TWI569917B - 角度誤差修正裝置 - Google Patents

Description

角度誤差修正裝置

一種量測系統，尤其是種旋轉軸角度定位量測系統

近年來因為微細化加工發展及精密度要求提高，對於機器中旋轉軸之旋轉軸角度定位精度的要求也日益提高，而由於該旋轉軸的角度量測直接影響到其定位精度，因此旋轉軸角度定位之量測技術是否足以應付其精度要求，也就變的很重要。而目前常用的檢測角度定位的儀器有兩種，其中之一為自動視準儀、而另一種為雷射干涉儀。

以自動視準儀之檢測而言，自動視準儀主要測量微小角度，進而測量角度定位，利用測量光源經平面反射鏡後所產生極小的角度原理工作，配合多面鏡及可量測旋轉軸之角度定位誤差。其自動視準儀操作較為複雜，且成本高，而其量測精度無法完全滿足現行微細加工之需求。

另就雷射干涉儀之檢測而言，雷射干涉儀為目前業界在進行機台性能檢測時，最可信賴之量測設備，透過角度鏡組及其光路反射之波長不同，可由雷射干涉儀之處理器測得小角度之變化。但雷射干涉儀本身及其搭配的相關鏡組非常昂貴，且在量測過程需時時注意光源是否有被遮蔽，當光源被遮蔽時雷射干涉儀訊號就必須再進行重新設定。

換言之，發展較低成本、且簡易便利之量測技術，同時兼具精度的要求，係目前業界的重要課題，而有必要做進一步開發之必要，以滿足實際 使用的需求。

緣是，本創作人乃針對前述現有旋轉軸之角度量測時所面臨的問題深入探討，並藉由創作人多年從事相關產業的開發經驗，並積極尋求解決之道，經不斷努力之研究與發展，終於成功的創作出一種旋轉軸角度定位量測系統，藉以克服現有者因無法兼具簡易、低成本及高精度所造成的不便與困擾。

為解決現有技術因無法兼具簡易、低成本及高精度的量測方式所造成的不便與困擾，本發明提出一種角度誤差修正裝置，其包含一測量基準單元、一誤差測量單元及一動作操控單元，其中：該動作操控單元輸出一轉動指令至該測量基準單元；該測量基準單元依據該轉動指令進行一誤差測量動作；及該誤差測量單元對應設置於該測量基準單元，該誤差測量單元感應該測量基準單元進行該誤差測量動作後所產生的一轉動誤差。

而其中，本發明進一步包含一連動基座，該連動基座係固定設置於一被測量物件，使該連動基座與該被測量物件之動作對應連動，其中該被測量物件接收該轉動指令後執行一指令動作，該轉動誤差係該誤差測量動作與該指令動作間之差距。

該誤差測量單元依據該轉動誤差輸出一誤差修正指令至該動作操控單元，該動作操控單元依據該誤差修正指令控制該被測量物件進行一修正動作。

該感測裝置包含一安裝校正裝置，該安裝校正裝置使該測量基準單元以一適當方式設置於該連動基座，該適當方式使該測量基準單元不因安裝 設置方式影響其機械精度。

該誤差測量單元包含一類比/數位轉換裝置，該類比/數位轉換裝置將類比模式之該轉動誤差轉換為數位的電訊號輸出至該動作操控單元。

該轉動指令使該被測量物件及該測量基準單元進行旋轉角度相同之但方向相反之旋轉。

由上述說明可知本發明有下列優點：

1.簡化的操作系統，提昇旋轉軸精度校正之效率。

2.簡化之量測方式減少精度校正所需耗費的人力成本且提昇實用性。

10‧‧‧連動基座

20‧‧‧測量基準單元

30‧‧‧誤差測量單元

31‧‧‧安裝校正裝置

32‧‧‧類比/數位轉換裝置

40‧‧‧動作操控單元

50‧‧‧被測量物件

圖1為本發明較佳實施例之立體示意圖。

圖2為本發明較佳實施例之系統示意圖。

請參考圖1及2，本發明為一種角度誤差修正裝置，其中包含一連動基座10、一測量基準單元20、一誤差測量單元30及一動作操控單元40，本發明實施例中，利用該連動基座10與該測量基準單元20間旋轉後產生之一轉動誤差，作為判斷一被測量物件50之旋轉角度精度。

該連動基座10固定設置於一被測量物件50，其安裝方向為該連動基座10之一結合面朝向該被測量物件50，使該被測量物件50進行旋轉時該連動基座10可對應連動或同步旋轉，該被測量物件50可為具有旋轉功能之一旋轉機構，例如：工具機之旋轉軸或其他機械模組中之旋轉軸，其中該被測量物件50在接收到一轉動指令後依據該轉動指令所表示之旋轉角度進行一指令動作，該指令動作為該旋轉機構依工作內容需求進行不同角度之 旋轉。

