本发明属于测试技术及仪器领域。为提供一种能够提高测量精度的关节臂式坐标测量机标定方法,本发明采取的技术方案是,关节臂式坐标测量机中REVO测头位置姿态标定方法,在测量机装置上进行:所述方法包括下列步骤:建立坐标系,x轴与REVO测头x向运动轴线平行,z轴与REVO测头z向运动轴线平行,y轴垂直于x轴和z轴;标定REVO测头的B轴与z向运动轴线的平行度:为了确定Revo测头的A轴相对于x向运动轴线在xoy坐标平面上的平行度误差,需要在已有垂直放置一个标准平面上垂直放置另一平面进行测量。本发明主要应用于测量。
1.一种关节臂式坐标测量机中REVO测头位置姿态标定方法,其特征是,标定是在如下装置上进行:装置由由关节臂、REVO测头、z向运动部件、x向运动部件、误差补偿系统及数据处理与控制计算机、电动机组成;关节臂采用比重小、弹性模量大的碳素纤维制作;关节臂的前端安装有REVO测头,关节臂套装在径向与轴向运动误差小、角摆运动误差小的精密轴系上,精密轴系末端安装有电机,电机带动精密轴系及关节臂做旋转运动,转过的角度由轴系上的精密测角系统测得;z向运动部件由z向滑板、导轨座组成,精密轴系的座固定在z向滑板上,z向滑板上的两个滑块与z向导轨座上的精密导轨构成直线运动导轨副,z向滑板和z向导轨座上分别装有光栅尺与读数头,利用光栅尺与读数头读出z向滑板相对于z向导轨座的移动量,在计算机控制下,电动机经过其减速箱和丝杠带动z向滑板移动到所需位置;x向运动部件由x向滑板构成,z向导轨座固定在x向滑板上,x向滑板上的滑块与机床基座上的精密导轨构成直线运动导轨副,x向滑板和基座上分别装有光栅尺与读数头,利用该光栅尺与读数头读出x向滑板相对于基座的移到量;在计算机控制下,第三个电动机经过其减速箱和丝杠带动x向滑板移动到所需位置;所述方法包括下列步骤:建立坐标系,x轴与REVO测头x向运动轴线平行,z轴与REVO测头z向运动轴线平行,y轴垂直于x轴和z轴;按如下步骤标定REVO测头的B轴与z向运动轴线的平行度:首先,让REVO测头绕B轴转动,测头测量水平放置的标准平面上的一条圆弧线,获得平面相对于B轴轴线的倾斜信息:在圆弧线上取有代表性的3点A、B、C,REVO测头示值对应坐标分别为(x_A,y_A,z_A)、(x_B,y_B,z_B)、(x_C,y_C,z_C),D点为线段BC的中点,D点坐标(x_D,y_D,z_D),设平面是理想的,没有误差,或已对其误差进行补偿,则平面相对于B轴轴线绕x轴的倾斜度θ₁可表示为:θ₁=(z_B-z_C)/(y_B-y_C)xa0xa0xa0xa0(1)平面相对于B轴轴线绕y轴的倾斜度θ₂可表示为:θ₂=(z_A-z_D)/(x_A-x_D)=[z_A-(z_B+z_C)/2]/[x_A-(x_B+x_C)/2]xa0xa0xa0xa0(2)然后,移动x向滑板,REVO测头测量标准平面上的一条直线EF,设E、F两点坐标值分别为(x_E,y_E,z_E)、(x_F,y_F,z_F),则平面相对于x向运动轴线的倾斜度θ₃可表示为:θ₃=(z_E-z_F)/(x_E-x_F)xa0xa0xa0xa0(3)式(2)和式(3)分别为平面相对于B轴轴线和x向运动轴线的倾斜度,则B轴轴线相对于x向运动轴线的垂直度误差ε₁可表示为:ε₁=θ₃-θ₂=(z_E-z_F)/(x_E-x_F)-[z_A-(z_B+z_C)/2]/[x_A-(x_B+x_C)/2]xa0xa0xa0xa0(4)z向运动轴线相对于x向运动轴线的垂直度误差可认为是理想的,或事先已经标定过的,其垂直度误差为ε₂,从而可以得到B轴轴线相对于z向运动在xoz坐标平面上的平行度误差μ₁:μ₁=ε₁-ε₂=(z_E-z_F)/(x_E-x_F)-[z_A-(z_B+z_C)/2]/[x_A-(x_B+x_C