CN112747694A - 一种转台误差测量装置及补偿方法 - Google Patents

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李忠明
李俊霖
唐延甫
韩冰
杨永强
李洪雨
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明提供一种转台误差测量装置，包括：自准直仪、多齿分度台；多齿分度台用于标定待测量转台的实际旋转角度；自准直仪测量待测量转台的垂直度误差。一种转台误差补偿方法：S1、进行调零；调节待补偿转台，使其圆光栅的读数为0°，记录此时多齿分度台的0°对应位置为角度标定位置，调节自准直仪，使其出射光与镜面反射的反射光重合；S2、转动待补偿转台，使圆光栅的读数增加1°，记录在角度标定位置读取的多齿分度台的角度，并记录自准直仪测量的垂直方向倾斜角；S3、重复S2，直至圆光栅的读数为360°，根据记录的数据制作转台误差表，根据转台误差表补偿待补偿转台的读数。本发明通过转台误差表对转台读数进行补偿，提高转台的精度。

Description

一种转台误差测量装置及补偿方法
技术领域
本发明涉及机械测量领域，特别涉及一种转台误差测量装置及补偿方法。
背景技术
在高精度转台设计中，作为转台编码器的圆光栅通常安装在旋转轴上或电机轴上，安装在旋转轴上，可以直接检测旋转轴转过的角度，消除空回的影响，但是圆光栅的安装偏心、变形等安装误差对转台的精度有较大的影响，需要进行修正。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供一种转台误差测量装置及补偿方法。
为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：
一种转台误差测量装置，包括：自准直仪、多齿分度台；多齿分度台用于标定待测量转台的实际旋转角度；自准直仪测量待测量转台的垂直度误差。
优选地，还包括平面反射镜；多齿分度台置于待测量转台的上表面，平面反射镜的镜面垂直于多齿分度台的上表面，并与其连接固定。
优选地，还包括自准直仪支架；自准直仪固定在自准直仪支架上，其主光轴垂直于待测量转台的轴线，出射光在所述平面反射镜的镜面发生反射。
一种转台误差补偿方法，包括以下步骤：
S1、进行调零；调节待补偿转台，使其圆光栅的读数为0°，记录此时多齿分度台的0°对应位置为角度标定位置，调节自准直仪，使其出射光与镜面反射的反射光重合；
S2、转动待补偿转台，使圆光栅的读数增加1°，记录在角度标定位置读取的多齿分度台的角度，并记录自准直仪测量的垂直方向倾斜角；
S3、重复S2，直至圆光栅的读数为360°，根据记录的数据制作转台误差表，根据转台误差表补偿待补偿转台的读数。
优选地，制作转台误差表包括以下步骤：
计算圆光栅的每个读数与该读数对应的多齿分度台的角度间的差值，该差值为该读数对应的转台转角误差；
记录圆光栅的每个读数对应的自准直仪测量的垂直方向倾斜角为转台垂直误差；
对每对相邻读数的转台转角误差和转台垂直误差进行线性差值运算，得到非整数角度对应的转台转角误差和转台垂直误差；
建立转台误差表，表中每项包含圆光栅读数、转台转角误差和转台垂直误差三项数据。
本发明能够取得以下技术效果：
通过转台误差表对转台读数进行补偿，提高转台的精度。
附图说明
图1是本发明实施例的转台误差测量装置的结构示意图。
其中的附图标记包括：自准直仪1、多齿分度台2、待测量转台3、平面反射镜4、自准直仪支架5。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明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发明，而不构成对本发明的限制。
如图1所示，一种转台误差测量装置，包括：自准直仪1、多齿分度台2；多齿分度台2用于标定待测量转台3的实际旋转角度，以多齿分度台2的刻度为基准，作为实际旋转角度，计算待测量转台3的读数的误差；自准直仪1测量待测量转台3的垂直度误差。
在本发明的一个实施例中，还包括平面反射镜4；多齿分度台2置于待测量转台3的上表面，平面反射镜4的镜面垂直于多齿分度台2的上表面，并与其连接固定；平面反射镜4的镜面垂直于多齿分度台2的上表面，进而垂直于待测量转台3的上表面，当待测量转台3有垂直度误差时，平面反射镜4的镜面的法线会发生偏移，通过该偏移可测量待测量转台3的垂直度误差。
