基于光電式兩軸準(zhǔn)直儀的轉(zhuǎn)臺(tái)分度誤差檢測(cè)方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了基于光電式兩軸準(zhǔn)直儀的轉(zhuǎn)臺(tái)分度誤差檢測(cè)方法，它包括以下步驟：（1）將多齒分度臺(tái)安裝在被檢轉(zhuǎn)臺(tái)工作面的中心，平面反射鏡固定在多齒分度臺(tái)上，利用自準(zhǔn)直儀瞄準(zhǔn)平面反射鏡；（2）將被檢轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)一周使雙軸光電自準(zhǔn)直儀兩軸均有讀數(shù)；（3）將被檢轉(zhuǎn)臺(tái)置零位，讀取雙軸光電自準(zhǔn)直儀的初始值，然后，將多齒分度臺(tái)及反射鏡隨被檢轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)φ角度；（4）將反射鏡隨多齒分度臺(tái)向相反的方向回轉(zhuǎn)-φ角度后，光電自準(zhǔn)直儀再次瞄準(zhǔn)反射鏡并讀取測(cè)量值，直至整周；（5）改變多齒分度臺(tái)相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)的傾斜角，同時(shí)保持雙軸光電自準(zhǔn)直儀不動(dòng)，重復(fù)步驟2至4進(jìn)行第二次檢測(cè)，讀取雙軸光電自準(zhǔn)直儀的測(cè)量值；采用本方法降低了對(duì)調(diào)整的要求。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及轉(zhuǎn)臺(tái)分度誤差檢測(cè)方法，尤其涉及。
技術(shù)介紹
轉(zhuǎn)臺(tái)是進(jìn)行圓分度的常用設(shè)備，經(jīng)常作為機(jī)床附件，進(jìn)行零件的圓分度加工，在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)中，為了測(cè)量回轉(zhuǎn)體零件，也常用到轉(zhuǎn)臺(tái)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)精度的要求也越來越高。通過誤差補(bǔ)償?shù)姆椒梢杂行У靥岣咿D(zhuǎn)臺(tái)的精度，以較低的成本達(dá)到較高的精度要求。為了補(bǔ)償轉(zhuǎn)臺(tái)的分度誤差，首先需要對(duì)其進(jìn)行檢定。圖I所示為采用比較法檢定 轉(zhuǎn)臺(tái)的分度誤差。以多齒分度臺(tái)為分度基準(zhǔn)件，其回轉(zhuǎn)的角度作為標(biāo)準(zhǔn)角度，轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)際轉(zhuǎn)過的角度與標(biāo)準(zhǔn)角度比較，由高精度的雙軸光電自準(zhǔn)直儀讀取角度偏差。測(cè)量時(shí)，雙軸自準(zhǔn)直儀X軸讀數(shù)為轉(zhuǎn)臺(tái)的分度誤差；γ軸讀數(shù)即為反射鏡在轉(zhuǎn)臺(tái)被檢各分度處在垂直方向的傾斜。該方法與其他檢定方法相比，操作簡(jiǎn)單，工作量小，精度高，且可以實(shí)現(xiàn)較小的被檢間隔，檢測(cè)裝置如圖I所示。采用多齒分度臺(tái)和光電自準(zhǔn)直儀對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)分度誤差進(jìn)行檢定時(shí)，檢定前需要對(duì)自準(zhǔn)直儀和多齒分度臺(tái)進(jìn)行調(diào)整。如果調(diào)整未達(dá)到要求，測(cè)得的分度誤差中含有調(diào)整誤差，對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大。①光電自準(zhǔn)直儀未調(diào)平雙軸光電自準(zhǔn)直儀可以同時(shí)對(duì)水平X、豎直Y兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)角(Xi, Yi)進(jìn)行測(cè)量，但自準(zhǔn)直儀在使用前必須調(diào)平，即調(diào)整自準(zhǔn)直儀十字絲豎線與轉(zhuǎn)臺(tái)的軸線相平行(調(diào)平要求一軸在±800"范圍內(nèi)變化時(shí)，另一軸的變化量應(yīng)小于10")。