該測量基準單元20可轉動的設置於該連動基座10，其活動設置於與該連動基座10之該結合面相對的一頂面。該測量基準單元20可在接收到該轉動指令後依據該轉動指令所表示之旋轉角度進行一誤差量測動作，而該指令動作及該誤差量測動作進行旋轉之速率相對。

本發明實施例中，該被測量物件50及該測量基準單元20所接收的該轉動指令之旋轉角度皆為相同，使該被測量物件50之指令動作與該測量基準單元20之誤差量測動作進行相同角度之反向旋轉。由於該被測量物件50與該測量基準單元20間機械精度之差異使該指令動作與該誤差量測動作間產生有該轉動誤差。該測量基準單元20之機械精度高於該被測量物件50之機械精度，因此，可使該被測量物件50可依據與該轉動誤差作為一修正動作之基準。

該轉動指令由該動作操控單元40輸出，該動作操控單元40控制一驅動裝置，該驅動裝置依據該轉動指令旋轉該測量基準單元20，使該測量基準單元20可隨該被測量物件50之旋轉機構轉動，該驅動裝置可為一步進馬達、伺服馬達或其可線性控制之馬達。該被測量物件50之旋轉機構的指令動作角度之設定可為該被測量物件50之控制器所提供，或者也可由動作操控單元40一起提供。

該誤差測量單元30設置於該測量基準單元20，該誤差測量單元30感測該轉動誤差，其中，該誤差測量單元30之角度感測手段不限定，可為現有的各種具有精度相對較高之角度感測器，例如可為光學式或機械式之角度感應。該轉動誤差可由該誤差測量單元30將角度感應結果轉換以一電訊 號的方式輸出至該動作操控單元40，該動作操控單元40在接收到該轉動誤差之電訊號後，將轉動誤差予以輸出，通知使用者，或可提供該被測量物件50，使該被測量物件50可依此修正角度。

該感測裝置30包含及一類比/數位轉換裝置32，該類比/數位轉換裝置32將類比模式之該轉動誤差轉換為數位的該電訊號並輸出至該動作操控單元40。

進一步的，本發明之一種旋轉軸角度定位量測系統包含一安裝校正裝置31，該安裝校正裝置31使該測量基準單元20以一適當方式設置於該連動基座40，該適當方式可為以一機械精度高於該測量基準單元20之儀器或設備校正該誤差測量單元30，該適當方式可使該測量基準單元20不因設置方式影響其機械精度。本發明實施例中，該安裝校正裝置31可為一氣泡式水平儀，該氣泡式水平儀精度較該誤差測量單元高，使該誤差測量單元30可透過該安裝校正裝置31進行一安裝校正。

進一步的，該誤差測量單元30與該動作操控單元40相連，使該修正動作可為該誤差測量單元30將該轉動誤差以一轉動誤差訊號輸出至該動作操控單元40，該動作操控單元40依據該轉動誤差訊號輸出一誤差修正指令轉動指令通知使用者，或使該被測量物件50依據該誤差修正指令轉動指令旋轉以修正該轉動誤差。

由上述說明可知本發明有下列優點：

1.簡化及操作便利之係系統，提昇旋轉軸精度校正之效率。

2.簡易之量測方式減少精度校正所需耗費的人力成本且提昇實用性。

10‧‧‧連動基座

20‧‧‧測量基準單元

30‧‧‧誤差測量單元

31‧‧‧安裝校正裝置

40‧‧‧動作操控單元

50‧‧‧被測量物件

Claims (4)

1. 一種角度誤差修正裝置，其包含一連動基座、一測量基準單元、一誤差測量單元及一動作操控單元，其中：該連動基座係用於固定設置於一被測量物件，該連動基座與該被測量物件之動作對應連動；該測量基準單元可轉動的設置於該連動基座，該測量基準單元之機械精度高於該被測量物件之機械精度；該動作操控單元輸出一轉動指令，該測量基準單元依據該轉動指令進行一誤差測量動作，該被測量物件接收該轉動指令後執行一指令動作，該轉動指令使該被測量物件及該測量基準單元進行旋轉角度相同但方向相反之旋轉；及該誤差測量單元對應設置於該測量基準單元，該誤差測量單元感應一轉動誤差，該轉動誤差係該誤差測量動作與該指令動作間之差距。
2. 依申請專利範圍第1項之角度誤差修正裝置，該誤差測量單元依據該轉動誤差輸出一誤差修正指令至該動作操控單元，該動作操控單元依據該誤差修正指令控制該被測量物件進行一修正動作。
3. 依申請專利範圍第2項之角度誤差修正裝置，設有一感測裝置，該感測裝置包含一安裝校正裝置，該安裝校正裝置使該測量基準單元以一適當方式設置於該連動基座，該適當方式使該測量基準單元不因安裝設置方式影響其機械精度。
4. 依申請專利範圍第3項之角度誤差修正裝置，該誤差測量單元包含一類比/數位轉換裝置，該類比/數位轉換裝置將類比模式之該轉動誤差轉換 為數位的電訊號輸出至該動作操控單元。