[发明专利]基于探针的旋转轴回转中心线几何误差标定方法

说明书

一种基于探针的旋转轴回转中心线几何误差标定方法，属于测量误差补偿技术领域。所述基于探针的旋转轴回转中心线几何误差标定方法，包括以下步骤：步骤S1，直线轴测量精度补偿；步骤S2，建立回转中心线误差补偿模型；步骤S3，回转中心线几何误差校准。本发明测量流程简单，有助于测量机开发工程师和终端用户快速找出回转中心线误差，提高测量精度。

技术领域

本发明涉及的是一种误差补偿领域的技术，具体是一种基于探针的旋转轴回转中心线几何误差标定方法。

背景技术

五轴非接触式测量机，模型如图2所示，集五轴联动和非接触式测量于一体，为复杂曲面/异性曲面的非接触式测量需求提供了完整的解决方案，这类设备主要用于汽车零部件、飞机发动机零部件、手机3D玻璃、精密模具等领域，能提供尺寸测量、3D尺寸云图构建等测量需求。

测量精度是五轴非接触式测量机关注的重要性能指标，而测量机几何误差在整机综合误差中占比超过50％，在直线轴误差补偿已有成熟方法的情况下，旋转轴回转中心几何误差对综合误差影响尤甚，特别是随着待测零件的尺寸增加，回转中心线几何误差在综合误差中的占比呈放大趋势。目前虽然有一些旋转轴回转中心几何误差的标定方法，但是这些方法多基于传统CNC系统，不适合用于带单摆头单转台的五轴非接触式测量机。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种基于探针的旋转轴回转中心线几何误差标定方法，操作简单，有助于快速找出回转中心线误差，提高测量精度。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括以下步骤：

步骤S1，直线轴测量精度补偿：对五轴非接触式测量机中三个直线轴的21项几何误差进行测量和补偿，至达到直线轴测量精度要求；

步骤S2，建立回转中心线误差补偿模型：在完成S1中操作后，将探针安装在C轴转台或C轴转台所在平面上，将标准球安装在A轴转台上，通过检测标准球随A轴转台做圆周运动的圆心得到A轴回转中心线的几何误差；再以A轴转台工作面圆心为坐标原点建立测量机的基坐标系，将探针装在A轴转台上，将标准球安装在C轴转台上，先标定探针的安装位置，得到探针安装的几何误差，再检测标准球随C轴转台做圆周运动的圆心，得到C轴回转中心线的几何误差；根据A轴回转中心线的几何误差和C轴回转中心线的几何误差建立回转中心线误差补偿模型；

步骤S3，回转中心线几何误差校准：采用五轴联动的方式通过探针对安装在C轴转台上的标准球做轮廓检测和尺寸检测，输入回转中心线误差补偿模型评价测量精度；若测量精度无法满足要求则返回步骤S2重新建立回转中心线误差补偿模型；若测量精度满足要求则安装白光传感器并标定安装位置，采用五轴联动的方式通过白光传感器对标准球做轮廓检测和尺寸检测，再次输入回转中心线误差补偿模型评价测量精度，若测量精度满足要求则完成回转中心线几何误差标定，否则重新安装白光传感器后继续对标准球做轮廓检测和尺寸检测，评价测量精度至达到要求。

技术效果

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1)通过两次安装操作分别标定两个旋转轴，共标定6项位姿误差；该方法安装过程简单，标定流程清晰，有助于测量机开发工程师和终端用户快速找出回转中心线误差，为高精度测量做好基础工作；

2)在进行非接触式测量前采用接触式测量，相比直接用白光传感器进行非接触式测量校准，不需要标定安装位置，避免引入安装误差。

附图说明

图1为实施例1的方法流程图；

图2为实施例1中的五轴非接触式测量机示意图；

图3为实施例1中经补偿的标准球a和标准球b之间理想测量趋势图。

具体实施方式