正交轴系统的正交性的测量方法技术方案

本发明专利技术描述了一种正交轴系统的正交性的测量方法，包括：将仪器置于承载面，沿着截取面截取第二旋转轴以获得第二旋转轴的第一虚拟截面，截取面经过承载面的特定点且与承载面和第二旋转轴在承载面的投影正交，对第一虚拟截面进行测量以获得第一虚拟截面的几何中心作为第一位置；旋转第一旋转装置以使第二旋转轴旋转预设角度，预设角度为180

【技术实现步骤摘要】
正交轴系统的正交性的测量方法


[0001]本专利技术涉及精密工业与工程测量领域，具体涉及一种正交轴系统的正交性的测量方法。

技术介绍

[0002]在精密工业以及测量领域，人们在对大型机器进行装配的时候，经常需要通过精密仪器对组装的目标物进行测试以提高装配精度，同时在对完成机器的组装后，也需要对机器进行校准，且在装配过程中，除了对目标物或者目标物上的某个目标点进行三维坐标测量时，还需要对目标物品或目标点的运动情况进行测量，也即，对它们的姿态进行测量，因此需要一种可以在三维坐标基础上，还能完成六个自由度测量的仪器。由此就出现了通过坐标测量仪器对目标物或者目标点进行姿态测量的测量方式。坐标测量仪器的测量精度主要取决于角度和距离的测量精度，为了提高坐标测量仪器的测量精度，需要保证坐标测量仪器中的正交轴系统（至少包括水平轴和俯仰轴）的正交性。由此，针对坐标测量仪器的正交轴系统的正交性的测量方法的测量精度显得非常重要。
[0003]专利文献（CN106705821A）中公开了一种回转轴系正交性测量方法及装置，该装置将两个标准球分别安装在俯仰旋转轴两端，通过调整标准球的球心与俯仰旋转轴轴线同轴，再测量两个标准球在同一方向上的最低或最高位置进而确定轴系正交性。然而，利用上述回转轴系正交性测量方法及装置，虽然能够得到两轴系正交测量结果，但是调整两个标准球的球心与俯仰轴的轴线同轴的过程中必然会引入误差。此外，两个标准球最低或者最高位置的测量也会引入误差。这两种误差的引入会对轴系正交性测量结果的准确度产生较大的影响。
专利
技术实现思路

