一种六球样板及标定方法技术

本发明专利技术涉及一种六球样板及标定方法，包括基板、六个标准球，所述六个标准球分为两组，每组包含三个标准球，每组中的三个标准球围在一起，使得测球可以与三个标准球同时相切，所述两组标准球分别固定在基板的两个方向；在标定过程中，通过测头与六球样板中的三个标准球进行接触测量，三个标准球更容易限制测头的滑动，定位精度高，能够有效地避免传统齿距与齿厚标定中测头容易滑动的弊端，从而有效地提高齿距与齿厚标定的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种六球样板及标定方法
本专利技术涉及测量仪器标定
，具体涉及一种六球样板及标定方法。
技术介绍
测量仪器是进行科学研究、教育教学、工程测量等领域的必需工具，随着科技的发展和时代的进步，各类测量仪器得到了大力的发展，在社会生活中的应用范围越来越广泛，而高精度、高可靠性的测量仪器，一直是该领域科研人员研究与探索重点。测量仪器通常设置有测头，测头作为传感器用于采集被测对象相关参数，测头的发展水平直接影响着测量仪器的测量精度与测量效率。精密测头通常分为接触式测头与非接触式测头两种，其中接触式测头又分为机械式测头、触发式测头和扫描式测头；非接触式测头分为激光测头和光学视频测头。机械式测头是精密量仪使用较早的一种测头；该测头通过测头测端与被测对象直接接触进行测量，主要用于手动测量；该类测头结构简单、操作方便，其缺点在于精度不高，测量效率低，目前很少用于工业测量领域。触发式测头及扫描式测头在工业领域中的应用最为广泛；触发式测头及扫描式测头通常包括测针与测球，在测量过程中，利用测球与被测对象接触，实现相关参数的采集；其中，触发式测头具有结构简单、使用方便、及较高触发精度等优点，相比与触发式测头，扫描式测头的精度更高、功能更强、适应性更广，且同时具备单点测量和连续扫描测量的功能。齿轮测量中有一重要参数为齿距与齿厚，该参数通常采用标准齿轮来实现齿距与齿厚的标定，即通过测量仪器在标准齿轮分度圆上进行测量。但由于测量仪器定位精度以及测头在与齿面接触时存在测头滑动问题，齿距与齿厚标定值通常会存在一定偏差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种六球样板及标定方法，在标定过程中，通过测头与六球样板中的三个标准球进行接触测量，三个标准球更容易限制测头的滑动，定位精度高，能够有效地避免传统齿距与齿厚标定中测头容易滑动的弊端，从而有效地提高齿距与齿厚标定的精度。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种六球样板，包括基板、六个标准球，所述六个标准球分为两组，每组包含三个标准球，每组中的三个标准球围在一起，使得测球可以与三个标准球同时相切，所述两组标准球分别固定在基板的两个方向。所述六球样板中，有两组标准球，每组分别包含三个标准球，三个标准球分别设置在基板上，并围在一起，三个标准球之间可以相切，也可以相离，相离时只需平衡好标准球的直径与两球之间的中心距，保证测头的测球能同时与三个标准球相切即可；测量仪器在进行齿距与齿厚标定时，测头的测球能同时与一组中的三个测球相接触，形成三个接触点，三个接触点对测球形成三点支撑，从而更容易限制测量过程中测球的滑动，提高定位精度，进而有效地提高齿距与齿厚标定的精度。优选地，所述基板为平板。所述基板为平板时，既便于基板设置或固定在测量仪器上，以进行齿距与齿厚标定；又便于使用标准测量仪器测定两组标准球之间的间距。优选地，每组中的三个标准球两两相切。各标准球均是固定在基板上的，每组中的三个标准球以两两相切的位置关系设置在基板上，在六球样板的生产制造过程中，可以便捷地将三个标准球分为一组，并固定在合适的位置上，从而有利于缩短加工时间；此外，每组中的三个标准球两两相切的设置在基板上后，还便于后期齿距与齿厚标定过程中对每个球进行定位，从而简化计算测头与每组中的三个标准球同时接触时的理论位置的过程，使得计算更简洁、方便。优选地，所述六个标准球的直径相同。六球样板中各标准球的直径相同，有利于简化生产和制造过程，同时也方便后期齿距与齿厚标定过程中，测头上的测球与每组中的三个标准球同时接触，还可以简化计算测头与每组中的三个标准球同时接触时的理论位置的过程。优选地，所述标准球的精度不低于测头上测球的精度。六球样板中的标准球是测量仪器进行齿距与齿厚标定时的参考球，其精度对于齿距与齿厚标定的精度有很大的影响，所以在六球样板的设计之初就需要尽量降低或排除这种影响，只要当标准球的精度不低于测球本身的制造精度时，标准球作为参考球对于齿距与齿厚标定精度的影响才会降到最低，可以忽略不计。