[发明专利]圆柱坐标测量机转台误差辨识与补偿方法

权利要求书

1.一种圆柱坐标测量机转台误差辨识与补偿方法，其特征在于，包括：在转台中心建立转台坐标系，根据转台几何误差变换矩阵，采用回转轴校准装置、激光干涉仪和球杆仪对6项几何误差进行辨识，操作过程如下：

在转台中心建立转台坐标系O-X_RY_RZ_R，转台旋转角度θ时，对应的转台几何误差变换矩阵为：

以下分两步对圆柱坐标测量机转台的六项几何误差辨识：六项几何误差分别为回转轴X、Y、Z三个方向的平动误差δ_xc、δ_yc、δ_zc和X、Y、Z三个方向的转动误差ε_xc、ε_yc、ε_zc；

a)采用回转轴校准装置和激光干涉仪配合使用对误差项ε_zc进行辨识；

b)采用两个高度下的球杆仪安装位置共五种姿态辨识其余五项几何误差；

经过以上两步，获得离散的角度六项几何误差表后，对于任意一个旋转角度α，首先根据周期性调整到0到360°范围记为β，然后查找与β最近的两个离散角度θ，利用线性插值获得α角度对应下的六项几何误差。

2.如权利要求1所述的圆柱坐标测量机转台误差辨识与补偿方法，其特征在于，步骤a的具体过程为：

步骤a1，在转台上安装回转轴校准装置，将回转轴校准装置安装在转台中心，并进行固定；

步骤a2，放置激光干涉仪，使得激光干涉仪和回转轴校准装置在同一高度，然后在回转轴校准装置和激光干涉仪之间放干涉镜，校准光路；

步骤a3，启动配套校准软件，与回转轴校准装置通讯，控制转台按一定角度θ旋转，顺时针旋转360°，再逆时针旋转360°；

步骤a4，实时采集数据，将同一角度θ下的数据取平均值得到该角度下的ε_zc，至此，转台的误差项ε_zc辨识完成。

3.如权利要求1所述的圆柱坐标测量机转台误差辨识与补偿方法，其特征在于，步骤b的具体过程为：

步骤b1：将球杆仪安装在转台中心，并与Z轴平行，设球杆仪转台端球初始位置坐标为P₁＝(0 0 z₁)；对于每个角度θ_j，根据旋转轴几何误差建模，可得理论对应点坐标和实际坐标点与P₁的关系分别为：

由上得：

因此，将球杆仪分别沿X轴，Y轴，Z轴方向安装，获得球杆仪转台端球高度z₁下三方向的误差e_x1、e_y1、e_z1，能够得到δ_zc＝e_z1；

步骤b2，增加球杆仪转台端球的高度，记为z₂，仍然位于回转轴中心线上，将球杆仪分别沿X轴，Y轴方向安装，对于每个角度θ_j，获得球杆仪转台端球高度z₂下X轴和Y轴方向的误差e_x2和e_y2：

步骤b3，对于每个角度θ_j，联立以上式子(2)-(5)求得该旋转角度下其余五项几何误差为：