[0004]本专利技术是有鉴于上述现有技术的状况而提出的，其目的在于提供一种能够提高正交轴系统的正交性的测量精度的测量方法。
[0005]本专利技术提供一种正交轴系统的正交性的测量方法，是仪器的正交轴系统的正交性的测量方法，所述仪器包括具有第一旋转轴的第一旋转装置和设置于所述第一旋转装置并具有第二旋转轴的第二旋转装置，所述第二旋转装置能够绕着所述第一旋转装置旋转，所述正交轴系统由所述第一旋转轴和所述第二旋转轴构成，所述测量方法包括：将所述仪器置于承载面，所述承载面的平面度小于第一预设阈值；使所述第一旋转轴与所述承载面的垂直度小于第二预设阈值；沿着截取面截取所述第二旋转轴以获得所述第二旋转轴的第一虚拟截面，所述截取面经过所述承载面的特定点且与所述承载面以及所述第二旋转轴在所述承载面的投影正交，对所述第一虚拟截面进行测量以获得所述第一虚拟截面的几何中心作为第一位置；旋转所述第二旋转装置以使所述第二旋转轴旋转预设角度，所述预设角度为180
°
的奇数倍，并使用所述截取面截取所述第二旋转轴以获得所述第二旋转轴的第二虚拟截面，对所述第二虚拟截面进行测量以获得所述第二虚拟截面的几何中心作为第二位
置；并且基于所述第一位置和所述第二位置判断所述第一旋转轴与所述第二旋转轴的正交性是否符合要求。在这种情况下，通过测量多个第一测量点和多个第二测量点的空间坐标，能够有效的减小第一虚拟截面的几何中心（即第一位置）的空间坐标和第二虚拟截面的几何中心（即第二位置）的空间坐标的求定误差，从而提高正交轴系统的正交性测量结果的准确性，进一步提高仪器的测量精准度。
[0006]另外，在本专利技术所涉及的测量方法中，可选地，通过测量位于所述第一虚拟截面的边缘的多个第一测量点的空间坐标并基于所述多个第一测量点的空间坐标来获得所述第一位置；通过测量位于所述第二虚拟截面的边缘的多个第二测量点的空间坐标并基于所述多个第二测量点的空间坐标来获得所述第二位置。在这种情况下，能够通过多个第一测量点计算出第一虚拟截面的几何中心（也即第一位置）的空间坐标，并且能够通过多个第二测量点计算出第二虚拟截面的几何中心（也即第二位置）的空间坐标。
[0007]另外，在本专利技术所涉及的测量方法中，可选地，所述多个第一测量点位于所述第一虚拟截面的外周，所述多个第二测量点位于所述第二虚拟截面的外周，所述第一测量点的个数不少于5个，所述第二测量点的个数不少于5个。由此，能够得到足够的第一测量点以获得第一虚拟截面的几何中心的空间坐标，能够得到足够的第二测量点以获得第二虚拟截面的几何中心的空间坐标，并且能够减小上述两个空间坐标的求定误差。
[0008]另外，在本专利技术所涉及的测量方法中，可选地，令所述第一位置和所述第二位置之间的距离为第一距离，基于所述第一距离判断所述第一旋转轴与所述第二旋转轴的正交性是否符合要求。由此，能够基于第一距离判断仪器的正交轴系统的正交性是否符合要求。
[0009]另外，在本专利技术所涉及的测量方法中，可选地，若所述第一距离小于预设值，则判断所述第一旋转轴与所述第二旋转轴的正交性符合要求，若所述第一距离不小于所述预设值，则判断所述第一旋转轴与所述第二旋转轴的正交性不符合要求，所述预设值与所述特定点相关。由此，能够基于第一距离和预设值判断仪器的正交轴系统的正交性是否符合要求。
[0010]另外，在本专利技术所涉及的测量方法中，可选地，获得所述第一旋转轴的轴线上的任意点的空间坐标作为第三位置，令所述第一位置和所述第二位置之间的距离为第一距离，所述第三位置到所述截取面的距离为第二距离，基于所述第一距离和所述第二距离获得错配角，若所述错配角小于预设角，则判断所述第一旋转轴与所述第二旋转轴的正交性符合要求，若所述错配角不小于预设角，则判断所述第一旋转轴与所述第二旋转轴的正交性不符合要求。由此，能够根据三角关系获得第一旋转轴和所第二旋转轴的错配角。
[0011]另外，在本专利技术所涉及的测量方法中，可选地，所述第一虚拟截面和所述第二虚拟截面均为椭圆形，或者所述第一虚拟截面和所述第二虚拟截面均为圆形。由此，能够得到第一虚拟截面和第二虚拟截面的截面图。
[0012]另外，在本专利技术所涉及的测量方法中，可选地，在获得所述第一虚拟截面之前，测量所述第二旋转轴的径向圆跳动。在这种情况下，能够使第二旋转轴的加工精度较高，能够减小后续获取第一虚拟截面的几何中心的空间坐标和第二虚拟截面的几何中心的空间坐标的求定误差。
[0013]另外，在本专利技术所涉及的测量方法中，可选地，若所述径向圆跳动大于第三预设阈值时，则对所述第二旋转轴进行加工以使所述第二旋转轴的径向圆跳动不大于所述第三预
设阈值。由此，能够使第二旋转轴的圆柱度能够得到较好的保证。
[0014]另外，在本专利技术所涉及的测量方法中，可选地，所述特定点位于所述投影内。由此，能够使截取面截取到第二旋转轴的第一端部和第二端部。
[0015]根据本专利技术，能够提供一种提高正交轴系统的正交性的测量精度的测量方法。
附图说明
[0016]现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本专利技术。
[0017]图1是示出了本专利技术所涉及的坐标测量仪器的立体示意图。
[0018]图2是示出了本专利技术所涉及的未安装第二旋转轴时的正交轴系统的立体示意图。
[0019]图3是示出了本专利技术所涉及的正交轴系统的立体示意图。
[0020]图4是示出了本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正交轴系统的正交性的测量方法，是仪器的正交轴系统的正交性的测量方法，所述仪器包括具有第一旋转轴的第一旋转装置和设置于所述第一旋转装置并具有第二旋转轴的第二旋转装置，所述第二旋转装置能够绕着所述第一旋转装置旋转，所述正交轴系统由所述第一旋转轴和所述第二旋转轴构成，其特征在于，所述测量方法包括：将所述仪器置于承载面，所述承载面的平面度小于第一预设阈值；使所述第一旋转轴与所述承载面的垂直度小于第二预设阈值；沿着截取面截取所述第二旋转轴以获得所述第二旋转轴的第一虚拟截面，所述截取面经过所述承载面的特定点且与所述承载面以及所述第二旋转轴在所述承载面的投影正交，对所述第一虚拟截面进行测量以获得所述第一虚拟截面的几何中心作为第一位置；旋转所述第二旋转装置以使所述第二旋转轴旋转预设角度，所述预设角度为180
°
的奇数倍，并使用所述截取面截取所述第二旋转轴以获得所述第二旋转轴的第二虚拟截面，对所述第二虚拟截面进行测量以获得所述第二虚拟截面的几何中心作为第二位置；并且基于所述第一位置和所述第二位置判断所述第一旋转轴与所述第二旋转轴的正交性是否符合要求。2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，通过测量位于所述第一虚拟截面的边缘的多个第一测量点的空间坐标并基于所述多个第一测量点的空间坐标来获得所述第一位置；通过测量位于所述第二虚拟截面的边缘的多个第二测量点的空间坐标并基于所述多个第二测量点的空间坐标来获得所述第二位置。3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述多个第一测量点位于所述第一虚拟截面的外周，所述多个第二测量点位于所述第二虚拟截面的外周...

【专利技术属性】
技术研发人员：章智伟，陈源，张和君，冯福荣，廖学文，程龙军，
申请(专利权)人：深圳市中图仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：