一种L形探头的方向及位置确定方法技术

本发明专利技术公开了一种L形探头的方向及位置确定方法，分两步完成精确校准，第一步:根据校准块位置及测针的几何形状尺寸通过旋转及测量,然后利用三角函数关系确定测头初始位置及方向；第二步:在第一步获取L形测头初始位置及方向后，首先测B、C两面，通过测头测量中点与校准块B、C两面的实际中点差值，然后利用三角函数关系计算测头修正角度及方向，修正测头实现L测头方向的精确校准，接着继续执行上述修正操作进行复查修正测头方向是否满足校准要求，最后在修正测头方向满足校准要求的情况下，测量校准块A、B、C、D、E五个面实现L测头5个点的精确校准。本发明专利技术具有不依赖人工便可实现L形测头自动化精确校准的特点，在自动化精确测量方面具有一定的推广应用价值。具有一定的推广应用价值。具有一定的推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种L形探头的方向及位置确定方法


[0001]本专利技术涉及机械零部件检测
，具体说是一种L形探头的方向及位置确定方法。

技术介绍

[0002]如图1所示，L形探头是一种结构为L形的探头，由三部分构成：转接器、加长杆100和测针200；使用时将测针通过转换器300与加长杆连接；加长杆连接机床主轴400；主要用于测量机械零部件的耳片厚度、耳片槽宽度以及筋缘上的部分孔位、孔径等传统探头难以测量的尺寸；现有技术中在测量高精度尺寸及位置时需要精确探头方向及位置，在使用时由于测针与探头柄部为螺纹连接，每次拆装后不能得出精确的探头方向及位置；同时因为探头为L形，通过存储在数控机床中的数据也仅能得到主轴中心即加长杆中心的坐标。现有技术中，如果需要得到精确的探头方向及位置往往需要大量的人工手动校准，人工控制机床进行校准工作，这不利于自动化的生产，效率很低；同时人工手动校准时往往会因为操作不当使得探头发生撞击，对探头造成损害，同时人工手动校准得到的数据精度也不是很高，不能满足对精度需求高的场合。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于：针对现有技术中人工手动校准时，会因为操作不当使得探头发生撞击，会对探头造成损害的问题，提供一种L形探头的方向及位置确定方法。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0005]一种L形探头的方向及位置确定方法，包括：
[0006]S1.获取探头球心到主轴旋转中心的距离；
[0007]S2.设置第一安全点、第二安全点以及校准块；
[0008]其中，所述校准块为矩形，校准点与第一安全点之间的距离大于所述探头球心到主轴旋转中心的距离，校准点与第二安全点之间的距离小于所述探头球心到主轴旋转中心的距离，第一安全点与第二安全点的横坐标或者纵坐标相等；所述校准点为所述校准块上与所述第二安全点距离最近的点；
[0009]S3.将主轴移动至第一安全点；以及控制主轴沿纵坐标方向移动至第二安全点，在主轴从第一安全点接近第二安全点的过程中，如探头与校准块发生碰触则记录探头与校准块发生碰触时主轴的坐标作为第一记录点，通过所述第一记录点与所述校准点的相对位置关系计算第一探头偏转角度；
[0010]如探头与校准块并没有发生碰触则控制主轴沿横坐标方向接近校准块；在主轴从第二安全点接近校准块时，如探头与校准块发生碰触则记录探头与校准块发生碰触时主轴的坐标作为第二记录点，并通过所述第二记录点与所述校准点的相对位置关系计算第二探头偏转角度
[0011]当主轴的横坐标校准点的横坐标时，控制主轴原路返回至第一安全点；
[0012]S5.当步骤S4中没有得到第一坐标时，控制主轴旋转第一角度，重复步骤S4，直至得到第一坐标为止；
[0013]S6.通过所述第一探头偏转角度或所述第二探头偏转角度以及所述第一角度得到探头方向及位置。
[0014]进一步的是，在所述步骤S3中，通过下述公式计算所述第一探头偏转角度：
[0015][0016]其中，α1为第一探头偏转角度，Y3为校准点的纵坐标，Y4为第一记录点的纵坐标，L为探头球心到主轴旋转中心的距离，R为探头球的半径。
[0017]作为本专利技术的优选实施方式，在所述步骤S3中，通过下述公式计算所述第二探头偏转角度：
[0018][0019]α2为第二探头偏转角度，X3为校准点的横坐标，X5为第一记录点的横坐标，L为探头球心到主轴旋转中心的距离，R为探头球的半径；
[0020]作为本专利技术的优选实施方式，所述第一角度为60
°
至120
°
。
[0021]作为本专利技术的优选实施方式，所述第一角度为90
°
。