②多齒分度臺(tái)相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)傾斜由于轉(zhuǎn)臺(tái)的端面與其回轉(zhuǎn)軸線不垂直以及安裝等各種誤差的影響，使多齒分度臺(tái)的軸線與轉(zhuǎn)臺(tái)的軸線不平行(即多齒分度臺(tái)相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)傾斜β角)，從而導(dǎo)致安裝在多齒分度臺(tái)上面的反射鏡相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)傾斜，如圖2所示。在自準(zhǔn)直儀未調(diào)平的情況下，如果同時(shí)多齒分度臺(tái)相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)傾斜，兩者共同作用就會(huì)使分度誤差X的測(cè)量值產(chǎn)生誤差ΛΧ，即產(chǎn)生調(diào)整誤差。為了提高檢定精度，測(cè)量前須進(jìn)行一系列的調(diào)整。欲使Υ角減小需要調(diào)整自準(zhǔn)直儀。在調(diào)整過程中，由于既要使自準(zhǔn)直儀十字絲反射像在視場(chǎng)中心，又要進(jìn)行調(diào)平，這些都需要通過調(diào)整自準(zhǔn)直儀可調(diào)底座的三個(gè)旋鈕來達(dá)到要求，因此，兩者之間會(huì)相互影響，即自準(zhǔn)直儀的調(diào)平會(huì)影響十字絲反射像在視場(chǎng)中的位置，而反射像位置的調(diào)整也會(huì)影響自準(zhǔn)直儀的調(diào)平。因此，實(shí)際的調(diào)整過程比較困難。欲使β角減小，需要調(diào)整多齒分度臺(tái)，可先用雙軸光電自準(zhǔn)直儀測(cè)出多齒分度臺(tái)相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)的傾斜角，通過分析得出多齒分度臺(tái)的調(diào)整量，按照調(diào)整量對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。但在調(diào)整時(shí)，調(diào)整量不好控制，操作不太方便，需要反復(fù)調(diào)整。因此，用調(diào)整的方法減小調(diào)整誤差比較困難，且檢定精度要求越高，對(duì)檢定前的調(diào)整要求也就越高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種方法簡(jiǎn)單，消除了調(diào)整誤差并提高了轉(zhuǎn)臺(tái)分度誤差的檢定精度的。本專利技術(shù)的，它包括以下步驟(I)將多齒分度臺(tái)安裝在被檢轉(zhuǎn)臺(tái)工作面的中心，平面反射鏡固定在多齒分度臺(tái)上，利用自準(zhǔn)直儀瞄準(zhǔn)平面反射鏡；(2)將被檢轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)一周使雙軸光電自準(zhǔn)直儀兩軸均有讀數(shù)；(3)將被檢轉(zhuǎn)臺(tái)置零位，讀取雙軸光電自準(zhǔn)直儀的初始值，然后，將多齒分度臺(tái)及 反射鏡隨被檢轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)Φ角度，所述的Φ = 360° /n，n為整數(shù)，且需滿足Φ是多齒分度臺(tái)最小分度間隔的整數(shù)倍；(4)將反射鏡隨多齒分度臺(tái)向相反的方向回轉(zhuǎn)-Φ角度后，光電自準(zhǔn)直儀再次瞄準(zhǔn)反射鏡并讀取測(cè)量值，如此順序?qū)Ρ粰z轉(zhuǎn)臺(tái)各被檢角度進(jìn)行測(cè)量，直至整周；(5)改變多齒分度臺(tái)相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)的傾斜角，同時(shí)保持雙軸光電自準(zhǔn)直儀不動(dòng)，重復(fù)步驟2至4進(jìn)行第二次檢測(cè)，讀取雙軸光電自準(zhǔn)直儀的測(cè)量值；(6)根據(jù)公式計(jì)算被測(cè)轉(zhuǎn)臺(tái)各分度處的分度誤差為Xi=(y' ilX' j' ^ n) /(y' 式中x’i，y' i為光電自準(zhǔn)直儀第一次測(cè)量值，χ’n，y’n為第二次測(cè)量值。