[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

说明书

一种基于误差与变异规律的三坐标测量机误差测量方法，属于三坐标测量机的精度评定技术领域。包括以下步骤：(1)建立误差变异理论模型；(2)在a,b,c三个面上分别锁定Z、X、Y坐标轴，沿两条其他坐标轴方向上的直线测量多个测量点坐标，将多个测量点坐标形成的曲线拟合为拟合直线，以形成测量与数据处理图；(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。本发明从误差变异规律出发，通过简单的标准立方体量块和数值计算，进行三坐标测量机的快速误差测定。

技术领域

本发明涉及三坐标测量机的精度评定技术领域，尤其涉及一种基于误差与变异规律的三坐标测量机误差测量方法。

背景技术

三坐标测量机通过接触测量的方式，获得接触点的空间坐标信息，反映零件的实际制造尺寸以及表面平面度等信息，广泛的应用于实验室科学研究和工业生产中；三坐标测量机的规格很多，但基本组成大致相同，主要由测量机主体、测量系统、控制系统和软件系统组成；测量机主体的运动部件包括沿X轴移动的主滑架、沿Y轴移动的副滑架和沿Z轴移动的副滑架三个运动导轨，三坐标测量机的X、Y、Z运动导轨相互垂直，可测量出空间范围内各测量点的坐标位置，将这些测量点的坐标经过计算处理，拟合形成测量元素，如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，经过数学计算得出其形状、位置公差及其他几何量数据；所以三坐标测量机就是进行点的采集、整理与计算的机器，因此，原始点采集的精确程度是误差产生的根本原因，在用三坐标测量机进行工件几何量测定之前，首先必须对三坐标测量机进行测头精度的标定。

申请号为201810052472X、名称为：“一种三坐标测量机的误差调节装置”的中国专利，公开了一种三坐标测量机的误差调节装置，包括水平方向上的误差调节组件和竖直方向上的误差调节组件，水平方向上的误差调节组件至少包括X方向上的水平误差调节组件、Y方向上的水平误差组件中的一个；竖直方向上的误差调节组件至少包括能够实现对测量机头的竖直方向上调节的粗调组件和微调组件。该发明的误差调节装置，其在水平方向上直接采用高精度滚轮的方式进行调节，而在竖直方向上，利用粗调和微调的双重模式进行调节，调节精度高，粗调采用螺纹方式调节，调节速度快，微调采用磁致伸缩调节，调节进度高，但是这种调节方式未能考虑到误差变异因素。

公开号为CN1055812A、名称为“三坐标测量机21项机构误差的一维球列测量法和测量装置及装置的自检方法”的中国专利，提出在三坐标测量机上用安装于测头座上的磁性球座对置于测量空间的由一系列等间距钢球组成的一维球列进行三维定位测量。通过自检法即180°转位法和平移法将测量读数分离计算出一维球列的直线度误差间距误差。将一维球列在测量空间14个不同安装位置获得的测量读数通过简单的代数运算就可以得到测量机的21项机构误差。该方法使用磁性球座和一系列钢球进行三维定位测量，运算相对简单，但操作复杂。

申请号为2013101067502、名称为“一种三坐标测量机二维平台误差的高精度校正方法”的中国专利，公开了利用精度要求低于或等于待测三坐标测量机二维平台的刚性栅格板作为辅助测量装置,并根据测得的六位姿状态下坐标测量机上各个标记点的坐标,运用基于最小二乘法的自校正算法将待测二维平台误差以及所使用的栅格板标尺误差从原始测量数据中分离出来,由此可实现对三坐标测量机二维平台的高精度校正。但是该方法涉及高维离差方程组的求解，运算量偏大。

发明内容

为解决现有的三坐标测量机误差测量方法需要特殊的标定量块或装置，或者需要进行大量的数值计算的问题，本发明提供了一种基于误差与变异规律的三坐标测量机误差测量方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于误差与变异规律的三坐标测量机误差测量方法，包括以下步骤：

(1)建立误差变异理论模型；