[发明专利]一种关节式坐标测量机锁止式转轴及其标定方法

说明书

本发明公开了一种关节式坐标测量机锁止式转轴及其标定方法。目前无法使用过大体积高精度的圆光栅角度编码器以提高关节式坐标测量机精度。本发明转轴由转轴主轴、转轴外壳、第一轴承、外隔圈、内隔圈、第二轴承、中空锁紧螺柱、内锁紧螺母、读数头芯片模块、低精度圆光栅盘、锁止球、弹簧和标定机组成。本发明采用标定机进行标定，锁止球位于锁止槽时，读数头芯片模块读取低精度圆光栅盘的角度数据，关节臂坐标测量机的主机设备根据该角度判断转轴主轴属于几号锁止位，调取该锁止位对应的高精度角度数据。本发明采用低精度圆光栅角度编码器就能达到高精度圆光栅角度编码器的测量精度，降低了测量机的制造成本。

技术领域

本发明属于坐标测量技术领域，具体涉及一种关节式坐标测量机锁止式转轴及其标定方法。

背景技术

关节式坐标测量机是一种多自由度的坐标测量机，由测量臂及旋转关节串联构成开链结构。相比于传统的正交坐标系式三坐标测量机，它具有体积小、易携带、测量范围大、方便灵活、环境适应性好等优点。但由于这种串联结构存在着误差累计放大的缺点，各级关节的结构参数误差会被逐级放大，导致其精度降低。目前市场上的关节式坐标测量机一般为6个自由度，即测量机整体包含6个旋转轴，每个旋转轴为一回转副，提供一个自由度。每个旋转轴中布置了圆光栅角度编码器。读取每个圆光栅角度编码器的角度值，再代入关节式坐标测量机相应的数学模型中，通过计算即可得到关节式坐标测量机测头在基座坐标系下的空间坐标，从而达到测量的目的。

关节式坐标测量机的精度首要决定因素是其转轴中布置的圆光栅角度编码器。在相同的光栅制造工艺下，圆光栅角度编码器中的核心部件——圆光栅盘的体积越大，圆光栅角度编码器的精度越高。关节式坐标测量机的便携性决定了它的体积不能太大。受限于关节式坐标测量机的体积，目前无法使用过大体积高精度的圆光栅角度编码器以提高关节式坐标测量机精度，且高精度的圆光栅角度编码器成本高。

若圆光栅制造技术能够突破，将使得单位体积的圆光栅角度编码器的精度更高，在保持目前关节式坐标测量机各种优点的前提下，有效的提高其测量精度。但目前圆光栅制造技术难以在短时间内突破，势必要通过其他一些方法以提高关节式坐标测量机的测量精度，并且不破坏目前关节式坐标测量机现有的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种关节式坐标测量机锁止式转轴及其标定方法，该转轴相较于传统转轴，设计了一种锁止机构，这种锁止机构能保证关节式坐标测量机在工作时，仅受到较小操作力时，第一转轴能锁止于某一位置。并且该转轴在安装于关节式坐标测量机前，通过相应标定方法进行标定，配合较低精度的圆光栅编码器即可达到高回转精度，在保证关节式坐标测量机便携性和经济性的前提下，提高了测量机的测量精度。

本发明解决技术问题采取的技术方案是：