[发明专利]用于校准多轴计量系统的几何形状的方法

权利要求书

1.一种用于校正和对准计量系统的方法，其中所述计量系统包括多轴机械定位系统和嵌入式波阵面测量量具，以便精确地确定系统的平动轴和转动轴之间的空间关系，所述方法包括下述步骤：

a)粗略地对准所述机械定位系统转动轴A，B和C以及所述各自的平动轴Z，Y和X，并且对所述转动轴设置标称零点；

b)将所述嵌入式量具的主机架对准所述机械定位系统；

c)将所述嵌入式量具对准所述A转动轴(主轴)；

d)当如此对准时，确定在所述转动轴之间的空间偏移；以及

e)精确地对准所述机器转动轴和所述各自的平动轴，以便对所述转动轴设置精确的零点。

2.根据权利要求1的方法，其中，步骤b)包括下述步骤：

a)选择聚焦元件；

b)将所述聚焦元件安装到所述嵌入式量具主机架上；

c)将所述聚焦元件对准所述量具主机架的光学轴线；

d)将具有至少一个曲线表面的测试零件安装到所述定位系统的主轴轴线上；

e)利用所述量具确定在所述主轴和所述量具光学轴线之间的任何未对准；以及

f)沿着所述机械定位系统的一个或多个平动轴移动所述测试零件，以便消除所述未对准。

3.根据权利要求2的方法，其中，所述聚焦元件是传动球，而所述嵌入式量具是斐索干涉仪。

4.根据权利要求2的方法，其中，所述确定步骤包括零件安装步骤。

5.根据权利要求1的方法，其中，所述嵌入式量具产生标称准直波阵面，并且其中步骤b)包括下述步骤：

a)在所述准直波阵面中安装光学平板；

b)将具有至少一个平坦表面的测试零件安装到所述定位系统的主轴轴线上；

c)利用所述量具确定在所述主轴轴线和所述波阵面准直方向之间的任何未对准；以及

d)移动所述机械定位系统的至少一个转动轴线，以便消除所述未对准。

6.根据权利要求5的方法，其中，所述嵌入式量具是斐索干涉仪。

7.根据权利要求5的方法，其中，所述确定步骤包括零件安装步骤。

8.一种用于确定机器主轴轴线相对于嵌入式量具的坐标系统的横向未对准度以及测试零件相对于所述主轴轴线的横向未对准度的方法，该方法用在包括多轴定位机器和处于准直模式的嵌入式波阵面测量量具的计量系统内，所述方法包括以下步骤：

a)将具有至少一个平坦表面的测试零件安装到所述定位机器的主轴轴线上，使测试零件暴露给所述量具波阵面，开口尺寸被完全包含在所述量具波阵面内；

b)在所述主轴轴线的多个旋转位置处测量所述零件表面；

c)从在每个主轴位置处的所述测量值中提取在量具坐标系统内的x-y坐标；

d)对所述x-y位置拟合圆；以及

e)确定所述圆的中心和半径坐标，以便分别提供所述主轴轴线相对于所述嵌入式波阵面测量量具坐标系统的所述横向未对准度以及所述测试零件相对于所述主轴轴线的所述横向未对准度。

9.一种用在计量系统中的方法，其中所述计量系统包括波阵面测量量具和零件定位装置，该零件定位装置具有至少一个转动轴和至少一个平动轴，所述方法用于通过计算所述一个转动轴和所述一个平动轴之间的对对准角度来对准所述一个转动轴和所述一个平动轴，所述方法包括以下步骤：

a)将测试零件安装到所述转动轴上；并且

b)获得在所述转动轴的多个位置处的所述测试零件表面的量具测量值；

c)用共焦地安装在平动轴的多个位置处的至少一个球面零件，在所述一个平动轴的多个不同位置处重复执行步骤a)和b)，以便产生代表在所述量具和所述转动轴之间的、且在垂直于所述一个转动轴的平面内的未对准的多项数值；

d)对所述多项量具未对准值相对于沿着所述平动轴的位置拟合直线；以及

e)计算在所述平面内、所述一个转动轴偏离所述一个平动轴的所述未对准角，其等于所述直线拟合的斜率的反正切。

10.根据权利要求9的方法，其中，利用多个具有不同半径的球面测试零件执行步骤c)。

11.根据权利要求10的方法，其中，利用带有多个底座的一个球面测试零件来执行步骤c)，其中所述多个底座具有不同的厚度。