[0022]进一步的是，在得到探头方向及位置后，控制探头触碰校准块上任意一边的两个端点；并根据所述任意一边的两个端点的实际坐标以及探头触碰得到的坐标，对探头的方向及位置进行修正。
[0023]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0024]1、本专利技术通过将第一安全点、第二安全点基于L形探头探头球心到主轴旋转中心的距离设置，可以使得L形探头在运动过程中L形探头处于安全区域内，不会与校准块发生撞击造成探头损坏；
[0025]2、在本专利技术的一些示例性实施例中通过使L形探头从不同的方向触碰校准块，可更加精确快速地得到L形探头的方向及位置，相比于人工校准可以增加校准的精度；
[0026]3、在本专利技术的一些示例性实施例中为了更加精确的L形探头的方向及位置，本专利技术控制探头触碰校准块上任意一边的两个端点，并将通过探头得到的坐标与实际真实坐标进行比较；可以消除探头在触发测量时存在一定的触发延时从而导致的测量误差。
附图说明
[0027]图1为本专利技术示例性实施例中使用的L形探头示意图；
[0028]图2为本专利技术示例性实施例中提出的一种L形探头的方向及位置确定方法整体流程图；
[0029]图3为本专利技术示例性实施例中提出L形探头初始方向及位置自动确定流程图；
[0030]图4为本专利技术示例性实施例中一种情况下安全点1、安全点2和探头位置示意图；
[0031]图5为本专利技术示例性实施例中另一种情况下安全点1、安全点2和探头位置示意图；
[0032]图6为本专利技术示例性实施例中另一种情况下安全点1、安全点2和探头位置示意图；
[0033]图7为本专利技术示例性实施例中提供的一种校准块的三视图；
[0034]图8为本专利技术示例性实施例中提供的一种精校准方法示意图；
[0035]图9为本专利技术示例性实施例中提供的一种精校准方法整体流程图；
[0036]图10为本专利技术示例性实施例中使用的
[0037]图11为本专利技术示例性实施例中对L形探头上五个点位的示意图。
[0038]附图标记：100
‑
加长杆、200
‑
测针、300
‑
转接器、400
‑
机床主轴。
具体实施方式
[0039]下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。
[0040]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0041]实施例1
[0042]如图2所示，本实施例提供一种L形探头的方向及位置确定方法，包括：
[0043]S1.获取探头球心到主轴旋转中心的距离；
[0044]S2.设置第一安全点、第二安全点以及校准块；
[0045]其中，所述校准块为矩形，校准块上各点坐标已知，校准点与第一安全点之间的距离大于所述探头球心到主轴旋转中心的距离，校准点与第二安全点之间的距离小于所述探头球心到主轴旋转中心的距离，第一安全点与第二安全点的横坐标或者纵坐标相等；所述校准点为所述校准块上与所述第二安全点距离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种L形探头的方向及位置确定方法，其特征在于，包括：S1.获取探头球心到主轴旋转中心的距离；S2.设置第一安全点、第二安全点以及校准块；其中，所述校准块为矩形，校准点与第一安全点之间的距离大于所述探头球心到主轴旋转中心的距离，校准点与第二安全点之间的距离小于所述探头球心到主轴旋转中心的距离，第一安全点与第二安全点的横坐标或者纵坐标相等；所述校准点为所述校准块上与所述第二安全点距离最近的点；S3.将主轴移动至第一安全点；以及控制主轴沿纵坐标方向移动至第二安全点，在主轴从第一安全点接近第二安全点的过程中，如探头与校准块发生碰触则记录探头与校准块发生碰触时主轴的坐标作为第一记录点，通过所述第一记录点与所述校准点的相对位置关系计算第一探头偏转角度；如探头与校准块并没有发生碰触则控制主轴沿横坐标方向接近校准块；在主轴从第二安全点接近校准块时，如探头与校准块发生碰触则记录探头与校准块发生碰触时主轴的坐标作为第二记录点，并通过所述第二记录点与所述校准点的相对位置关系计算第二探头偏转角度；当主轴的横坐标校准点的横坐标时，控制主轴原路返回至第一安全点；S5.当步骤S4中没有得到第一坐标时，控制主轴旋转第一角度，重复步骤S4，直至得到第一坐标为止；S6.通过所述第一探头偏转角度或所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周进，孛正军，曹壹傑，贺皑，张也，刘适，高锦焜，张云诏，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：