偏角的精密测量方法技术

本发明专利技术公开了一种偏角的精密测量方法，主要原理是采用高精度激光测量仪（或ＣＣＤ测量仪器），结合高精度转动平台，测量出被测物体的相应点的高度值，通过建立的特定数学模型换算得到角度值。测量仪器无需接触被测物体的表面，消除了人为取点因素的影响，通过数学模型快速准确地计算和拟合出曲线方程并计算待测物体待测面的偏角。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量方法，尤其是涉及一种测量偏转角度的方法。
技术介绍
随着科技的发展，对加工精度的要求越来越高，对很多零部件某些部 位的平行度加工要求也非常高。如随着硬盘技术的飞速发展，硬盘转速要 求越来越高，伴随而来的是对硬盘驱动架的精度要求也越来越高，其中对驱 动架装磁头部位的偏角(即平行度)要求尤其严格，因此需要对偏角进行精密测量。通常情况下是采用推表或用CMM机(Coordinate Measuring Machining,三坐标测量机)测量，由于硬盘驱动架是长而薄的悬臂结构，这 种接触式测量由于存在接触力，会大大降低测量精度，且是逐点测量,速度 很慢。逐点测量时取点的位置也会因为操作人员不同而有差异，导致测量 结果不精确。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种精确测 量偏角的方法，本专利技术还可以提供一种快速测量偏角的方法。 为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案 一种，其特征在于包含以下步骤 发射激光；测量激光与待测物的待测面呈不同角度时待测面的投影高度； 根据测得的数据得出待测面的偏角。 其中测量激光与待测物的待测面呈不同角度时待测面的投影高度包 含以下步骤测量待测面在某一横截面上的第一端点相对于基准面的投影高度；发射的所述激光与待测面绕一 固定的旋转中心相对旋转不同的角度；测出不同角度时待测面第 一端点相对于所述基准面的投影高度；重复上述步骤，测出不同角度时待测面在同一横截面上的第二端 点相对于所述基准面的投影高度。其中根据测得的数据得出待测面的偏角包含以下步骤将上述投影高度值和旋转角度值输入计算模块，计算得出所述角 度与待测面第一端点相对于所述基准面的投影高度的关系曲线1或第二端 点相对于所述基准面的投影高度的关系曲线2;根据所述关系曲线1与关系曲线2计算出待测面相对于所述基准 面的偏角XI。其中测量待测面第一端点或第二端点相对于基准面的投影高度时， 发射的所述激光与待测面相对旋转至少二次，所述关系曲线1或关系曲线 2是根据下列方程式求出Y=rsin(a+X) +cY:第一端点或第二端点相对于所述基准面的投影高度； X:以所述旋转中心为圓心，发射的激光与待测面相对旋转的角度； c:所述旋转中心与所述基准面的高度差； r:第 一端点或第二端点与所述旋转中心之间的半径； a:在初始状态下，连接第一端点或第二端点与旋转中心，该连线与所 述基准面的夹角。其中测量待测面第一端点或笫二端点相对于基准面的投影高度时， 发射的所述激光与待测面相对旋转至少五次，所述关系曲线1和关系曲线 2根据最小二乘法拟合得出。其中发射的所述激光与待测面绕一固定的旋转中心相对旋转不同的 角度时所述待测物体固定，发射的所述激光转动。出的激光转动。其中发射的所述激光与待测面绕一固定的旋转中心相对旋转不同的角度时所述激光方向固定，所述待测物体转动。其中还包含以下步骤测量;^文置所述待测物体的安置台相对于所述基准面的偏角X0;测量出所述偏角XI后，根据偏角XI和偏角X0的差得出所述待测面相 对于基准面的偏角。其中所述安置台相对于所述基准面的偏角X0是通过重复权利要求1 的步骤对标准件进行测量获得。本专利技术具有以下有益效果1. 本专利技术采用非接触方式进行测量，可以排除取点的人为因素的影响， 提高精度；2. 本专利技术釆用激光测量，可以在短时间内获得多角度下不同的投影高 度值并通过计算模块进行计算，快速测量偏角；3. 本专利技术采用标准件进行调校，消除机器自身的影响，进一步提高精度。