CN103591874B - 用标准块实现极坐标齿轮测量中心零点标定的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用标准块实现极坐标齿轮测量中心零点标定的方法。目前对还没有能对极坐标测量中心的零点标定，也没有对T0进行自动检测的装置和办法，因此也无法使用后续测量软件来进行自动误差补偿。本发明用标准块实现极坐标齿轮测量中心零点标定，所用标准块包含一个芯轴和两个基准面，通过芯轴将标准块安装在极坐标齿轮测量中心的回转轴上，所述两个基准面为A1和A2，两侧面相对芯轴中心的距离分别为B1和B2。本发明中所采用的标准块其本质上是带芯轴的标准块，加工时只需要保证两侧面的直线度即可；一次装夹即可实现自动零点标定；同样适合于公知的齿轮测量中心。
Description
技术领域
本发明属于坐标测量机技术领域，具体涉及一种用标准块实现极坐标齿轮测量中心零点标定的方法。
背景技术
齿轮测量中心是信息技术、计算机技术和数控技术在齿轮测量仪器上集成应用的结晶,是坐标式齿轮测量仪器发展中的一个里程碑。主要用于齿轮单项几何精度的检测,也可用于齿轮整体误差的测量。它具有测量范围广、精度高、效率高等特点。
极坐标测量中心由二个直线轴和一个回转轴组成，所述的直线轴是Z轴和R轴。测头可沿直线轴移动，在水平截面内仅能沿R轴移动。测头球心按照规定应该位于R轴线向，但是因为安装误差，可能会偏离轴线一个距离T0，T0一般应该小于10um。极坐标齿轮测量中心在进行工件测量前必须进行零点校正，即当测头移动到回转中心位置时，其R轴坐标示值要求为0, 并标定出测头距离R轴线的距离T0。
目前对还没有能对极坐标测量中心的零点标定，也没有对T0进行自动检测的装置和办法，因此也无法使用后续测量软件来进行自动误差补偿。
发明内容
本发明的目的是提供一种用标准块实现极坐标齿轮测量中心零点标定的方法，以实现极坐标齿轮测量中心零点难以标定的问题。
本发明所采用的技术方案为：
用标准块实现极坐标齿轮测量中心零点标定的方法，其特殊之处在于：
该方法中所用标准块包含一个芯轴和两个基准面，通过芯轴将标准块安装在极坐标齿轮测量中心的回转轴上，所述两个基准面为A1和A2，两侧面相对芯轴中心的距离分别为B1和B2；
该方法的具体步骤是：
第一步：将标准块装夹在极坐标齿轮测量中心的回转轴台上，并使其测头放置于R向和Z向的合适位置，保证标准块在转台的带动下能够使其一个基准面接触上测头；
第二步：在极坐标齿轮测量中心回转轴的带动下，带动标准块与测头接触，使标准块基准面接触上测头；获得标准块上接触点的各轴坐标值（R1，q1）；
第三步：自动沿R方向改变测头位置，并在极坐标齿轮测量中心回转轴的带动下，带动标准块与测头接触，使标准块基准面接触上测头；获得标准块上接触点的各轴坐标值（R2，q2）；
第四步：可重复步骤三多次，获取多点坐标值（Ri，qi）,i=1，2，3，…，n，n≥2；
第五步：计算机根据测量得到的多个点的坐标值应处于直线上且该直线与回转中心的距离为B1这一基本条件，得到基准面方程：
第六步：当测头偏置量T0已知时跳过过该步骤。在极坐标齿轮测量中心带动下，使测头与标准块的另一个基准面接触，并测量得到另一基准面的方程：
第七步：根据方程求解得到轴心坐标R0，当前测头与轴心位置的R轴相对坐标值（Rn-R0），即为当前极坐标齿轮测量中心R轴的实际坐标值。设置极坐标齿轮测量中心R轴坐标示值（Rn-R0）；测头的安装偏置误差T0，可用于测量中的自动补偿；
第八步：零点设置完毕，取下标准块。
本发明具有以下优点：
1、结构简单：本发明中所采用的标准块其本质上是带芯轴的标准块，加工时只需要保证两侧面的直线度即可。侧面到芯轴的距离不做要求，可以采用仪器鉴定出距离值。该标准块可以方便的获得，比如可直接使用已经标定好参数的矩形塞规作为零点标定用的标准器，可以用标准量块固定到一个带芯轴的平台上来实现。
2、方法简单：一次装夹即可实现自动零点标定。
