[发明专利]一种基于误差与变异规律的三坐标测量机误差测量方法

权利要求书

1.一种基于误差与变异规律的三坐标测量机误差测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)建立误差变异理论模型为：

其中：α，β，γ为测量机坐标系的X、Y、Z三轴相对于理论坐标系XYZ三个方向i,j,k上的角度误差标记；x,y,z为测量点在测量机坐标系XYZ上三个坐标的坐标值；Δxy为X向导轨在测量机坐标系的Y轴方向直线度误差的误差值，Δxz为X向导轨在测量机坐标系的Z轴方向直线度误差的误差值，Δyx为Y向导轨在测量机坐标系的X轴方向直线度误差的误差值，Δyz为Y向导轨在测量机坐标系的Z轴方向直线度误差的误差值，Δzx为Z向导轨在测量机坐标系的X轴方向直线度误差的误差值，Δzy为Z向导轨在测量机坐标系的Y轴方向直线度误差的误差值；Δx_b，Δy_b和Δz_b为测量点位置变异量在测量机坐标系的X、Y、Z三轴方向上的分量；

(2)获得测量与数据处理图：

S2.1锁定Z坐标，测头在理论坐标系的XOY平面内运动，获得a面和b面上标准量块各测量点坐标数据，将各测量点坐标数据作为曲线的峰谷点并将其分别连接成为两条曲线，将a面上的曲线拟合为拟合直线L_axy，将b面上的曲线拟合为拟合直线L_byx，以形成测量与数据处理图a；

S2.2锁定X坐标，测头在理论坐标系的ZOY平面内运动，获得a面和c面上标准量块各测量点坐标数据，将各测量点坐标数据作为曲线的峰谷点并将其分别连接成为两条曲线，将a面上的曲线拟合为拟合直线L_azy，将c面上的曲线拟合为拟合直线L_cyz，以形成测量与数据处理图b；

S2.3锁定Y坐标，测头在理论坐标系的ZOX平面内运动，获得b面和c面上标准量块各测量点坐标数据，将各测量点坐标数据作为曲线的峰谷点并将其分别连接成为两条曲线，将b面上的曲线拟合为拟合直线L_bzx，将c面上的曲线拟合为拟合直线L_cxz，以形成测量与数据处理图c；

所述的a,b,c三个面为标准量块上彼此两两相互垂直的面，并且a面与理论坐标系XYZ的ZOX面平行，b面与理论坐标系XYZ的ZOY面平行，c面与理论坐标系XYZ的XOY面平行；

(3)根据测量与数据处理图对误差变异理论模型进行变形，得到直线度误差与垂直度误差：

S3.1根据测量与数据处理图a对误差变异理论模型变形如下：

式中(Δzx+β·z)与(Δzy-α·z)为常值，拟合直线L_axy的极差为X向导轨在测量机坐标系的Y坐标轴对应的Y方向的直线度误差e_xy，拟合直线L_byx的极差为Y向导轨在测量机坐标系的X坐标轴对应的X方向的直线度误差e_yx，拟合直线L_axy与拟合直线L_byx的夹角与90°之差的绝对值为X、Y两向导轨在理论坐标系的XOY平面内的垂直度误差δ_xy；

S3.2根据测量与数据处理图b对误差变异理论模型变形如下：

式中(Δxy+γ·x)与(Δxz-β·x)为常值，拟合直线L_azy的极差为Z向导轨在测量机坐标系的Y坐标轴对应的Y方向的直线度误差e_zy，拟合直线L_cyz的极差为Y向导轨在测量机坐标系的Z坐标轴对应的Z方向的直线度误差e_yz，拟合直线L_azy与拟合直线L_cyz的夹角与90°之差的绝对值为Y、Z两向导轨在理论坐标系的ZOY平面内的垂直度误差δ_yz，拟合直线L_cyz与理论坐标系的XOY平面在理论坐标系的ZOY平面内的夹角与90°之差的绝对值为Z向导轨与理论坐标系的XOY平面在理论坐标系的ZOY平面内的垂直度误差δ_z(yoz)；

S3.3根据测量与数据处理图c对误差变异理论模型变形如下：

式中(Δyx-γ·y)与(Δyz+α·y)为常值，拟合直线L_bzx的极差为Z向导轨在测量机坐标系的X坐标轴对应的X方向的直线度误差e_zx，拟合直线L_cxz的极差为X向导轨在测量机坐标系的Z坐标轴对应的Z方向的直线度误差e_xz，拟合直线L_bzx与拟合直线L_cxz的夹角与90°之差的绝对值为X、Z两向导轨在理论坐标系的ZOX平面内的垂直度误差δ_xz，拟合直线L_bzx与理论坐标系的XOY平面在理论坐标系的ZOX平面内的夹角与90°之差的绝对值为Z向导轨与理论坐标系的XOY平面在理论坐标系的ZOX平面内的垂直度误差δ_z(xoz)。