)/2]-ε₂xa0xa0xa0xa0(5)在已有水平放置的标准平面上再垂直放置一个标准平面,进行z向运动的测量,根据在z向走过单位距离时REVO测头在y方向上的示值变化,可以确定平面相对于z向运动轴线的倾斜度θ₄,从而算出B轴轴线相对于z向运动轴线在yoz坐标平面上的平行度误差μ₂:μ₂=θ₄-θ₁=θ₄-(z_B-z_C)/(y_B-y_C)xa0xa0xa0xa0(6)REVO测头的A轴与x向运动轴线的平行度的标定:让测头绕A轴转动,测量垂直放置一个标准平面上一圆弧线,在圆弧线上取有代表性的三点A’、B’、C’,其坐标分别为(x_A’,y_A’,z_A’)、(x_B’,y_B’,z_B’)、(x_C’,y_C’,z_C’),D’点为线段B’C’的中点,D’点坐标(x_D’,y_D’,z_D’),则平面相对于REVO测头A轴轴线绕z轴的倾斜度η₁表示为:η₁=(x_B’-x_C’)/(y_B’-y_C’)xa0xa0xa0xa0(7)平面相对于REVO测头A轴轴线绕y轴的倾斜度η₂表示为:η₂=(x_A’-x_D’)/(z_A’-z_D’)=[x_A’-(x_B’+x_C’)/2]/[z_A’-(z_B’+z_C’)/2]xa0xa0xa0xa0(8)然后,移动z向滑板,REVO测头测量平面上一直线E’F’,E’、F’两点坐标分别为(x_B’,y_E’,z_E’)、(x_F’,y_F’,z_F’),则平面相对于z向运动轴线的倾斜度η₃表示为:η₃=(x_E’-x_F’)/(z_E’-z_F’)xa0xa0xa0xa0(9)则REVO测头A轴相对于z向运动的垂直度误差ε₃表示为:ε₃=η₃-η₂=(x_E’-x_F’)/(z_E’-z_F’)-[x_A’-(x_B’+x_C’)/2]/[z_A’-(z_B’+z_C’)/2]xa0xa0xa0xa0(10)从而可以得到A轴轴线相对于x向运动轴线在xoz坐标平面上的平行度误差μ₃表示为:μ₃=ε₃-ε₂=(x_E’-x_F’)/(z_E’-z_F’)-[x_A’-(x_B’+x_C’)/2]/[z_A’-(z_B’+z_C’)/2]-ε₂xa0xa0xa0xa0(11)为了确定Revo测头的A轴相对于x向运动轴线在xoy坐标平面上的平行度误差,需要在已有垂直放置一个标准平面上垂直放置另一平面,移动x向滑板运动,REVO测头测量另一平面在y方向的偏差,根据在x向走过单位距离时REVO测头的示值变化,确定已有垂直放置一个标准平面相对于x向运动轴线的倾斜度η₄,从而算出REVO测头的A轴相对于x向运动在xoy坐标平面上的平行度误差μ₄μ₄=η₄-η₁=η₄-(x_B’-x_C’)/(y_B’-y_C’)xa0xa0xa0xa0(12)。
2.如权利要求1所述的方法,其特征是,所述标准平面为大理石平面。技术领域
本发明属于测试技术及仪器领域,具体讲,涉及关节臂式坐标测量机中REVO测头位置姿态标定方法。
背景技术
国民经济与国防的发展对于产品的精度要求越来越高,各种形状复杂的零件所占的比重越来越大。这些高精度复杂零件加工时间长、加工费用高,不合格品带来的损失大。在加工工艺过程中采用适当的检测装置,适时地检测加工件的各种尺寸、形状、位置参数,对于提高加工精度,保证产品质量、防止或减少废品,具有重要意义。由于加工、安装误差等因素的影响,坐标测量机存在很多系统误差,如各个运动轴的平行度、连接板的长度、零点等,它们实际的尺寸与设计的理论值相差很大,必须通过标定的方法,得到各系统误差的具体数值,然后对测量模型进行修正补偿,才能使测量机具有较高的精度。图1所示的关节臂式坐标测量机是一专用于发动机整体叶盘、大型齿轮、大型箱体等在线原位测量的仪器,该测量机总共有5个运动轴,即x向的水平运动、关节臂的旋转运动、z向的竖直运动、REVO测头回转体绕其A轴和B轴的旋转运动,通过这五个自由度的运动对待测物体进行测量。其中,REVO测头回转体在水平面内的旋转轴为A轴,在竖直面内的旋转轴为B轴,如图2所示。由于加工安装误差的存在,A轴与x向运动轴线、B轴与z向运动轴线存在平行度误差。因此需要对两个平行度误差进行标定,从而建立测量数学模型。现有技术中没有相关记载,因而测量结果精度不高。