附图说明图1 为本专利技术待测物体结构示意图图2为本专利技术激光测量仪与待测物体的位置示意图图3 为本专利技术激光测量仪与待测物体相对旋转示意图图4为本专利技术曲线方程推导示意图图5为本专利技术偏角与投影高度的曲线关系示意图其中I- 待测物体 12-中悬臂 22-激光接收头II- 上悬臂 13-下悬臂 3-基准面III- 第二端点 2-激光测量仪 4-旋转中心 112-第 一端点 21-激光发射头下面结合附图对本专利技术进行进一 步的说明。具体实施方式本专利技术的主要原理是采用高精度激光测量仪(或CCD测量仪器，CCD6为电荷耦合器件)，结合高精度转动平台，测量出被测物体的相应点的高度 值，通过建立的特定数学模型换算得到角度值。如图1所示，待测物体1以硬盘驱动架为例，其有上悬臂11、中悬臂12和下悬臂13。这三个悬臂架上用于安装读写硬盘的磁头，硬盘的磁碟在 相邻悬臂架之间的空间内旋转。目前磁盘的转速已经由以前的7000多转/ 分钟上升到了 12000-15000转/分钟，对悬臂架的平行度提出了更高的要 求，悬臂架不能有大的偏角，否则容易对高速^5走转下的i兹盘产生损伤。因 此在出厂前需要对悬臂架的偏角(或平行度)进行精密检测。 本专利技术的测量原理如下如图2所示，激光测量仪2包含激光发射头21和激光接收头22,待 测物体1硬盘驱动架放置在激光发射头21和激光接收头22之间。三个悬 臂架表面平整，初始状态下，三个悬臂架与基准面3g本平行的，激光 束在垂直于基准面3及三个悬臂架发射。在激光束照射后，悬臂架会在激 光接收头22留下与悬臂架厚度相应的阴影。以上悬臂11的上表面某一横 截面为例，如果其与基准面3不平行，存在偏角，那么第二端点lll和第 一端点112的就不会在同一个高度。当激光束从左右不同的方向发出时， 第二端点111和第一端点112的投影高度会不同。当激光束激光测量仪2 与待测物体1相对转动一定角度，同一端点的投影高度会发生相应变化。如图3所示，假设激光测量仪2与待测物体1相对旋转中心4逆时针 转动，上悬臂架ll上表面在某一横截面的第一端点112,其在激光接收头 22上相对于基准面3的投影高度为Y，旋转中心4与基准面3的高度差为c, 第一端点112与旋转中心4之间的半径为r。在初始状态，待测物体1与 激光测量仪2未发生相对转动时，连接笫一端点112与旋转中心4，该连 线与基准面3的夹角为a。在激光测量仪2相对于待测物体1的转动角度X的情况下，对于第一 端点112,其相对于基准面3的高度可用下面的算式表达Y=rsin(a+X)+c (1)上式中，Y、 X为已知数，r、 a、 c均为未知数，因此需要测量三次，获得三组方程以求解出方程式中的常量，从而得出第一端点112相对于基 准面3的高度的表达式。从表达式(l)可知，该方程式为一正弦曲线(如 图5所示)。假设激光测量仪2与待测物体1相对旋转中心4顺时针转动，或逆时 针方向转动较大角度，上悬臂架11上表面在同一橫截面的第二端点111在 激光接收头22上相对于基准面3的投影高度为Y，旋转中心4与基准面3 的高度差为c，第二端点111与旋转中心4之间的半径为r。在初始状态， 待测物体1与激光测量仪2未发生相对转动时，连接第一端点112与旋转 中心4,该连线与基准面3的夹角为b。第二端点111的表达式为 Y-rsin(b+X)+c (2) 由于前面已经计算出c，那么通过两次的测量，就可以通过解方程得 出曲线2。如图5所示，曲线1和曲线2会产生一个交点，该点对应的旋转角度 为XI，对应的投影高度为Yl，表明激光测量仪2与待测物体1相对旋转中 心4角度为XI时，上表面第一端点112与第二端点111相对于基准面3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偏角的精密测量方法，其特征在于包含以下步骤：　发射激光；　测量激光与待测物的待测面呈不同角度时待测面的投影高度；　根据测得的数据得出待测面的偏角。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳述理，胡义，陈珏然，
申请(专利权)人：福群电子深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]