采用本專利技術(shù)的方法由于多齒分度臺(tái)相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)的傾斜角β和自準(zhǔn)直儀十字絲傾斜角Y的影響，使分度誤差X的測(cè)量值產(chǎn)生誤差ΛΧ，即產(chǎn)生調(diào)整誤差，在自準(zhǔn)直儀未調(diào)平情況下進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，若設(shè)Y=r，由傾斜角β引起的Y軸讀數(shù)最大值y’max = 60"，則A2=1.05"，影響較大。利用雙軸光電自準(zhǔn)直儀的豎直Y軸讀數(shù)補(bǔ)償水平X軸測(cè)量值，從而消除調(diào)整誤差的方法，降低了對(duì)調(diào)整的要求。該方法也適用于其他利用雙軸光電自準(zhǔn)直儀進(jìn)行測(cè)量的場(chǎng)合，可消除兩軸之間的相互影響。通過驗(yàn)證，補(bǔ)償后的結(jié)果與轉(zhuǎn)臺(tái)的分度誤差很接近，大大縮短了調(diào)整時(shí)間，且精度較高。附圖說明圖I為現(xiàn)有的檢測(cè)裝置示意圖；圖2為多齒分度臺(tái)相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)傾斜β角結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖I所示的自準(zhǔn)直儀的十字絲傾斜結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作以詳細(xì)描述。結(jié)合圖2和3本專利技術(shù)方法的原理為利用雙軸光電自準(zhǔn)直儀的Y軸讀數(shù)補(bǔ)償X軸測(cè)量值，從而消除調(diào)整誤差。圖2中I為轉(zhuǎn)臺(tái)軸線；2為多齒分度臺(tái)軸線；3為平面反射鏡；4為多齒分度臺(tái)；5為被檢轉(zhuǎn)臺(tái)；β為轉(zhuǎn)臺(tái)軸線與多齒分度臺(tái)軸線的夾角。圖3中O點(diǎn)為十字絲交點(diǎn)起始位置；Υ軸方向?yàn)檗D(zhuǎn)臺(tái)的軸線方向；Υ’軸為十字絲豎線方向；Y角為十字絲與轉(zhuǎn)臺(tái)的軸線夾角光電自準(zhǔn)直儀測(cè)量值；Xi為轉(zhuǎn)臺(tái)分度誤差，Ii為多齒分度臺(tái)相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)的傾斜。采用雙軸光電自準(zhǔn)直儀測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)的分度誤差時(shí)，在自準(zhǔn)直儀未調(diào)平的情況下，如果同時(shí)多齒分度臺(tái)相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)傾斜，兩者共同作用就會(huì)使X的測(cè)量值產(chǎn)生誤差Λχ，如圖3所示。假設(shè)雙軸光電自準(zhǔn)直儀十字絲交點(diǎn)起始位置為O點(diǎn)，由于豎直方向反射鏡的傾斜Yi以及水平方向分度誤差Xi的存在，使得十字絲交點(diǎn)由O移至A點(diǎn)時(shí)，讀數(shù)值應(yīng)為(Xi，yi)。但由于十字絲傾斜Y角，當(dāng)在光電自準(zhǔn)直儀坐標(biāo)系中Γ OY'讀數(shù)時(shí)，實(shí)際讀數(shù)值為(x' i, l' i)°由圖3可得出Xi= (x' j-y' jtan Y ) cos Y(I) = x，i cos y -y' jsin y式中Xi為轉(zhuǎn)臺(tái)的零起分度誤差；X’ ” y' i為光電自準(zhǔn)直儀測(cè)量值；y為十字絲傾斜角。由式(I)知，調(diào)整誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響Axi為Δ Xi = χ' J-Xi= x' j (1-cos Y ) +y' i sin Y (2)^ y' jsin y式中x’ p y' i為光電自準(zhǔn)直儀讀數(shù)值(其中X’ i表示轉(zhuǎn)臺(tái)分度誤差的測(cè)量值，f i表示由于多齒分度臺(tái)相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)傾斜β角引起的沿豎直方向的角度變動(dòng)值)，為已知量，，十字絲傾斜角Y未知。