发明内容
本发明旨在解决克服现有技术的不足,提供一种能够提高测量精度的关节臂式坐标测量机标定方法,为达到上述目的,本发明采取的技术方案是,关节臂式坐标测量机中REVO测头位置姿态标定方法,在下述装置上进行:装置由由关节臂、REVO测头、z向运动部件、x向运动部件、误差补偿系统及数据处理与控制计算机、电动机组成;节臂采用比重小、弹性模量大的碳素纤维制作;关节臂的前端安装有REVO测头,关节臂套装在径向与轴向运动误差小、角摆运动误差小的精密轴系上,精密轴系末端安装有电机,电机带动精密轴系及关节臂做旋转运动,转过的角度由轴系上的精密测角系统测得。z向运动部件由z向滑板、导轨座组成,精密轴系的座固定在z向滑板上,z向滑板上的两个滑块与z向导轨座上的精密导轨构成直线运动导轨副,z向滑板和z向导轨座上分别装有光栅尺与读数头,利用光栅尺与读数头读出z向滑板相对于z向导轨座的移动量,在计算机控制下,电动机经过其减速箱和丝杠带动z向滑板移动到所需位置;x向运动部件由x向滑板构成,z向导轨座固定在x向滑板上,x向滑板上的滑块与机床基座上的精密导轨构成直线运动导轨副,x向滑板和基座上分别装有光栅尺与读数头,利用该光栅尺与读数头读出x向滑板相对于基座的移到量;在计算机控制下,第三个电动机经过其减速箱和丝杠带动x向滑板移动到所需位置;所述方法包括下列步骤:建立坐标系,x轴与REVO测头x向运动轴线平行,z轴与REVO测头z向运动轴线平行,y轴垂直于x轴和z轴;按如下步骤标定REVO测头的B轴与z向运动轴线的平行度:首先,让REVO测头绕B轴转动,测头测量水平放置的标准平面上的一条圆弧线,获得平面相对于B轴轴线的倾斜信息:在圆弧线上取有代表性的3点A、B、C,REVO测头示值对应坐标分别为(x_A,y_A,z_A)、(x_B,y_B,z_B)、(x_C,y_C,z_C),D点为线段BC的中点,D点坐标(x_D,y_D,z_D),设平面是理想的,没有误差,或已对其误差进行补偿,则平面相对于B轴轴线绕x轴的倾斜度θ₁可表示为:θ₁=(z_B-z_C)/(y_B-y_C)xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0(1)平面相对于B轴轴线绕y轴的倾斜度θ₂可表示为:θ₂=(z_A-z_D)/(x_A-x_D)=[z_A-(z_B+z_C)/2]/[x_A-(x_B+x_C)/2]xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0(2)然后,移动x向滑板,REVO测头测量标准平面上的一条直线EF,设E、F两点坐标值分别为(x_E,y_E,z_E)、(x_F,y_F,z_F),则平面相对于x向运动轴线的倾斜度θ₃可表示为:θ₃=(z_E-z_F)/(x_E-x_F)xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0(3)式(2)和式(3)分别为平面相对于B轴轴线和x向运动轴线的倾斜度,则B轴轴线相对于x向运动轴线的垂直度误差ε₁可表示为:ε₁=θ₃-θ₂=(z_E-z_F)/(x_E-x_F)-[z_A-(z_B+z_C)/2]/[x_A-(x_B+x_C)/2]xa0xa0xa0xa0(4)z向运动轴线相对于x向运动轴线的垂直度误差可认为是理想的,或事先已经标定过的,其垂直