自动测量平台原点粗精协同对准装置及方法与流程

文档序号:11944324阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种自动测量平台原点粗精协同对准装置,所述自动测量平台包括测量面(1)、X轴丝杆导轨(2)、Y轴丝杆导轨(3)、传感器支架和两台传动电机;X轴丝杆导轨(2)和Y轴丝杆导轨(3)均设置于测量面(1)的上方;两台传动电机分别与X轴丝杆导轨(2)和Y轴丝杆导轨(3)传动连接;所述X轴丝杆导轨(2)的轴向记为X方向,X方向与测量面(1)平行,所述Y轴丝杆导轨(3)的轴向记为Y方向,Y方向与测量面(1)平行,且X方向和Y方向互相垂直;所述X轴丝杆导轨(2)能在传动电机的驱动下传动Y轴丝杆导轨(3)在X方向上平移,所述Y轴丝杆导轨(3)能在传动电机的驱动下传动传感器支架在Y方向上运动;

其特征在于:所述测量面(1)上设置有一个中心接收器(4)和三个定位接收器(5);所述中心接收器(4)的周向轮廓为正方形,中心接收器(4)的侧边分别与X方向和Y方向平行;中心接收器(4)的上端面上设置有一圆形的接收区,所述接收区的覆盖面积远小于中心接收器(4)的上端面面积,中心接收器(4)上端面上接收区以外的区域被遮光材料覆盖;所述定位接收器(5)的周向轮廓为正方形,且定位接收器(5)的边长与中心接收器(4)相同,定位接收器(5)的侧边分别与X方向和Y方向平行;定位接收器(5)的上端面上设置有接收面,所述接收面将定位接收器(5)的上端面全部覆盖;三个定位接收器(5)分别记为接收器A、接收器B和接收器C,接收器A的右侧与中心接收器(4)的左侧接触且对齐,接收器B的左侧与中心接收器(4)的右侧接触且对齐,接收器C的下侧与中心接收器(4)的上侧接触且对齐;中心接收器(4)和定位接收器(5)所覆盖的面积远小于测量面(1)的面积;所述X轴丝杆导轨(2)的壳体上设置有第一限位开关,第一限位开关在X方向上的位置与接收器B在X方向上的位置对应,当Y轴丝杆导轨(3)运动至第一限位开关的位置处时,第一限位开关能输出检测信号;所述Y轴丝杆导轨(3)的壳体上设置有第二限位开关,第二限位开关在Y方向上的位置与接收器B在Y方向上的位置对应,当传感器支架运动至第二限位开关的位置处时,第二限位开关能输出检测信号;所述传感器支架上设置有一激光发射器(6),激光发射器(6)能向测量面(1)发射激光光束,且激光光束的轴向与测量面(1)垂直。

2.根据权利要求1所述的自动测量平台原点粗精协同对准装置,其特征在于:所述正方形的边长为传动电机所能提供的最小步进长度的整数倍;所述接收区的圆心与正方形的几何中心重叠;所述接收区的尺寸与激光光束的光斑大小匹配。

3.根据权利要求1所述的自动测量平台原点粗精协同对准装置,其特征在于:所述测量面(1)上设置有与中心接收器(4)和定位接收器(5)匹配的凹槽,中心接收器(4)和定位接收器(5)镶嵌在凹槽内。

