[发明专利]一种REVO测头AB轴垂直度误差标定方法

说明书

本发明一种REVO测头AB轴垂直度误差标定方法，属于精密测试及仪器技术领域；提供了能够在非正交式三坐标测量机下应用的REVO测头AB轴垂直度误差标定方法；包括下列步骤：在水平面上放置一个方箱；调整测头AB轴中心相对方箱的位置；保持测量机三个主轴静止不动，在A轴不同角度下运动B轴探测方箱的一个表面；通过最小二乘拟合方法，拟合出A轴轴线相对于探测面的方向；在B轴不同角度下运动A轴探测方箱与该表面垂直的另一个表面；通过最小二乘拟合方法，拟合出B轴轴线相对于探测面的方向；根据A轴轴线与B轴轴线相对于方箱两个相互垂直表面的方向，计算AB轴垂直度误差，重复上述标定过程直至满足标定精度要求；本发明用于测量。

技术领域

本发明一种REVO测头AB轴垂直度误差标定方法，属于精密测试及仪器技术领域。

背景技术

英国Renishaw公司推出的具备五轴测量能力的REVO五轴测量系统，代表着当今最先进的接触式坐标测量技术，由于其高效率、高精度的测量特性，其在汽车以及航空航天等领域得到了广泛的应用。

REVO五轴测量系统配备了专门的测头结构及误差参数标定程序，通过在三坐标测量机的工作台上安装标准球，然后执行配备的专门标定程序，即可实现测头结构及误差参数的高精度标定。然而，此标定程序只能应用于正交式三坐标测量机下，且要求测量机水平面内的行程至少大于REVO测头探针长度的两倍，竖直方向的行程大于探针长度，如REVO测头探针长度为250mm，则正交式三坐标测量机的行程至少为500mm×500mm×250mm。

随着数控加工效率和加工精度的提高，以及各种具有复杂形状和结构的关键零部件加工质量在线检测需求日益迫切，REVO五轴测量系统已开始被研究应用于非正交式三坐标测量机中。在非正交式三坐标测量机环境下，原系统专门针对正交式三坐标测量机配备的测头结构及误差参数标定程序已不再适用。AB轴垂直度误差的标定精度都会对系统的测量精度产生重要的影响，必须在新的测量机形式下，在使用REVO测头进行测量前，设计新的标定方法，对REVO测头AB轴垂直度误差进行标定。张国雄先生在“A study on machinecalibration techniques”论文中（Li X, Zhang G, Liu S, et al. A study on machinecalibration techniques[J]. CIRP Annals - Manufacturing Technology, 2013, 62(1):499-502.）提出了一种标定方法，但是在其所提出的标定方法中，测量机的三个运动轴都参与了运动，测量机三个运动轴的误差会对所标定参数的标定精度产生一定的影响。因此，发明一种REVO测头AB轴垂直度误差标定方法，在测量机三个运动轴保持静止的情况下，对REVO测头AB轴垂直度误差进行高精度标定，对于提高整个测量系统测量精度，保证产品质量，都具有重要意义。

发明内容

本发明一种REVO测头AB轴垂直度误差标定方法，克服了现有技术存在的不足，提供了能够在非正交式三坐标测量机下应用的REVO测头AB轴垂直度误差标定方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种REVO测头AB轴垂直度误差标定方法，用在REVO五轴测量系统中，包括以下步骤：

S1.方箱放置在水平面上，使测头A轴位于0°位置，移动测量机主轴X，利用探针测球探测方箱第一工作面P上一点，记录探测点的x向坐标值x₁；

S2.使测头A轴位于0°位置，移动测量机主轴Y，探测方箱第二工作面M上一点，记录探测点的y向坐标值y₁，移动测量机主轴X和主轴Y，将主轴X和主轴Y移动至位置；