在本发明的一个实施例中，还包括自准直仪支架5；自准直仪1固定在自准直仪支架5上，其主光轴垂直于待测量转台3的轴线，出射光在所述平面反射镜4的镜面发生反射；通过自准直仪支架5固定自准直仪1，保证其与待测量转台3的相对位置。
一种转台误差补偿方法，包括以下步骤：
S1、进行调零；调节待补偿转台，使其圆光栅的读数为0°，记录此时多齿分度台的0°对应位置为角度标定位置，调节自准直仪，使其出射光与镜面反射的反射光重合；
进行调零，使各组件的读数都为零，并确定初始位置。
S2、转动待补偿转台，使圆光栅的读数增加1°，记录在角度标定位置读取的多齿分度台的角度，并记录自准直仪测量的垂直方向倾斜角；
定量转动待补偿转台，测量圆光栅的读数为整数时的转台误差；通过多齿分度台记录待补偿转台的实际转动角度；自准直仪位于初始位置时，其主光轴垂直于平面反射镜的镜面，通过自准直仪可测量平面反射镜跟随待补偿转台旋转后，其镜面的法线在竖直面上的角度变化，该变化等于待补偿转台的垂直度误差。
S3、重复S2，直至圆光栅的读数为360°，根据记录的数据制作转台误差表，根据转台误差表补偿待补偿转台的读数。
测量0°-360°范围中的所有圆光栅的读数为整数时的待补偿转台转台误差，对这些转台误差进行处理后，可得到任意角度的转台误差。
优选地，制作转台误差表包括以下步骤：
计算圆光栅的每个读数与该读数对应的多齿分度台的角度间的差值，该差值为该读数对应的转台转角误差；
记录圆光栅的每个读数对应的自准直仪测量的垂直方向倾斜角为转台垂直误差；
对每对相邻读数的转台转角误差和转台垂直误差进行线性差值运算，得到非整数角度对应的转台转角误差和转台垂直误差；
在较小的角度变化范围内，认为转台误差是均匀的，可通过线性差值运算得到两个相邻整数读数间的角度的转台误差，减少测量次数。
建立转台误差表，表中每项包含圆光栅读数、转台转角误差和转台垂直误差三项数据。
在实际使用待补偿转台时，根据待补偿转台的圆光栅的读数，在转台误差表中确定该圆光栅读数对应的转台转角误差和转台垂直误差，对待补偿转台进行补偿，提高待补偿转台的精度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制。本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种转台误差测量装置，其特征在于，包括：自准直仪、多齿分度台；所述多齿分度台用于标定待测量转台的实际旋转角度；所述自准直仪测量所述待测量转台的垂直度误差。
2.如权利要求1所述的转台误差测量装置，其特征在于，还包括平面反射镜；所述多齿分度台置于所述待测量转台的上表面，所述平面反射镜的镜面垂直于所述多齿分度台的上表面，并与其连接固定。
3.如权利要求2所述的转台误差测量装置，其特征在于，还包括自准直仪支架；所述自准直仪固定在所述自准直仪支架上，其主光轴垂直于所述待测量转台的轴线，出射光在所述平面反射镜的镜面发生反射。
4.一种转台误差补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、进行调零；调节待补偿转台，使其圆光栅的读数为0°，记录此时多齿分度台的0°对应位置为角度标定位置，调节自准直仪，使其出射光与镜面反射的反射光重合；
S2、转动待补偿转台，使所述圆光栅的读数增加1°，记录在所述角度标定位置读取的所述多齿分度台的角度，并记录所述自准直仪测量的垂直方向倾斜角；
S3、重复S2，直至圆光栅的读数为360°，根据记录的数据制作转台误差表，根据所述转台误差表补偿待补偿转台的读数。
5.如权利要求4所述的转台误差补偿方法，其特征在于，所述制作转台误差表包括以下步骤：
计算所述圆光栅的每个读数与该读数对应的所述多齿分度台的角度间的差值，该差值为该读数对应的转台转角误差；
记录所述圆光栅的每个读数对应的所述自准直仪测量的垂直方向倾斜角为转台垂直误差；
对每对相邻读数的转台转角误差和转台垂直误差进行线性差值运算，得到非整数角度对应的转台转角误差和转台垂直误差；
建立转台误差表，表中每项包含圆光栅读数、转台转角误差和转台垂直误差三项数据。
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