CN103267461B - 用于测量空间物体重复定位精度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测量空间物体重复定位精度的方法，该测量方法基于二维平面测量原理，借助四个数显百分表、转接装置及工控机，四个百分表分为两组分别测量物体上四个点，转接装置将每个百分表的测量值传输至工控机，通过工控机采集记录物体每次到指定工位的数据，根据计算原理得出物体的重复定位精度；本发明方法简便，使用方便，需要的硬件条件简单，测量的范围较大。

Description

用于测量空间物体重复定位精度的方法

技术领域

本发明属于自动化测量技术领域，特别是一种用于测量空间物体重复定位精度的方法。

背景技术

测量技术在工业生产和科研各环节中，为产品的设计、模拟、测量、放样、仿制、仿真、产品质量控制、产品运动状态提供技术支撑。在某些需要三维测量的技术领域，为了获得空间物体的相对位置关系，可以选择的工业测量手段和仪器设备名目繁多，除三维的测量设备之外，通过一维和二维的测量手段并采取一定的测量方案同样可以达到相同的目的。

三维测量技术主要是借助于长度、角度、光学、影像、磁场等技术的相互结合来实现，常见的三坐标测量机和三坐标测量臂的测量原理就是利用长度和角度的结合来实现测量。三坐标测量机设备结构复杂，体积较大，不便于现场测量；三坐标测量臂具有体积小、携带方便测量精度高等优点，但是其测量范围却受测量臂长的限制，测量范围有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方法简便，使用方便，需要的硬件条件简单，测量的范围较大的用于测量空间物体重复定位精度的方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种用于测量空间物体重复定位精度的方法，包括以下步骤：

步骤一：使物体静置，并将此位置记作初始位置；

步骤二：在物体上取定两个与物体长度方向相垂直的平面，分别记作第一平面、第二平面，使两平面与物体长度方向的两端面的距离分别小于20mm，在第一平面与物体表面的相交线上取两点，并且两点不在物体同一表面或是物体上相互平行的两面，两点为一组，在第二平面与物体表面的相交线上取两点，并且两点不在物体同一表面或是物体上相互平行的两面，两点为一组，四个点分别记作A、B、C、D，其中A、B为一组，C、D为一组；

步骤三：水平或竖直安装数显百分表，A、B、C、D四点在所述数显百分表的测量范围内，使其均能有效测量A、B、C、D四点的位移变化量；

步骤四：使物体动作一次，采集四个百分表所测数据，分别记作x_A、x_B、x_C、x_D，计算，，x₁、x₂表征物体的物体某一次运动的定位精度；

步骤五：重复上述四个步骤，采集多组数据，得出物体多次循环运动的重复定位精度。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

（1）本发明与三维测量技术相比，设计简单，需要的硬件条件简单，设备简单，体积小，便于现场测量。

（2）本发明与三坐标测量臂相比，由于不像三坐标测量臂测量范围会受到测量臂长的限制，因此测量范围较大。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明方法的流程图。

图2是本发明方法的物体结构及运动方式示意图。

图3是本发明方法的物体简化示意图。

图4是本发明方法的物体位移变化示意图；其中a为M点的横向与纵向位移变化示意图，b为N点的横向与纵向位移变化示意图。

图5是本发明方法的物体某次运动重复定位精度示意图。

具体实施方式

本发明一种用于测量空间物体重复定位精度的方法，包括以下步骤：

步骤一：使物体静置，并将此位置记作初始位置；

步骤二：在物体上取定两个与物体长度方向相垂直的平面，分别记作第一平面、第二平面，使两平面与物体长度方向的两端面的距离分别小于20mm，在第一平面与物体表面的相交线上取两点，并且两点不在物体同一表面或是物体上相互平行的两面，两点为一组，在第二平面与物体表面的相交线上取两点，并且两点不在物体同一表面或是物体上相互平行的两面，两点为一组，四个点分别记作A、B、C、D，其中A、B为一组，C、D为一组；

步骤三：水平或竖直安装数显百分表，A、B、C、D四点在所述数显百分表的测量范围内，使其均能有效测量A、B、C、D四点的位移变化量；

步骤四：使物体动作一次，采集四个百分表所测数据，分别记作x_A、x_B、x_C、x_D，计算，，x₁、x₂表征物体的物体某一次运动的定位精度；

步骤五：重复上述四个步骤，采集多组数据，得出物体多次循环运动的重复定位精度。

本发明的原理：

物体为上下两平面平行、左右两平面平行的方形体，如图1所示，且物体仅沿上下方向运动。在物体四个外表面上取A、B、C、D四点， A、B点在同一平面，记作第一平面，C、D在同一平面，记作第二平面，上述第一、第二平面均与物体长度方向垂直。

将物体简化为一条与物体被限制自由度的方向重合的线段，初始位置记作MN，如图2所示，经过一个工作循环，物体的位置记作M＇N＇，利用数显百分表分别测出四个点相对于初始位置的位移变化量x_A、x_B、x_C、x_D，如图3所示，x_A、x_B、分别为M点的横向与纵向位移变化量，x_C、x_D分别为N点的横向与纵向位移变化量，通过计算，，，x₁、x₂分别为M、N点的位移变化量，如图4所示，x₁、x₂即可表征物体的物体某一次运动的定位精度。

经过物体多个运动循环，通过数据转接装置及工控机记录每一次试验四个点的位移变化量，分析采集数据即可判定物体的重复定位精度。

实施例：

将物体静置，记录初始位置。在物体两端取两平面，如图1所示，分别记作第一、第二平面，在两平面与物体表面相交线上分别取A、B两点和C、D两点，在每个点处安装数显百分表，使其各自均在百分表测量范围内。使物体动作一次，采集四个百分表的读数，A、B、C、D四点百分表的读数分别记作x_A、x_B、x_C、x_D，计算，，x₁、x₂表征物体的物体某一次运动的定位精度，采集多组数据得以下结果：

从表中可知物体的重复定位精度在±0.02mm。

Claims (1)

1.一种用于测量空间物体重复定位精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：使物体静置，并将此位置记作初始位置；

步骤二：在物体上取定两个与物体长度方向相垂直的平面，分别记作第一平面、第二平面，使两平面与物体长度方向的两端面的距离分别小于20mm，在第一平面与物体表面的相交线上取两点，并且两点不在物体同一表面或是物体上相互平行的两面，两点为一组，在第二平面与物体表面的相交线上取两点，并且两点不在物体同一表面或是物体上相互平行的两面，两点为一组，四个点分别记作A、B、C、D，其中A、B为一组，C、D为一组；

步骤三：水平或竖直安装数显百分表，A、B、C、D四点在所述数显百分表的测量范围内，使其均能有效测量A、B、C、D四点的位移变化量；

步骤四：使物体沿上下方向运动一次，采集四个百分表所测数据，分别记作x_A、x_B、x_C、x_D，计算 $x_1=\sqrt{{x_A}^2+{x_B}^2},x_2=\sqrt{{x_C}^2+{x_D}^2},$ x₁、x₂表征物体某一次运动的定位精度；

步骤五：重复上述四个步骤，采集多组数据，得出物体多次循环运动的重复定位精度。