度误差为ε₂,从而可以得到B轴轴线相对于z向运动在xoz坐标平面上的平行度误差μ₁:μ₁=ε₁-ε₂=(z_E-z_F)/(x_E-x_F)-[z_A-(z_B+z_C)/2]/[x_A-(x_B+x_C)/2]-ε₂(5)在已有水平放置的标准平面上再垂直放置一个标准平面,进行z向运动的测量,根据在z向走过单位距离时REVO测头在y方向上的示值变化,可以确定平面相对于z向运动轴线的倾斜度θ₄,从而算出B轴轴线相对于z向运动轴线在yoz坐标平面上的平行度误差μ₂:μ₂=θ₄-θ₁=θ₄-(z_B-z_C)/(y_B-y_C)xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0(6)REVO测头的A轴与x向运动轴线的平行度的标定:让测头绕A轴转动,测量垂直放置一个标准平面上一圆弧线,在圆弧线上取三点A’、B’、C’,其坐标分别为(x_A’,y_A’,z_A’)、(x_B’,y_B’,z_B’)、(x_C’,y_C’,z_C’),D’点为线段B’C’的中点,D’点坐标(x_D’,y_D’,z_D’),则平面相对于REVO测头A轴轴线绕z轴的倾斜度η₁表示为:η₁=(x_B‘-x_C’)/(y_B‘-y_C’)xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0(7)平面相对于REVO测头A轴轴线绕y轴的倾斜度η₂表示为:η₂=(x_A‘-x_D’)/(z_A‘-z_D’)=[x_A‘-(x_B‘+x_C’)/2]/[z_A‘-(z_B‘+z_C’)/2]xa0xa0xa0xa0(8)然后,移动z向滑板,REVO测头测量平面上一直线E’F’,E’、F’两点坐标分别为(x_E’,y_E’,z_E’)、(x_F’,y_F’,z_F’),则平面相对于z向运动轴线的倾斜度η₃表示为:η₃=(x_E‘-x_F’)/(z_E‘-z_F’)xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0(9)则REVO测头A轴相对于z向运动的垂直度误差ε₃表示为:ε₃=η₃-η₂=(x_E‘-x_F’)/(z_E‘-z_F’)-[x_A‘-(x_B‘+x_C’)/2]/[z_A‘-(z_B‘+z_C’)/2]xa0xa0xa0xa0(10)从而可以得到A轴轴线相对于x向运动轴线在xoz坐标平面上的平行度误差μ₃表示为:μ₃=ε₃-ε₂=(x_E‘-x_F’)/(z_E‘-z_F’)-[x_A‘-(x_B‘+x_C’)/2]/[z_A‘-(z_B‘+z_C’)/2]-ε₂(11)为了确定Revo测头的A轴相对于x向运动轴线在xoy坐标平面上的平行度误差,需要在已有垂直放置一个标准平面上垂直放置另一平面,移动x向滑板运动,REVO测头测量另一平面在y方向的偏差,根据在x向走过单位距离时REVO测头的示值变化,确定已有垂直放置一个标准平面相对于x向运动轴线的倾斜度η₄,从而算出REVO测头的A轴相对于x向运动在xoy坐标平面上的平行度误差μ₄μ₄=η₄-η₁=η₄-(x_B‘-x_C’)/(y_B‘-y_C’)xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0(12)所述标准平面为大理石平面。本发明的技术特点及效果:本发明分别标定REVO测头的B轴与z向运动轴线的平行度标定、REVO测头的A轴与x向运动轴线的平行度标定,因而本发明完成了关节臂式坐标测量机中REVO测头位置姿态的标定,使得整体测量精度得到提高。
附图说明
