[发明专利]一种基于三坐标测量机的温度补偿系统及温度补偿方法

说明书

本发明属于几何量测量装备技术领域，特别涉及一种基于三坐标测量机的温度补偿系统及温度补偿方法。所述温度补偿系统包括温度传感器组件、转换装置、处理器和三坐标测量机；所述温度传感器组件安装在三坐标测量机和待测工件上，用于获取三坐标测量机和待测工件位置的温度感应信号，将所述温度感应信号发送至转换装置。本发明提出的温度补偿系统，使三坐标测量机具备一定的环境适应性，可以满足车间以及工作现场的测量需求，拓宽了三坐标测量机工作环境、应用范围和应用领域，提升了其测量精度及稳定性，有较大的实用意义。

技术领域

本发明属于几何量测量装备技术领域，特别涉及一种基于三坐标测量机的温度补偿系统及温度补偿方法。

背景技术

三坐标测量机的制造商在进行机器安装、调试以及误差补偿过程中，对现场温度控制要求比较严格。如果对精度要求比较高，测量机气浮导轨精密加工、测量机误差补偿及精度检验等均需要在理想的温度环境下进行。同时，用于计量校准测量机的各种更为精密的仪器及量具，诸如激光干涉仪、块规和标准球等，只有在特定的温度环境条件下，才能保证计量校准精度度的稳定性和可靠性。

测量机部分零部件自身的精度和相对位置的精度，诸如气浮导轨直线度、三轴垂直度以及一些标准器的热膨胀系数等，在特定的温度范围内才可以确定。并且，待测工件的温度变化也是影响测量结果准确性的一个主要因素。一般在待测工件测量前，需要将待测工件放置在恒温情况下，定温至特定时间，才能保证最终测量结果可溯源。

现有技术中，三坐标测量机一般应用在20±2℃甚至更高的环境温度范围内。环境温度以及环境温度每小时变化量、每天温度变化量、工作环境各方向上温度分布梯度的变化会导致三坐标测量机自身零部件、待测量工件及补偿数据的出现变化，从而影响三坐标测量机测量精度，进而使得测量数据不能溯源，这在坐标计量领域是非常严重的问题。同时也使得三坐标测量机适用范围受限，不能有更大范围的应用，难以满足工业制造业发展的需求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于三坐标测量机的温度补偿系统，所述温度补偿系统包括温度传感器组件、转换装置、处理器和三坐标测量机；

所述温度传感器组件安装在三坐标测量机和待测工件上，用于获取三坐标测量机和待测工件位置的温度感应信号，将所述温度感应信号发送至转换装置；

所述转换装置，用于获取所述温度传感器组件发送的温度感应信号，对所述温度感应信号进行滤波和转换处理，生成温度数据，将所述温度数据发送至处理器；

所述处理器，用于获取所述转换装置发送的温度数据，根据所述温度数据，结合补偿算法，计算出温度修正补偿数据，将所述温度修正补偿数据发送至三坐标测量机的控制系统；

所述三坐标测量机的控制系统，用于获取所述处理器发送的温度修正补偿数据，根据所述温度修正补偿数据调整三坐标测量机的测量参数。

进一步的，所述三坐标测量机包括检测探头、操作台、X轴移动组件、Y轴移动组件和Z轴移动组件；

所述操作台用于放置待测工件；

所述三坐标测量机的检测探头安装在所述Z轴移动组件的一端，所述Z轴移动组件可控制所述检测探头沿Z轴方向移动，Z轴方向与操作台台面垂直；

所述Z轴移动组件安装在Y轴移动组件的一端，所述Y轴移动组件可控制所述检测探头和Z轴移动组件沿Y轴方向移动，Y轴方向与操作台台面平行，且与所述Z轴方向垂直；

所述Y轴移动组件安装在X轴移动组件的一端，所述X轴移动组件可控制所述检测探头、Y轴移动组件和Z轴移动组件沿X轴方向移动，X轴方向与操作台台面平行，且分别与所述Y轴方向和Z轴方向垂直。

进一步的，所述温度传感器组件包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器；