[发明专利]自动识别半径补偿方向的三坐标测量方法

摘要

本发明公开了自动识别半径补偿方向的三坐标测量方法。现有半径补偿方法都需要大量计算。本发明的具体步骤：在测头上用微阵列方式均匀布满面积极小的电容极板，单个极板的形状为正三角形或正方形；对测头上的电容极板阵列施加激励信号，当测头靠近金属被测物件时，金属被测物件与有正对面积的电容极板形成一对平板电容器，产生电容，同时不同大小的正对面积会产生不同大小的电容，根据产生电容的极板和产生电容的大小就可以计算出接触点所在位置，进而自动识别半径补偿方向。本发明在精度要求不高时，直接取输出电容值最大的电容极板作为接触点进行半径补偿，不需要计算；在精度要求较高时，通过计算反推接触点的精确位置。

主权项

1.自动识别半径补偿方向的三坐标测量方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：步骤一、在三坐标测量机的测量头上以阵列方式均匀布满电容极板，并分别记录每个电容极板在测量头上的位置；电容极板形状为正方形或正三角形；步骤二、电容元件的电容值计算：测量头上每个电容极板与金属被测物件均形成了一个电容元件；将测量头上的电容极板记为G，面积S的取值小于100μm²；将电容极板G投影到过电容极板G且与电容极板G在金属被测物件上的投影处切面平行的面上，形成投影电容极板G′；投影电容极板G′的面积为Scosθ，其中，θ为电容极板G与投影电容极板G′的夹角；根据电容值计算公式可得：其中，d表示投影电容极板G′与电容极板G在金属被测物件上的投影处切面的间隙，ε表示介电常数；步骤三、判断测量头与金属被测物件的接触点位置：采用的电容极板为正三角形时，当测量头与金属被测物件接触时，接触点在测量头上的位置将会有三种情况：落在正三角形电容极板的顶点上，落在正三角形电容极板的三角边上，落在正三角形电容极板内；根据电容值的计算公式，通过电容极板的电容输出值分辨这三种位置：若电容极板的电容输出值有六个值相同且都为最大值，则接触点落在正三角形电容极板的顶点上；若电容极板的电容输出值有两个值相同且都为最大值，则接触点落在正三角形电容极板的三角边上；若电容极板的电容输出值只有一个最大值，则接触点落在正三角形电容极板内；电容极板为正方形时，接触点在测量头上的位置也将会有三种情况：落在正方形电容极板的顶点上，落在正方形电容极板的边上，落在正方形电容极板内；根据电容值的计算公式，通过电容极板的电容输出值分辨这三种位置：若电容极板的电容输出值有四个值相同且都为最大值，则接触点落在正方形电容极板的顶点上；若电容极板的电容输出值有两个值相同且都为最大值，则接触点落在正方形电容极板的边上；若电容极板的电容输出值只有一个最大值，则接触点落在正方形电容极板内；这样在电容极板有电容值输出后，根据产生电容的电容极板位置和产生电容的大小就可以对接触点位置进行判断，对于电容极板的电容输出值只有一个最大值的情况可以直接确定接触点的位置，进而自动识别半径补偿方向。