[发明专利]一种关节臂式坐标测量机的零位标定方法

摘要

发明涉及一种关节臂式坐标测量机的零位标定方法，需要在关节臂式测量机装置上进行，所述的方法需要建立坐标系，x轴与REVO测头x向运动轴线平行，z轴与REVO测头z向运动轴线平行，y轴垂直于x轴和z轴，所述的方法首先确定标定关节臂的零位，然后根据关节臂的零位再确定REVO测量头绕B轴转动的零位，最后在前两个零位确定的基础上再确定REVO测量头绕x轴转动的零位，本发明应用于测量零件前的零位标准的确定，只有规定了各个运动的零位，才能实现测量机对零件的标准测量，因此，对坐标测量机各轴零位进行准确标定是实现零件原位精确测量的先决条件。

主权项

1.一种关节臂式坐标测量机的零位标定方法，在如下装置进行：装置由REVO测头、关节臂、z向运动部件、x向运动部件、误差补偿系统、数据处理与控制计算机和电动机组成，其中z向运动部件包括z向滑板和z向导轨座，x向运动部件包括x向滑板和x向导轨座；REVO测头安装在关节臂的前端，REVO测头上的两个回转体分别可绕着A轴或者B轴旋转运动；关节臂可以沿着关节臂旋转轴做旋转运动，转过的角度由轴系上的测角系统测得；所述的关节臂的旋转轴的底座固定在z向滑板上，z向滑板上的两个滑块与z向导轨座导轨构成了z向直线运动体系，z向滑板上设置有光栅尺，z向导轨座上设置有读数头，利用光栅尺与读数头读出z向滑板相对于z向导轨的移动量，在计算机的控制下，电动机经过其减速箱和丝杆带动z向滑板移动到所需位置；所述的z向导轨座固定在x向滑板上，x向滑板上的两个滑块与x向导轨座导轨构成了x向直线运动体系，x向滑板设置有光栅尺，x向导轨座上设置有读数头，利用光栅尺与读数头读出x向滑板相对于底座的移动量，在计算机的控制下，电动机经过其减速箱和丝杆带动x向滑板移动到所需位置；建立坐标系，x轴与x向运动轴线平行，z轴与z向运动轴线平行，y轴垂直于x轴和z轴,在测头的测量平面上放置一个方箱，所设置的方箱为四个面为标准平面的理想方箱；其特征是，所述的关节臂式坐标测量机的零位标定方法包括下列步骤：第一步，按照如下方法确定关节臂的零位标定，定义关节臂的轴线与REVO测头的B轴轴线所确定的平面与x运动方向平行时，关节臂的位置为关节臂的零位，标定方法如下：首先调整方箱的位置，只移动坐标机的x轴和z轴，使用REVO测头测量理想方箱一个标准平面上测得不同位置的三个点，调整方箱的位置，直到测量该平面上的任意三个点时，REVO测头B轴角度读数相同，此时该被测平面与xoz平面平行；然后将一直尺靠在方箱的一个侧面上，假定直尺与方箱都为理想量具，则直尺代表的直线与x轴垂直，旋转关节臂，保持REVO测头的B轴和A轴不动，利用测角系统，REVO测头在直尺上测量点M，此时关节臂的角度读数为旋转关节臂取对称点N,关节臂的角度读数为因为三角形MNP为等腰三角形，则关节臂的零位点第二步，按照如下方法确定REVO测量头绕B轴转动的零位标定，定义REVO测头的探针处在B轴的轴线与关节臂转轴轴线所确定的平面上时为REVO测头绕B轴转动的零位，REVO测头绕B轴转动的零位标定在关节臂零位标定的基础上进行，标定方法如下：(1)把关节臂调整为零位；(2)调整方箱使方箱的一个标准平面与xoz面平行，REVO测头在这个平面上测量点A,记下此时B轴角度读数θ₁，绕B轴旋转REVO测头，在这个平面上取对称点B，此时B轴角度读数为θ₂，因为三角形OAB为等腰三角形，且标准平面与x方向平行，则有：∠BOC=∠COD=(θ₂-θ₁-180°)／２   ②B轴的零位计算公式为：θ＝（θ_２＋θ_１－１８０°）／２   ③即是REVO测头绕B轴转动的零位；第三步，按照如下方法确定REVO测量头绕A轴转动的零位标定，定义REVO测头绕A轴转动到探针与测头的B轴的轴线同轴位置时为REVO测头绕A轴转动的零位，REVO测头绕A轴转动的零位标定在关节臂零位标定与REVO测头绕B轴转动的零位标定的基础上进行，标定方法如下：(1)把关节臂调整为零位；(2)把REVO测头调整到绕B轴转动的零位；(3)调整方箱位置，使REVO测头在方箱的一个平面上测量点A,REVO测头x示数为δ_A，REVO测头绕B轴旋转180°到点B，调整方箱位置，使REVO测头在这个平面上测量点B,此时REVO测头x示数为δ_B，如图8所示，REVO测头在ｘ方向移动的距离δ为：δ=δ_A-δ_B   ④在三角形OAB中：cosθ=(2a²-δ²)／２a²   ⑤联立(4)(5)式得θ=cos^-1((2a²-(δ_A-δ_B)²)／２a²)   ⑥REVO测头绕A轴旋转θ／２完成绕A轴转动的零位标定。