由式(2)可知，調(diào)整誤差是由多齒分度臺(tái)相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)的傾斜(β )以及十字絲與轉(zhuǎn)臺(tái)軸線不平行(夾角為Y)共同作用引起的，兩者單獨(dú)存在時(shí)對(duì)測(cè)量結(jié)果無影響，即自準(zhǔn)直儀在調(diào)平狀態(tài)下測(cè)量時(shí)，多齒分度臺(tái)相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)的傾斜不會(huì)使測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差；未調(diào)平測(cè)量時(shí)，若多齒分度臺(tái)的軸線與轉(zhuǎn)臺(tái)的軸線相平行，也不會(huì)產(chǎn)生誤差。當(dāng)β和Υ同時(shí)存在時(shí)，X’ i包括由于調(diào)整引起的系統(tǒng)誤差，即x' j = Xi+ Δ Xi = Xj+y' i sin y(3)Δ Xi是一個(gè)與Y軸讀數(shù)有關(guān)的量，隨Y軸讀數(shù)變化而變化；而sin Y與十字絲傾斜有關(guān)，在測(cè)量過程中自準(zhǔn)直儀是不動(dòng)的，因此，siny是一個(gè)常數(shù)。如果改變多齒分度臺(tái)相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)的傾斜角β，同時(shí)保持自準(zhǔn)直儀不動(dòng)，進(jìn)行第二次檢測(cè)，此時(shí)x' n = XiV nsiny (4)聯(lián)立(3)和(4)兩個(gè)等式就可消去調(diào)整誤差A(yù)xi，從而得到轉(zhuǎn)臺(tái)各分度處的分度誤差XiO這種方法對(duì)檢定前的調(diào)整要求不高，只要保證在整個(gè)檢定過程中水平和豎直兩個(gè)方向的偏角都在測(cè)量范圍內(nèi)即可。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
基于光電式兩軸準(zhǔn)直儀的轉(zhuǎn)臺(tái)分度誤差檢測(cè)方法，其特征在于它包括以下步驟：（1）將多齒分度臺(tái)安裝在被檢轉(zhuǎn)臺(tái)工作面的中心，平面反射鏡固定在多齒分度臺(tái)上，利用自準(zhǔn)直儀瞄準(zhǔn)平面反射鏡；（2）將被檢轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)一周使雙軸光電自準(zhǔn)直儀兩軸均有讀數(shù)；（3）將被檢轉(zhuǎn)臺(tái)置零位，讀取雙軸光電自準(zhǔn)直儀的初始值，然后，將多齒分度臺(tái)及反射鏡隨被檢轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)φ角度，所述的φ＝360°/n，n為整數(shù)，且需滿足φ是多齒分度臺(tái)最小分度間隔的整數(shù)倍；（4）將反射鏡隨多齒分度臺(tái)向相反的方向回轉(zhuǎn)？φ角度后，光電自準(zhǔn)直儀再次瞄準(zhǔn)反射鏡并讀取測(cè)量值，如此順序?qū)Ρ粰z轉(zhuǎn)臺(tái)各被檢角度進(jìn)行測(cè)量，直至整周；（5）改變多齒分度臺(tái)相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)的傾斜角，同時(shí)保持雙軸光電自準(zhǔn)直儀不動(dòng)，重復(fù)步驟2至4進(jìn)行第二次檢測(cè)，讀取雙軸光電自準(zhǔn)直儀的測(cè)量值；（6）根據(jù)公式計(jì)算被測(cè)轉(zhuǎn)臺(tái)各分度處的分度誤差為xi=(y′i1x′i？y′ix′i1)/(y′i1？y′i)。式中x“i，y′i為光電自準(zhǔn)直儀第一次測(cè)量值，x“i1，y“i1為第二次測(cè)量值。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭敬濱，常青，曹紅艷，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：天津大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：