[发明专利]一种数控装置末端位置实时测量系统和测量方法

权利要求书

1.一种数控装置末端位置实时测量系统，是由数据采集装置、连接适配器、数控装置和计算机终端组成的，其特征在于：所述的连接适配器固定到所述的数控装置的末端执行器的适当位置，所述的数据采集装置的两个拉线端子连接到所述的连接适配器上，所述的数据采集装置通过数据线与计算机终端连接；

所述的数据采集装置是由装置基座、水平调节装置、装置箱体、两个拉线编码器底座、两个拉线编码器、数据采集卡和两个水平仪组成的，所述的水平调节装置的下端固定在所述的装置基座上，所述的水平调节装置的上端与所述的装置箱体固定连接，所述的两个拉线编码器底座位于所述的装置箱体的内部，通过螺栓与所述的装置箱体连接，所述的两个拉线编码器底座保持一定的安装间距，所述的两个拉线编码器固定在所述的两个拉线编码器底座上，所述的两个拉线编码器的出线端保持同一方向，所述的装置箱体上位于所述的两个拉线编码器出线端的一侧开有两个出线孔，所述的两个出线孔使得所述的两个拉线编码器的出线端伸出所述的装置箱体一段距离，所述的数据采集卡固定在所述的装置箱体的内部适当位置处，所述的两个拉线编码器的数据线分别连接到所述的数据采集卡上，所述的两个水平仪固定在所述的装置箱体的上表面，且保证所述的两个水平仪的中心线垂直。

2.如权利要求1所述的连接适配器，其特征在于，所述的连接适配器具有特殊结构，使得所述的两个拉线编码器的拉线端子与所述的连接适配器的连接点在同一平面内。

3.一种数控装置末端位置实时测量方法，其特征在于，具体步骤如下：

a.将数据采集装置放置在数控装置周围不影响其工作的合理位置处，调节水平调节装置，并观察水平仪，将数据采集装置调至水平；

b.将连接适配器固定到数控装置的末端执行器上的合理位置处，将两个拉线编码器的拉线端子与连接适配器连接，通过数据线将数据采集装置与计算机终端连接；

c.操控数控装置运动到同一平面内的两个确定的位置，分别测得在数控装置基坐标系下这两个固定位置的坐标值，同时通过数据采集装置将在这两个位置处的拉线编码器的数据发送到计算机终端；

d.两个拉线编码器的出线端中心之间的距离在装配时已经测得，通过计算机终端处理两个拉线编码器的数据可以得到相应的拉线长度，即由两个拉线编码器的出线端中心和连接适配器与拉线端子的连接点所组成的三角形的三条边已经确定；

e.通过余弦定理计算出上述两个固定位置在数据采集装置确定的坐标系下的坐标值；

f.通过步骤a-e可以得到两个固定点在数控装置的基座标系和数据采集装置确定的坐标系下的坐标值，然后计算出数据采集装置确定的坐标系与数控装置基坐标系之间的变换矩阵；

g.操纵数控装置在上述平面内运动，通过数据采集装置实时采集两个拉线编码器数据，通过计算机终端计算出末端执行器在数据采集装置确定的坐标系下的坐标值；

h.利用步骤f得到的变换矩阵，通过计算机终端求得末端执行器在数控装置基座标系下的坐标值。

4.如权利要求4所述的数据采集装置确定的坐标系，其特征在于，所述的数据采集装置确定的坐标系的建立应该遵循以下原则：

以其中一个拉线编码器的出线端中心为坐标原点，以两个拉线编码器的出线端中心的连线为Xj轴，以从原点处的拉线编码器到另一个编码器移动的方向为Xj轴的正方向。