图1为关节臂式坐标测量机结构示意图。图2为REVO测头结构示意图。图3为REVO测头绕B轴转动测量标准平面上圆弧线示意图。图4为水平放置的标准平面上圆弧线示意图。图中(x_A,y_A,z_A)、(x_B,y_B,z_B)、(x_C,y_C,z_C)、(x_D,y_D,z_D)为REVO测头示值分别对应A、B、C、D点的坐标。图5为沿x向移动测量机滑板,REVO测头测量标准平面上一直线示意图。图6为沿z向移动测量机滑板,测量标准平面与z向运动的倾斜度示意图。图7为REVO测头探针绕A轴转动测量标准平面上圆弧线示意图。图8为竖直放置的标准平面上圆弧线示意图。图中(x_A’,y_A’,z_A’)、(x_B’,y_B’,z_B’)、(x_C’,y_C’,z_C’)、(x_D’,y_D’,z_D’)为REVO测头示值分别对应A’、B’、C’、D’点的坐标。图9为沿x向移动测量机滑板,REVO测头测量标准平面与x向运动的倾斜度示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种REVO测头位置姿态的标定方法,标定包括两方面内容:一是REVO测头的B轴与z向运动轴线的平行度标定,二是REVO测头的A轴与x向运动轴线的平行度标定。为了便于说明,建立如图1所示的坐标系,x轴与x向运动轴线平行,z轴与z向运动轴线平行,y轴垂直于x轴和z轴。REVO测头的B轴与z向运动轴线的平行度标定可分为两方面内容,一是B轴与z向运动轴线在xoz坐标平面内的平行度标定,二是B轴与z向运动轴线在yoz坐标平面内的平行度标定。同理,REVO测头的A轴与x向运动轴线的平行度标定也需要分别在xoz坐标平面和xoy坐标平面进行标定。标定REVO测头的B轴与z向运动轴线的平行度原理如下:首先,让REVO测头绕B轴转动,测头测量水平放置的标准平面上的一条圆弧线,如图3所示。通过数据处理,获得平面相对于B轴轴线的倾斜信息。为说明方便起见,在圆弧线上取有代表性的3点A、B、C,如图4所示,其坐标值分别为(x_A,y_A,z_A)、(x_B,y_B,z_B)、(x_C,y_C,z_C),D点为线段BC的中点,D点坐标为(x_D,y_D,z_D)。这里认为平面是理想的,没有误差,或已对其误差进行补偿。则平面相对于B轴轴线绕x轴的倾斜度θ₁可表示为θ₁=(z_B-z_C)/(y_B-y_C)xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0(1)平面相对于B轴轴线绕y轴的倾斜度θ₂可表示为:θ₂=(z_A-z_D)/(x_A-x_D)=[z_A-(z_B+z_C)/2]/[x_A-(x_B+x_C)/2]xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0(2)然后,沿x方向移动测量机滑座,REVO测头测量标准平面上的一条直线EF,如图5所示。设E、F两点坐标值分别为(x_E、y_E、z_E)、(x_F、y_F、z_F),则平面相对于x向运动轴线的倾斜度θ₃可表示为θ₃=(z_E-z_F)/(x_E-x_F)xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0(3)式(2)和式(3)分别为平面相对于B轴轴线和x向运动轴线的倾斜度,这样通过引入一标准平面将B轴轴线和x向运动轴线联系到一起。则B轴轴线相对于x向运动轴线的垂直度误差ε₁可表示为:ε₁=θ₃-θ₂=(z_E-z_F)/(x_E-x_F)-[z_A-(z_B+z_C)/2]/[x_A-(x_B+x_C)/2]xa0xa0xa0xa0(4)z向运动轴线相对于x向运动轴线的垂直度误差可认为是理想的,或事先已经标定过的,其垂直度误差为ε₂,从而可以得到B轴轴线相对于z向运动在xoz坐标平面上的平行度误差μ₁:μ₁=ε₁-ε₂=(z_E-z_F)/(x_E-x_F)-[z_A-(z_B+z_C)/2]/[x_A-(x_B+x_C)/2]-ε₂xa0xa0xa0xa0(5)最后,由于测量机没有y向运动,所以无法利用y向运动直接测量B轴轴线相对于z向运动轴线在yoz坐标平面上的平行度误差。