[发明专利]一种用于转台六项几何误差测量方法

说明书

本发明公开了一种用于转台六项几何误差高效测量方法，该方法利用一个十二面棱镜，两个激光二极管和两个位置传感器测量转台的三个角度量误差(EAC，EBC，ECC)；利用一个标准球，一个激光干涉仪，一个激光二极管和两个位置传感器测量转台的三个位移量误差(EXC，EYC，EZC)。在测量的过程中，测量装置同轴地固定在转台上，并且在转台的一次全周回转运动中，该测量方法能够将转台的六项几何误差一次性全部测量出来。本发明提供的转台六项几何误差高效测量方法能够有效地提高转台几何误差的测量效率。

技术领域

本发明涉及一种转台运动精度测量领域，尤其涉及一种用于转台六项几何误差高效测量方法。

背景技术

转台广泛应用于工业制造，精密测量等领域。转台的制造精度、装配精度以及控制精度会直接影响转台的运动精度。传统方法使用自准直仪，激光干涉仪，千分表，电感测微仪等组合系统实现转台精度的检定。然而对于转台六项几何误差的测量，传动方法避免不了测量效率低的劣势。

一种用于转台六项几何误差高效测量方法仅需要转台经过一次全周的回转运动就能够得到转台的六项几何误差，提高了测量效率。

发明内容

本发明的目的在于以高效率的形式测量转台的六项几何误差，提供了一种转台仅需要经过一次全周的回转运动就能够得到六项几何误差的测量方法。

一种用于转台六项几何误差高效测量方法，该测量方法分为两个测量步骤，第一是三个角度量误差的测量，第二是三个位移量误差的测量。三个角度量误差包括角定位误差ECC(ε_z)(angular position error)，绕X轴倾斜误差EAC(ε_x)(tilt motion around Xaxis)和绕Y轴倾斜误差EBC(ε_y)(tilt motion around X axis)；位移量误差包括X轴方向径向跳动误差EXC(δ_x)(radial motion in X direction)，Y方向径向跳动误差EYC(δ_y)(radial motion in Y direction)和轴向跳动误差EZC(δ_z)(axial motion)。

如图1所示，该测量方法中各部分光学元件的位置关系如下：

将十二面棱镜放在转台的端面上，十二面棱镜的轴线与转台的回转轴线同轴；标准球支杆用于支撑标准球，且同轴地固定在十二面棱镜上；第一激光二极管发出的激光束垂直透射过十二面棱镜一个面的中心，且照射在第一位置传感器的中心；第一激光二极管的中心轴线与第二激光二极管的中心轴线垂直，第二激光二极管发出的激光束垂直透射过十二面棱镜另一个面的中心，且照射在第二位置传感器的中心；第三激光二极管发出的激光束平行于第二激光二极管发出的激光束，且透射过第一分光镜与第一透镜的中心后，聚焦在标准球的中心。同时经由标准球反射回的激光束在被第一分光镜反射后，照射到第三位置传感器的中心；激光干涉仪发出的激光束平行于第一激光二极管发出的激光束，且透射过第二分光镜与第二透镜的中心后，聚焦在标准球的中心。同时经由标准球反射回的激光束在被第二分光镜反射后，照射到第四位置传感器的中心。

如图2所示，转台在回转的过程中，六项几何误差会使十二面棱镜的坐标系位置在空间发生变化。以十二面棱镜的中心为坐标原点，指向第一激光二极管的方向为X轴，指向第二激光二极管方向为Y轴，垂直十二面棱镜端面向上方向为Z轴。当转台回转θ角后，由于六项几何误差EAC(ε_x)，EBC(ε_y)，ECC(ε_z)，EXC(δ_x)， EYC(δ_y)和EZC(δ_z)的存在，导致坐标系XYZ的位置发生偏移，即X′Y′Z′位置。