4.一种自动测量平台原点粗精协同对准方法,所涉及的硬件为自动测量平台,所述自动测量平台包括测量面(1)、X轴丝杆导轨(2)、Y轴丝杆导轨(3)、传感器支架和两台传动电机;X轴丝杆导轨(2)和Y轴丝杆导轨(3)均设置于测量面(1)的上方;两台传动电机分别与X轴丝杆导轨(2)和Y轴丝杆导轨(3)传动连接;所述X轴丝杆导轨(2)的轴向记为X方向,X方向与测量面(1)平行,所述Y轴丝杆导轨(3)的轴向记为Y方向,Y方向与测量面(1)平行,且X方向和Y方向互相垂直;所述X轴丝杆导轨(2)能在传动电机的驱动下传动Y轴丝杆导轨(3)在X方向上平移,所述Y轴丝杆导轨(3)能在传动电机的驱动下传动传感器支架在Y方向上运动;所述测量面(1)上设置有一个中心接收器(4)和三个定位接收器(5);所述中心接收器(4)的周向轮廓为正方形,中心接收器(4)的侧边分别与X方向和Y方向平行;中心接收器(4)的上端面上设置有一圆形的接收区,所述接收区的覆盖面积远小于中心接收器(4)的上端面面积,中心接收器(4)上端面上接收区以外的区域被遮光材料覆盖;所述定位接收器(5)的周向轮廓为正方形,且定位接收器(5)的边长与中心接收器(4)相同,定位接收器(5)的侧边分别与X方向和Y方向平行;定位接收器(5)的上端面上设置有接收面,所述接收面将定位接收器(5)的上端面全部覆盖;三个定位接收器(5)分别记为接收器A、接收器B和接收器C,接收器A的右侧与中心接收器(4)的左侧接触且对齐,接收器B的左侧与中心接收器(4)的右侧接触且对齐,接收器C的下侧与中心接收器(4)的上侧接触且对齐;中心接收器(4)和定位接收器(5)所覆盖的面积远小于测量面(1)的面积;所述X轴丝杆导轨(2)的壳体上设置有第一限位开关,第一限位开关在X方向上的位置与接收器B在X方向上的位置对应,当Y轴丝杆导轨(3)运动至第一限位开关的位置处时,第一限位开关能输出检测信号;所述Y轴丝杆导轨(3)的壳体上设置有第二限位开关,第二限位开关在Y方向上的位置与接收器B在Y方向上的位置对应,当传感器支架运动至第二限位开关的位置处时,第二限位开关能输出检测信号;所述传感器支架上设置有一激光发射器(6),激光发射器(6)能向测量面(1)发射激光光束,且激光光束的轴向与测量面(1)垂直;

其特征在于:所述自动测量平台原点自对准控制方法包括:

在测量面(1)上接收器B以外的区域设置一起点位置;中心接收器(4)上端面的几何尺寸已知,以接收区的圆心为原点在中心接收器(4)上端面上建立二维坐标系,二维坐标系的横轴与X方向平行,向左为横轴的负向,向右为横轴的正向,二维坐标系的纵轴与Y方向平行,向上为纵轴的正向,向下为纵轴的负向;

1)原点自对准操作开始后,通过X轴丝杆导轨(2)和Y轴丝杆导轨(3)将激光发射器(6)快速传动至起点位置;

2)通过X轴丝杆导轨(2)和Y轴丝杆导轨(3)传动激光发射器(6)向接收器B所在位置运动,激光发射器(6)运动过程中,若第一限位开关输出检测信号,则立即控制X轴丝杆导轨(3)驻停,若第二限位开关输出检测信号,则立即控制Y轴丝杆导轨(3)驻停;待X轴丝杆导轨(2)和Y轴丝杆导轨(3)都驻停后,进入步骤3);

3)启动激光发射器(6),判断接收器B是否收到激光光束:若接收器B未收到激光光束,则返回步骤1);若接收器B已收到激光光束,则进入步骤4),激光发射器(6)此时的位置记为P1;

4)通过X轴丝杆导轨(2)传动Y轴丝杆导轨(3)向左缓慢移动,当接收器A收到激光光束后,控制X轴丝杆导轨(2)驻停,激光发射器(6)此时的位置记为P2,计算出X方向上P1和P2的距离,P1和P2的距离记为t,进入步骤5);

5)通过X轴丝杆导轨(2)传动Y轴丝杆导轨(3)向右缓慢移动,当Y轴丝杆导轨(3)向右移动的距离达到t/2时,控制X轴丝杆导轨(2)驻停,激光发射器(6)此时的位置记为P3,进入步骤6);

6)通过Y轴丝杆导轨(3)传动传感器支架向上缓慢移动,当接收器C收到激光光束后,控制Y轴丝杆导轨(2)驻停,激光发射器(6)此时的位置记为P4,计算出Y方向上P3和P4的距离,P3和P4的距离记为s,进入步骤7);

7)通过Y轴丝杆导轨(3)传动传感器支架向下缓慢移动,当传感器支架向下移动的距离达到s时,控制Y轴丝杆导轨(2)驻停,此时激光发射器(6)又回到了P3;

8)根据s和t/2,计算出P3和所述圆心在前述二维坐标系上的相对位置;根据P3和圆心的相对位置,X轴丝杆导轨(2)和Y轴丝杆导轨(3)分别以最小步进长度,逐步将激光发射器(6)传动至圆心位置,判断中心接收器(4)是否接收到激光光束:若中心接收器(4)未接收到激光光束,返回步骤2),若中心接收器(4)已接收到激光光束,原点自对准操作结束。

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