[发明专利]校准三坐标测量机转台的方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种校准三坐标测量机转台的方法及装置，属于三坐标精密测量技术领域。本发明通过在转台转动到不同角度时拟合一已知尺寸的圆柱规得到圆柱模型，进而构建该圆柱模型的对称圆柱模型并确定该对称圆柱模型的对称中心线，最后根据该对称中心线校准转台的转台轴，该对称中心线是针对于整个圆柱模型的，相比于现有技术中通过探针测量转台旋转到不同角度时标准球的位置点，从而根据所测量的位置点构建垂直线来校准转台轴的方法可能因为探针两次测量的标准球的位置高度不一致，导致构建的垂直线有误差。

技术领域

本发明涉及三坐标精密测量技术领域，具体地涉及一种校准三坐标测量机转台的方法及装置。

背景技术

三坐标转台用于测量标准的回转体工件。当转台旋转时，工件的特征及测量坐标系都会围绕着转台轴旋转，因此三坐标所记录的转台轴的位置与其实际位置是否准确，直接影响着对工件测量的准确度。转台轴的位置包括转台轴相对于三坐标零点的位置以及相对于坐标轴的倾斜。日常检测中，需要经常校准转台轴的位置，校准就是重新定义转台轴的位置。目前校准转台的方法为标准球法：将一个形状精确的球(通常为校准测针用的标准球)固定在转台上，尽可能远离轴中心；使用主探针或其他经过校准的测针，先在标准球上测量一个位置点，然后将转台旋转一个角度，测量同一个高度的另一个位置点，利用所测量的位置点构建垂直线来校准转台轴。现有的方法存在以下缺点：

1.两次测量标准球位置点时的高度可能存在一定差异，导致构建的垂直线有误差；

2.三坐标的校准高度为用于校准的标准球的高度，在测量其他高度的特征时，转台轴的误差会随着垂直高度累积，并影响在其他高度测得的结果的准确性；

3.校准完成后，无法快速有效地验证转台轴测量的准确性。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种校准三坐标测量机转台的方法及装置，可实现三坐标测量机转台的校准及验证校准结果是否合格。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种校准三坐标测量机转台的方法，该方法包括：在转台转动到不同角度时拟合一已知尺寸的圆柱规得到圆柱模型；根据所述拟合得到的圆柱模型构建对称圆柱模型；确定所述对称圆柱模型的对称中心线；以及根据所述对称中心线，校准所述转台的转台轴。

可选的，所述拟合圆柱规得到的所述圆柱模型的高度能够覆盖整个所述转台的测量高度。

可选的，所述转台转动到不同角度时拟合得到的圆柱模型包括转台分别在0°时的圆柱模型Cy1和旋转180°时的圆柱模型Cy2。

可选的，在校准所述转台的转台轴之后，该方法还包括：利用已校准转台轴的三坐标测量机测得已知尺寸的圆柱规在一个截面的直径和圆度；及在所述测得的圆柱规在一个截面的直径和圆度与理论值的偏差在公差范围内时，确定转台轴的校准结果合格。

可选的，所述测量的圆柱规的截面所在的高度能够覆盖整个所述转台的测量高度。

另一方面，本发明提供一种校准三坐标测量机转台的装置，该装置包括：拟合模块，用于在转台转动到不同角度时拟合一已知尺寸的圆柱规得到圆柱模型；模型构建模块，用于根据所述拟合得到的圆柱模型构建对称圆柱模型；对称中心线确定模块，用于确定所述对称圆柱模型的对称中心线；以及校准模块，用于根据所述对称中心线，校准所述转台的转台轴。

可选的，所述由拟合模块拟合圆柱规得到的所述圆柱模型的高度能够覆盖整个所述转台的测量高度。

可选的，所述转台转动到不同角度时由所述拟合模块拟合得到的所述圆柱模型包括转台分别在0°时的圆柱模型Cy1和旋转180°时的圆柱模型Cy2。

可选的，该装置还包括校准结果验证模块，用于：利用已校准转台轴的三坐标测量机测得已知尺寸的圆柱规在一个截面的直径和圆度；在一个截面的直径和圆度与理论值的偏差在公差范围内时，确定转台轴的校准结果合格。