测角时，利用电磁感应原理，将角位移量转换为数字脉冲信号输出。电磁测角方式不仅信号处理系统较复杂，而且测量方式为手动测量，不易于实现自动化。

光学测角方法包括圆光栅测角法、激光测角技术等。在实际应用中，针对不同的测量任务，采用适当的光学测角方法几乎都能取得十分理想的精度。圆光栅测角技术是最常用的测角技术之一，通过计算圆光栅转过的栅距数便可得到转角。圆光栅测角的优点是测量准确度高，稳定可靠，但安装时对心准确度要求高，动态测量时分辨力难以保证。激光测角技术有着非接触、测量精度高等优点，但常常需要搭建复杂的光路，这不仅使测角难度加大，更让整个测量系统变得庞大、复杂。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存下以下缺点和不足：

现有的角度测量方法往往存在测量系统复杂，且测量装置的安装、定位要求较高，并且难于实现自动化测量。

发明内容

本发明提供了一种基于射线簇的两个平面夹角的测量方法，本发明克服了上述几何量测量技术应用于平面夹角测量时的不足，实现了非接触、快速、准确地测出平面夹角，详见下文描述：

一种基于射线簇的两个平面夹角的测量方法，所述方法包括以下步骤：

将由射线源组成的非接触测量头固定在机床主轴上，调节测量射线与机床主轴的回转轴线垂直，使得非接触测量头置于第一平面、第二平面之间的任意位置；

获取第一出射点到第一平面、第二平面的距离，以及第一出射点的坐标(x1,y1)；

获取第二出射点到第一平面、第二平面的距离，以及第二出射点的坐标(x2,y2)；

通过第一出射点、第二出射点与第一平面、第二平面之间的距离以及两出射点之间的距离，获取第一平面和第二平面之间的夹角。

所述获取第一出射点到第一平面、第二平面的距离的步骤具体为：

测量射线绕第一出射点旋转，测量射线扫过第一平面和第二平面的最短测量线段，为第一出射点分别到第一平面和第二平面的距离。

所述获取第二出射点到第一平面、第二平面的距离的步骤具体为：

测量射线绕第二出射点旋转，测量射线扫过第一平面和第二平面的最短测量线段，为第二出射点分别到第一平面和第二平面的距离。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

测量安全性：接触式测量一般要求操作人员位于测量要素附近操作、读数或引导，很难实现自动测量。本方法采用的是非接触测量方式，由射线源组成的非接触测量头远离被测物表面，提高了测量的安全性。

测量精确性：当采用高精度激光位移传感器作为射线源时，能够快速、精确地测出被测物到传感器的距离。

操作便利性：本方法采用的基于非接触测量的测量装置，最大外形尺寸小于被测量，可方便进出测量位置。本方法测量两个平面夹角时，只需将测量射线置于两个待测平面间的任意位置，经两次测量，即可得到两平面的夹角。这种便利性是大多数接触式测量方法所不具备的。

可实现在机测量：将由测量射线源组成的非接触测量头安装在机床上，利用机床自身的运动执行机构，可实现在机、精密测量。

附图说明

图1为一种基于射线簇的两个平面夹角的测量方法的流程图；

图2为射线簇形成示意图；

图3为平面夹角测量原理图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

A：第一出射点；B：第二出射点；

1：测量射线；2：射线簇构成的测量平面；

3：第一平面 4：第二平面。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1