优选地，所述标准球的精度高于测头上测球的精度一个等级。标准球的精度越高，其制造过程越麻烦、周期越长、成本越高；当标准球的精度高于测球的精度一个等级时，标准球的精度对齿距与齿厚标定的误差影响较小，同时也能很好的平衡六球样板的制作成本。优选地，所述标准球采用红宝石或陶瓷或玻璃或碳化钨材料制成。由于对标准球的精度要求非常高，所以标准球还必须要有高硬度、高耐磨性、防静电、防磁、绝缘性能好、热传导率低、防酸碱性好、极低的表面粗糙度等各项特性，从而可以防止因为环境因素对六球样板中的标准球产生影响，进而影响到齿距与齿厚标定的精度；而在常用的材料中，红宝石、陶瓷、玻璃、碳化钨等材料都具有以上特性，满足标准球的要求。优选地，所述基板上标注有标准球的半径或直径参数以及两组标准球之间的标准间距参数。所述标准球的半径或直径参数以及两组标准球之间的标准间距参数均是在六球样板制作完成之后，采用标准测量仪器测量出来的数据，数据可靠、精度高，便于使用该六球样板时参考。一种标定方法，包括如下步骤：(1)获得六球样板中各标准球的半径或直径参数以及球心位置参数。(2)获得测量仪器中测球的半径或直径参数；(3)根据步骤(1)和(2)中获得的数据，通过计算获得测球与每组中的三个标准球同时接触时的理论位置参数；(4)控制测量仪器的测球在理论位置对相应组中的三个标准球进行测量，分别获得两组标准球的位置参数A和B，并通过计算获得两组标准球之间的测量间距参数L，其中L＝|A-B|；(5)将步骤(4)中的测量间距L与标准间距L0进行对比，确定测量仪器的精度，完成齿距与齿厚标定；其中，标准间距L0是利用标准测量仪器获得的该六球样板中两组标准球之间的间距。采用六球样板对测量仪器进行齿距与齿厚标定的整个过程简单，六球样板中的三个标准球会对测球形成三点稳定的支撑，从而大大降低了测量仪器测球的滑动误差，可以有效地提高齿距与齿厚的标定精度。与现有技术相比，使用本专利技术提供的一种六球样板及标定方法，在标定过程中，通过测头与六球样板中的三个标准球进行接触测量，三个标准球更容易限制测头的滑动，定位精度高，能够有效地避免传统齿距与齿厚标定中测头容易滑动的弊端，从而有效地提高齿距与齿厚标定的精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术提供的测量仪器中常用的测头的结构示意图。图2为本专利技术实施例1中提供的一种六球样板的等轴侧图。图3为本专利技术实施例1中提供的一种六球样板的俯视图。图4为本专利技术实施例1中提供的测球同时与六球样板中的三个标准球接触时的示意图。图5为本专利技术实施例4中提供的一种利用六球样板进行齿距与齿厚标定时，计算测球理论位置时的几何关系图。图6为本专利技术实施例4中提供的一种利用六球样板进行齿距与齿厚标定时，测量仪器测量出的两组标准球之间的测量间距示意图。图7为本专利技术实施例4中提供的一种六球样板，其中，六个标准球的直径不相同，但每组中的三个标准球都两两相切本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种六球样板，其特征在于，包括基板、六个标准球，所述六个标准球分为两组，每组包含三个标准球，每组中的三个标准球围在一起，使得测球可以与三个标准球同时相切，所述两组标准球分别固定在基板的两个方向。

【技术特征摘要】
1.一种六球样板，其特征在于，包括基板、六个标准球，所述六个标准球分为两组，每组包含三个标准球，每组中的三个标准球围在一起，使得测球可以与三个标准球同时相切，所述两组标准球分别固定在基板的两个方向。2.根据权利要求1所述的六球样板，其特征在于，所述基板为平板。3.根据权利要求1所述的六球样板，其特征在于，每组中的三个标准球两两相切。4.根据权利要求1所述的六球样板，其特征在于，所述六个标准球的直径相同。5.根据权利要求1-4任一所述的六球样板，其特征在于，所述标准球的精度不低于测头上测球的精度。6.根据权利要求5所述的六球样板，其特征在于，所述标准球的精度高于测头上测球的精度一个等级。7.根据权利要求6所述的六球样板，其特征在于，所述标准球采用红宝石或陶瓷或玻璃或碳化钨材料制成。8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张怡，王志会，
申请(专利权)人：北方民族大学，
类型：发明
国别省市：宁夏,64