3、适用范围广：该方法同样适合于公知的齿轮测量中心。此时的T0代表的是T轴坐标值。
附图说明
图1是本发明的带芯轴的标准块的两基准面不平行示意图；
图2是本发明的带芯轴的标准块的两基准面平行且分两侧示意图；
图3是本发明的带芯轴的标准块的两同侧平行基准面示意图；
图4是本发明测量方法实施例1的示意图；
图5是本发明测量方法实施例2的示意图；
图6是在公知的齿轮测量中心上对矩形花键两侧面距离测量结果示意图；
图7是极坐标齿轮测量中心上未校准时采用该矩形花键进行测量结果示意图；
图8是极坐标齿轮测量中心上对该矩形花键测量结果处理后得到的实际零点示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
参见图1~图3，该方法中所用标准块包含一个芯轴和两个基准面，通过芯轴将标准块安装在极坐标齿轮测量中心的回转轴上，所述两个基准面为A1和A2，A1和A2两侧面可以平行，也可以成一个任意夹角，两侧面相对芯轴中心的距离分别为B1和B2。B1与B2可以相等，也可以不相等。参数B1和B2可以用其它仪器事先测定。
实施例1：
参见图5，测量仪器为极坐标齿轮测量中心。采用一维针尖测头，测力为垂直于R向，测头偏置量T0已知。利用本发明方法的具体步骤是：
第一步：将标准块装夹在极坐标齿轮测量中心的回转轴台上，并使其测头放置于R向和Z向的合适位置，保证标准块在转台的带动下能够使其一个基准面接触上测头；
第二步：在极坐标齿轮测量中心回转轴的带动下，带动标准块与测头接触，使标准块基准面A1接触上测头；获得标准块上接触点的各轴坐标值（R1，q1）；
第三步：自动沿R方向改变测头位置，并在极坐标齿轮测量中心回转轴的带动下，带动标准块与测头接触，使标准块基准面A1接触上测头；获得标准块上接触点的各轴坐标值（R2，q2）；
第四步：可重复步骤三多次，获取多点坐标值（Ri，qi）,i=1，2，3，…，n，n≥2；
第五步：计算机根据测量得到的多个点的坐标值应处于直线上且该直线与回转中心的距离为B1这一基本条件，得到基准面A1方程：
第六步：根据方程求解得到轴心坐标R0，当前测头与轴心位置的R轴相对坐标值（Rn-R0），即为当前极坐标齿轮测量中心R轴的实际坐标值。设置极坐标齿轮测量中心R轴坐标示值（Rn-R0）；测头的安装偏置误差T0，可用于测量中的自动补偿。
第七步：零点设置完毕，取下标准块。
实施例2：
参见图4和图5，测量仪器为极坐标齿轮测量中心。采用一维球形测头，测力为垂直于R向，测头偏置量T0未知。利用本发明方法的具体步骤是：
第一步：将标准块装夹在极坐标齿轮测量中心的回转轴台上，并使其测头放置于R向和Z向的合适位置，保证标准块在转台的带动下能够使其一个基准面A1接触上测头；
第二步：在极坐标齿轮测量中心回转轴的带动下，带动标准块与测头接触，使标准块基准面A1接触上测头；获得标准块上接触点的各轴坐标值（R1，q1）；
第三步：自动沿R方向改变测头位置，并在极坐标齿轮测量中心回转轴的带动下，带动标准块与测头接触，使标准块基准面A1接触上测头；获得标准块上接触点的各轴坐标值（R2，q2）；
第四步：可重复步骤三多次，获取多点坐标值（Ri，qi）,i=1，2，3，…，n，n≥2；
第五步：计算机根据测量得到的多个点的坐标值应处于直线上且该直线与回转中心的距离为B1这一基本条件，得到基准面方程：
第六步：当测头偏置量T0已知时跳过过该步骤。在极坐标齿轮测量中心带动下，使测头与标准块的另一个基准面A2接触，并测量得到另一基准面A2的方程：
第七步：根据方程求解得到轴心坐标R0，当前测头与轴心位置的R轴相对坐标值（Rn-R0），即为当前极坐标齿轮测量中心R轴的实际坐标值。设置极坐标齿轮测量中心R轴坐标示值（Rn-R0）；测头的安装偏置误差T0，可用于测量中的自动补偿。
第八步：零点设置完毕，取下标准块。
实施例3：
参见图5，测量仪器为公知的齿轮测量中心。采用一维针尖测头，测力为垂直于R向。利用本发明方法的具体步骤是：
