[发明专利]一种精密旋转工作台测量系统误差在位自标定方法

摘要

一种精密旋转工作台测量系统误差在位自标定方法，属于精密加工及测量领域。该方法用带扇形刻线的玻璃板做辅助测量装置，将其固定于旋转工作台上，用旋转工作台带有的角度传感器读出玻璃板上每根扇形刻线对应的角度；然后将玻璃板相对旋转工作台旋转一定角度，再利用角度传感器读出此种位姿下每根刻线对应的角度；针对上述两种位姿的测量数据，构造含传递性的测量系统误差方程，结合旋转自由度的闭合圆原理，可以解出系统误差，从而完成精密旋转工作台测量系统误差的在位自标定。本发明实现了利用低精度扇形刻线玻璃板标定高精度旋转工作台的功能，不需要高精度标定工具，标定精度高，适用于带各种类型角度传感器的精密旋转工作台。

主权项

1.一种精密旋转工作台测量系统误差在位自标定方法，其特征在于该方法按如下步骤：1）准备一个玻璃板（1），该玻璃板上有N条等分的扇形刻线（2），每条刻线之间的夹角为360/N°，其中N为正整常数，玻璃板扇形刻线与理想刻线间的偏差记为辅助误差A_n，其中n=0,1,…,N-1；2）将玻璃板（1）固定放置于被标定旋转工作台（5）上，被标定旋转工作台（5）上装有角度传感器（4），其中扇形刻线（2）的精度等于或小于被标定旋转工作台（5）的测量精度；利用旋转工作台的角度传感器（4）记录该起始位姿中玻璃板（1）上每个扇形刻线（2）所对应的角度传感器（4）读数，该读数与其额定值之间的偏差记为V_0，n，这个偏差由旋转工作台测量系统误差G_n、辅助偏差A_n、调整误差Δθ₀以及随机测量噪声r_0,n构成；3）将玻璃板（1）相对于被标定旋转工作台（5）旋转360/N°角，并固定放置，同样利用角度传感器（4）记录玻璃板（1）每个扇形刻线（2）所对应的角度传感器（4）读数，该读数与其额定值之间的偏差记为V_1，n，这个偏差由旋转工作台测量系统误差G_n+1、辅助偏差A_n、调整误差Δθ₁以及随机测量噪声r_1,n构成；4）针对步骤2）和步骤3）两种位姿记录下来的自标定模型，分别定义旋转工作台坐标轴方向和玻璃板刻线坐标轴方向，使得系统误差和辅助误差分别满足和联立闭合圆原理求解出上述两种位姿下的调整误差，即和构造出含传递性的测量系统误差方程：Gn+1-Gn=(V1,n-Σn=0N-1V1,n/N)-(V0,n-Σn=0N-1V0,n/N),]]>由此解算出系统误差G_n，从而完成被标定旋转工作台（5）测量系统误差的在位自标定。