曲面法矢测量精度的计算方法
【专利摘要】本发明提供了一种曲面法矢测量精度的计算方法，其包括步骤：S1，计算菱形布局距离传感器在截面YOZ中的误差：用截面YOZ截取待测曲面获得待测曲线，建立二维法矢测量误差模型，并将二维法矢测量误差δX分为由曲线曲率变化带来的误差δXP和由距离传感器测距带来的误差δXI；计算δXI的范围为假定距离传感器测距没有误差，获得tanδXP的范围为根据得出的δXI及δXP的范围，得到YOZ截面内测得的曲线法矢绕X转轴的最大误差δX＝|δXI|max+|δXP|max；S2，计算菱形布局距离传感器在截面XOZ中的误差：在XOZ截面中采用与步骤S1相同的计算过程，得到XOZ截面内测得的曲线法矢绕Y转轴的最大误差δY＝|δYI|max+|δYP|max；S3，计算三维法矢测量的精度：三维法矢测量的精度为Δ，则三维法矢测量的精度Δ计算式为(tanΔ)2＝(tanδX)2+(tanδY)2。
【专利说明】曲面法矢测量精度的计算方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动化装备及制造领域，尤其涉及一种曲面法矢测量精度的计算方法。
【背景技术】
[0002]在现代的自动化装备及制造中需要用到曲面法矢测量装置，其中常用的一种是利用四个距离传感器的曲面法矢测量装置。参照图1，该曲面法矢测量装置利用四个组成菱形的距离传感器3测量工件曲面4上待测点O’的法矢。该曲面法矢测量装置包括:法兰基准面1，安装于移动驱动装置(未示出)(例如经由连接孔11);四个支架2，安装在法兰基准面I上；四个距离传感器3，分别安装于四个支架2，使各距离传感器3的轴线垂直于法兰基准面I且顶表面设置有测头点31，用于检测工件曲面4的距离。其中，各距离传感器3的测头点31到法兰基准面I的垂直投影点的连线构成菱形ABCD的四个顶点，四个距离传感器3的测头点31到工件曲面的垂直投影点分别对应为A’、B’、C’、D’，且使菱形AB⑶的中心点O为工件曲面上待测点O’在法兰基准面I上的投影；以菱形AB⑶的中心点O为原点、菱形AB⑶的对角线AC为X轴及X转轴、菱形AB⑶的对角线BD为Y轴及Y转轴、菱形AB⑶的中心点O与待测点O’之间的连线为Z轴建立测量坐标系；通过距离传感器3测得菱形AB⑶的四个顶点到工件曲面4的垂直距离分别为AA’ = hA、B B’ = hB、CC’ = hc、D D’=hD，且AO = CO = RY,BO = DO = Rx ;工件曲面4上待测点O’的法矢在测量坐标系中绕X转轴和Y转轴的偏角计算公式为:
【权利要求】
1.一种曲面法矢测量精度的计算方法，其特征在于，包括步骤: Si，计算菱形布局距离传感器在截面YOZ中的误差，包括子步骤: S11，用截面YOZ截取待测曲面获得待测曲线，建立二维法矢测量误差模型，并将二维法矢测量误差Sx分为由曲线曲率变化带来的误差Sxp和由距离传感器测距带来的误差δ ΧΙ:假定通过测量和调整使距离传感器A点和C点到工件曲面的垂直距离hA和hc读数相等，由于测距传感器误差，hA不严格等于hc，因此带来误差δ ΧΙ ;由于曲率变化，O’法矢并不垂直于A’ C’，因此带来误差δχρ; S12，计算δΧΙ:假定测距传感器到中心的距离为Ry，其测量最大误差为± Sh，则δΧΙ的范围为
【文档编号】G01B21/20GK104006781SQ201410272692
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】陈恳, 高雨浩, 吴丹, 王国磊, 宋立滨, 杨向东, 付成龙, 徐静, 刘莉, 杨东超 申请人:清华大学