为了确定B轴轴线相对于z向运动轴线在yoz坐标平面上的平行度误差,需要在已有标准平面上再垂直放置一个标准平面,进行z向运动的测量,如图6所示。z向移动坐标机滑板,根据在z向走过单位距离时REVO测头在y方向上的示值变化,可以确定平面相对于z向运动轴线的倾斜度θ₄,从而算出B轴轴线相对于z向运动轴线在yoz坐标平面上的平行度误差μ₂:μ₂=θ₄-θ₁=θ₄-(z_B-z_C)/(y_B-y_C)xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0(6)以上是REVO测头的B轴与z向运动轴线的平行度标定的原理,REVO测头的A轴与x向运动轴线的平行度的标定原理基本同上,不同之处是将标准平面竖直放置,让测头绕A轴转动,测量平面上一圆弧线,如图7所示。在圆弧线上取三点A’、B’、C’,如图8所示,其x向的示值分别为(x_A’,y_A’,z_A’)、(x_B’,y_B’,z_B’)、(x_C’,y_C’,z_C’),D’点为线段B’C’的中点,D’点坐标为(x_D’,y_D’,z_D’)。则平面相对于REVO测头A轴轴线绕z轴的倾斜度η₁可表示为η₁=(x_B‘-x_C’)/(y_B‘-y_C’)xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0(7)平面相对于REVO测头A轴轴线绕y轴的倾斜度η₂可表示为:η₂=(x_A‘-x_D’)/(z_A‘-z_D’)=[x_A‘-(x_B‘+x_C’)/2]/[z_A‘-(z_B‘+z_C’)/2]xa0xa0xa0xa0(8)然后,沿z向移动测量机滑架,REVO测头测量平面上一直线E’F’,E’、F’两点的示值分别为(x_E’,y_E’,z_E’)、(x_F’,y_F’,z_F’),则平面相对于z向运动轴线的倾斜度η₃可表示为η₃=(x_E‘-x_F’)/(z_E‘-z_F’)xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0(9)则REVO测头A轴相对于z向运动的垂直度误差ε₃可表示为ε₃=η₃-η₂=(x_E‘-x_F’)/(z_E‘-z_F’)-[x_A‘-(x_B‘+x_C’)/2]/[z_A‘-(z_B‘+z_C’)/2]xa0xa0xa0xa0(10)z向运动轴线相对于x向运动轴线的垂直度误差可认为是理想的,或事先已经标定过的,其垂直度误差为ε₂,从而可以得到A轴轴线相对于x向运动轴线在xoz坐标平面上的平行度误差μ₃可表示为μ₃=ε₃-ε₂=(x_E‘-x_F’)/(z_E‘-z_F’)-[x_A‘-(x_B‘+x_C’)/2]/[z_A‘-(z_B‘+z_C’)/2]-ε₂(11)最后,由于测量机没有y向运动,所以无法利用y向运动直接测量A轴轴线相对于x向运动轴线在xoy坐标平面上的平行度误差。为了确定Revo测头的A轴相对于x向运动轴线在xoy坐标平面上的平行度误差,需要在已有标准平面上垂直放置另一平面,如图9所示。让测量机滑架沿x向运动,REVO测头测量第二个平面在y方向的偏差。根据在x向走过单位距离时REVO测头的示值变化,可以确定第一个平面相对于x向运动轴线的倾斜度η₄,从而算出REVO测头的A轴相对于x向运动在xoy坐标平面上的平行度误差μ₄μ₄=η₄-η₁=η₄-(x_B‘-x_C’)/(y_B‘-y_C’)xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0(12)下面结合附图和具体实施方式进一步详细说明本发明。