基于组合面型基准件的运动部件多参数检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于组合面型基准件的运动部件多参数检测方法，在沿Z轴设置的运动部件上安装光学测头，在与Z轴垂直的平台上卡固组合面型基准件，在所述组合面型基准件上设有曲面阵列和平面阵列，运动部件位于所述组合面型基准件的上方；运动部件带动光学测头从初始位置沿左右方向平移到曲面阵列上AI、AII处，通过测量点斜率对应的角度计算其坐标，进而计算运动部件在X、Y两个方向上的位移；同理，光学测头平移到平面阵列上的AIII处时，通过成像光斑在CCD相机中的位置，计算出运动部件绕X、Y两个方向的转角。本发明专利技术一次测量可以同时获得运动部件的四项参数，效率高，精度高，操作简单，为机床误差检测与辨识提供了新的思路。

Multi parameter detection method of moving parts based on combined surface reference

The invention discloses a method of multi parameter detection of moving parts combination type datum based on the installation of optical probe in moving parts arranged along the Z axis, the vertical axis and the platform of Z card and fixed type reference element, is provided with a curved array and planar arrays in the combination type reference parts and above the moving parts located in the combination of surface datum; moving parts driven by optical probe from the initial position of the left and right direction shifted to the AI and AII surface array, by measuring the slope of the corresponding angle to calculate the coordinates, then calculate displacement of moving parts in X, Y two directions; similarly, optical probe shift to AIII plane array when the position in the CCD camera through the imaging spot, calculate the angle of moving parts around the X and the Y two direction. The four parameters of the moving parts can be obtained at the same time in the invention, the efficiency is high, the accuracy is high, and the operation is simple, and the utility model provides a new idea for the machine tool error detection and identification.

【技术实现步骤摘要】
基于组合面型基准件的运动部件多参数检测方法
本专利技术涉及一种运动部件多参数检测方法，特别是一种基于组合面型基准件的运动部件多参数检测方法。
技术介绍
机床误差检测领域中，使用较为广泛的机床误差检测仪器有激光干涉仪和球杆仪，由于自身检测原理上的因素，这些仪器在应用于多轴数控机床的误差检测中存在各自的不足：如激光干涉仪调整复杂，一次测量只能获得一个参数，操作要求高，难以实现自动化、快速化，并且价格昂贵，一般企业不具备；球杆仪无法随意规划测量路径，为旋转轴误差辨识的测量步骤设计和理论解耦算法研究增加了难度，且球杆仪以磁力座配合精密球进行接触式测量，需要在低速下运动以保证测量精度，很难适应快速化趋势。一维球列适合各轴的直线标定，但对角度误差检测不具优势，而多轴机床各轴之间的相对误差对加工精度影响非常大。针对复杂异型零件的加工，多轴数控加工技术凭借其灵活、高效、高精的特点得到了广泛应用和推广，为满足定期精度校准的需要，高效的机床误差检测与辨识方法就成为亟待解决的问题。多轴数控机床的几何误差检测项目主要包括运动轴的角度误差、定位误差、直线度误差和垂直度误差等，为了检测运动轴的上述误差量，需要提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于组合面型基准件的运动部件多参数检测方法，其特征在于，在沿Z轴设置的运动部件上安装光学测头，在与Z轴垂直的平台上卡固组合面型基准件，在所述组合面型基准件上设有曲面阵列与平面阵列，运动部件位于所述组合面型基准件的上方；所述光学测头包括激光器、孔径光阑、反射镜、分光棱镜、成像透镜、CCD相机以及数据处理模块，所述激光器发出的准直光束经所述孔径光阑缩成细直光束，细直光束经所述反射镜后入射到所述分光棱镜中，1/2能量的反射光束投射到曲面阵列和平面阵列上的任意一点，该点反射的光束经所述分光棱镜透射后，通过所述成像透镜成像在所述CCD相机上；采用所述光学测头和所述组合面型基准件测量运动部件在X、Y两...

【技术特征摘要】
1.一种基于组合面型基准件的运动部件多参数检测方法，其特征在于，在沿Z轴设置的运动部件上安装光学测头，在与Z轴垂直的平台上卡固组合面型基准件，在所述组合面型基准件上设有曲面阵列与平面阵列，运动部件位于所述组合面型基准件的上方；所述光学测头包括激光器、孔径光阑、反射镜、分光棱镜、成像透镜、CCD相机以及数据处理模块，所述激光器发出的准直光束经所述孔径光阑缩成细直光束，细直光束经所述反射镜后入射到所述分光棱镜中，1/2能量的反射光束投射到曲面阵列和平面阵列上的任意一点，该点反射的光束经所述分光棱镜透射后，通过所述成像透镜成像在所述CCD相机上；采用所述光学测头和所述组合面型基准件测量运动部件在X、Y两个方向上的位移和绕X、Y两个方向的转角，具体步骤如下：1)通过标定得出光学测头的光轴在CCD相机中的位置坐标O(x0，y0)，调整所述光学测头的光束和所述组合面型基准件上的曲面中心线以及平面法线平行；2)运动部件带动光学测头沿左右方向平移到曲面阵列上的第一位置AI处，此时曲面阵列上对应的测量点为A1(x1，y1，z1)，所述数据处理模块按照以下步骤进行数据处理：2.1)获取CCD相机中成像光斑中心位置坐标A1′(x1′，y1′)；2.2)将步骤2.1)中的光斑中心位置坐标A1′(x1′，y1′)转换为光斑中心距离光轴的距离S1x、S1y；2.3)计算测量点A1斜率对应的角度：ξx＝arctan(s1x/f)/2ξy＝arctan(s1y/f)/2其中：ξx代表测量点A1在XOZ平面内的切线与X轴方向的夹角；ξy代表测量点A1在YOZ平面内的切线与Y轴方向的夹角；f代...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杏华，邢艳蕾，房丰洲，黄银国，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12