第一步：将标准块装夹在齿轮测量中心的回转轴台上，并使其测头放置于R向和Z向的合适位置，保证标准块在转台的带动下能够使其一个基准面A1接触上测头；
第二步：在齿轮测量中心回转轴的带动下，带动标准块与测头接触，使标准块基准面A1接触上测头；获得标准块上接触点的各轴坐标值（R1，q1，T1）；
第三步：自动沿R方向改变测头位置，并在齿轮测量中心回转轴的带动下，带动标准块与测头接触，使标准块基准面A1接触上测头；获得标准块上接触点的各轴坐标值（R2，q2，T2）；
第四步：可重复步骤三多次，获取多点坐标值（Ri，qi，Ti）,i=1，2，3，…，n，n≥2；
第五步：计算机根据测量得到的多个点的坐标值应处于直线上且该直线与回转中心的距离为B1这一基本条件，得到基准面A1方程：
第六步：在齿轮测量中心带动下，使测头与标准块的另一个基准面A2接触，并测量得到另一基准面A2的方程：
第七步：根据方程求解得到轴心坐标R0和T0，当前测头与轴心位置的R轴相对坐标值（Rn-R0）和(Tn-T0)，即为当前极坐标齿轮测量中心R轴的实际坐标值。设置极坐标齿轮测量中心R轴坐标示值（Rn-R0）,T轴坐标示值（Tn-T0）;
第八步：零点设置完毕，取下标准块。
实施例4：
对于使用三维测头的极坐标齿轮测量中心可采用实施例2的方法进行零点标定。
实施例5：
对于使用三维测头的公知的齿轮测量中心可采用实施例3方法进行零点标定。
参见图6，图6是在公知的齿轮测量中心上对矩形花键两侧面距离测量结果示意图，测量得到左面回转中心的距离分别是4.998mm，右面到回转中心距离是5.012mm；
参见图7，图7是极坐标齿轮测量中心上未校准时采用该矩形花键进行测量结果示意图。测量左面到当前坐标原点的距离分别是4.983mm，右面到当前坐标原点的距离是5.027mm。与到回转中心的距离值不相符；
参见图8，图8是极坐标齿轮测量中心上对该矩形花键测量结果处理后得到的实际零点示意图。根据图7数据进行零点校正，坐标原点偏离回转中心R轴坐标值为0.004mm，垂直R轴方向距离为0.015mm，校正后左面到坐标原点的距离是4.998mm，右面到坐标原点距离是5.012mm，与图6结果相符，说明校正后的坐标原点就是回转中心，自动校正结果正确。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
Claims (1)
1.用标准块实现极坐标齿轮测量中心零点标定的方法，其特殊之处在于：
该方法中所用标准块包含一个芯轴和两个基准面，通过芯轴将标准块安装在极坐标齿轮测量中心的回转轴上，所述两个基准面为A1和A2，两侧面相对芯轴中心的距离分别为B1和B2；
该方法的具体步骤是：
第一步：将标准块装夹在极坐标齿轮测量中心的回转轴台上，并使其测头放置于R向和Z向的合适位置，保证标准块在转台的带动下能够使其一个基准面接触上测头；
第二步：在极坐标齿轮测量中心回转轴的带动下，带动标准块与测头接触，使标准块基准面接触上测头；获得标准块上接触点的各轴坐标值（R1，q1）；
第三步：自动沿R方向改变测头位置，并在极坐标齿轮测量中心回转轴的带动下，带动标准块与测头接触，使标准块基准面接触上测头；获得标准块上接触点的各轴坐标值（R2，q2）；
第四步：可重复步骤三多次，获取多点坐标值（Ri，qi）,i=1，2，3，…，n，n≥2；
第五步：计算机根据测量得到的多个点的坐标值应处于直线上且该直线与回转中心的距离为B1这一基本条件，得到基准面方程：
第六步：当测头偏置量T0已知时跳过该步骤；在极坐标齿轮测量中心带动下，使测头与标准块的另一个基准面接触，并测量得到另一基准面的方程：
第七步：根据方程求解得到轴心坐标R0，当前测头与轴心位置的R轴相对坐标值（Rn-R0），即为当前极坐标齿轮测量中心R轴的实际坐标值；设置极坐标齿轮测量中心R轴坐标示值（Rn-R0）；测头的安装偏置误差T0，可用于测量中的自动补偿；
第八步：零点设置完毕，取下标准块。
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