标定是在如下装置上进行:装置由由关节臂、REVO测头、z向运动部件、x向运动部件、误差补偿系统及数据处理与控制计算机、电动机组成;关节臂采用比重小、弹性模量大的碳素纤维制作;关节臂的前端安装有REVO测头,关节臂套装在径向与轴向运动误差小、角摆运动误差小的精密轴系上,改为轴系末端安装有电机,电机带动精密轴系及关节臂做旋转运动,转过的角度由轴系上的精密测角系统测得。z向运动部件由z向滑板、导轨座组成,精密轴系的座固定在z向滑板上,z向滑板上的两个滑块与z向导轨座上的精密导轨构成直线运动导轨副,z向滑板和z向导轨座上分别装有光栅尺与读数头,利用光栅尺与读数头读出z向滑板相对于z向导轨座的移动量,在计算机控制下,电动机经过其减速箱和丝杠带动z向滑板移动到所需位置;x向运动部件由x向滑板构成,z向导轨座固定在x向滑板上,x向滑板上的滑块与机床基座上的精密导轨构成直线运动导轨副,x向滑板和基座上分别装有光栅尺与读数头,利用该光栅尺与读数头读出x向滑板相对于基座的移到量;在计算机控制下,第三个电动机经过其减速箱和丝杠带动x向滑板移动到所需位置。本发明目的在于提出一种REVO测头位置姿态的标定方法,以便提高后续测量的精度。具体步骤如下:1.标定REVO测头的B轴与z向运动轴线的平行度1)将一大理石平板水平放置,让REVO测头绕其B轴转动,测量平面上的一条圆弧线,如图3所示。选取A、B、C三点,如图4所示,记录下三点坐标值(x_A,y_B,z_A)、(x_B,y_B,z_B)、(x_C,y_C,z_C)。则平板相对于REVO测头B轴轴线绕x轴的倾斜度θ₁可用(1)式表示,平板相对于REVO测头B轴绕y轴的倾斜度θ₂可用(2)式表示。2)沿x方向移动测量机滑座,REVO测头测量平板上的一条直线EF,如图5所示。记录下E、F两点的坐标值(x_E,y_E,z_E)、(x_F,y_F,z_F)。则平板相对于x向运动的倾斜度θ₃可用(3)式表示,REVO测头B轴的轴线相对于x向运动轴线的垂直度误差ε₁可用(4)式表示,由于z向运动相对于x向运动的垂直度误差ε₂已经测得,从而B轴轴线相对于z向运动轴线在xoz坐标平面上的平行度误差μ₁可用(5)式表示。3)在平板上放置一个标准方箱,沿z向移动测量机滑座,如图6所示。记录下z向走过单位距离时REVO测头在y方向上的示值变化θ₄,平板相对于z向运动的倾斜度即为θ₄,则B轴轴线相对于z向运动轴线在yoz坐标平面上的平行度误差μ₂可用(6)式表示。2.标定REVO测头的A轴与x向运动轴线的平行度1)将一大理石平板竖直放置,让REVO测头绕其A轴转动,测量平板上的一条圆弧线,如图7所示。选取A′、B′、C′三点,如图8所示,记录下三点的坐标值(x_A’,y_A’,z_A’)、(x_B’,y_B’,z_B’)、(x_C’,y_C’,z_C’)。则平板相对于A轴轴线绕z轴的倾斜度η₁可用(7)式表示,平板相对于REVO测头A轴轴线绕y轴的倾斜度η₂可用(8)式表示。2)沿z方向移动测量机滑架,REVO测头测量直线E′F′,记录下E′、F′两点坐标值(x_E’,y_E’,z_E’)、(x_F’,y_F’,z_F’),则平板相对于z向运动轴线的倾斜度η₃可用(9)式表示。REVO测头A轴相对于z向运动轴线的垂直度误差ε₃可用(10)式表示,从而REVO测头A轴轴线相对于x向运动轴线在xoz坐标平面上的平行度误差μ₃可用(11)式表示。3)在平板上放置一标准方箱,如图9所示。让测量机滑架沿x向运动,REVO测头测量方箱在y方向的偏差。记录下在x向走过单位距离时REVO测头的示值变化η₄,则平板相对于x向运动的倾斜度即为η₄,故REVO测头的A轴相对于x向运动在xoy坐标平面上的平行度误差μ₄可用(12)式表示。