接觸式分中測量方法與流程

本發(fā)明涉及一種測量方法，尤其涉及一種接觸式分中測量方法。

背景技術(shù)：

接觸式測量設(shè)備包括定位裝置和安裝于定位裝置的接觸式探頭，其中，接觸式探頭包括一端固定設(shè)置、一端懸空的探桿，以及固定設(shè)置于探桿懸空端的探針?？梢岳斫獾模綏U在使用過程中，由于長時間的碰觸、探桿固定螺絲松動等，導(dǎo)致探桿及其固定設(shè)置于探桿一端的探針相對預(yù)設(shè)值具有一定的偏差，而探針在長時間的使用過程中亦有可能具有微量傾斜折彎等，影響該接觸式測量設(shè)備的測量精確度。

具體在接觸式測量設(shè)備使用分中尋找坐標(biāo)指令時，示例性的，如圖2和圖3所示，接觸式探頭100在待測工件A的孔H左側(cè)的測量值和在孔H右側(cè)的測量值兩者平均值理論上應(yīng)當(dāng)為孔的中心坐標(biāo)值，但由于探針的偏差存在，導(dǎo)致測得的中心坐標(biāo)值包含誤差值。

為此，在接觸式測量設(shè)備的機(jī)構(gòu)偏差客觀存在的情況下，需要改進(jìn)接觸式測量設(shè)備的測量方法，以減少機(jī)構(gòu)偏差對測量結(jié)果的影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)接觸式測量設(shè)備的測量方法，以減少機(jī)構(gòu)偏差對測量結(jié)果的影響。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種接觸式測量方法，安裝于接觸式探頭上的探針移動至待測工件第一側(cè)并與所述待測工件的第一側(cè)的第一待測點接觸獲得第一測量值；所述接觸式探頭帶動所述探針移動至所述待測工件的第二側(cè)，所述接觸式探頭或所述探針自旋轉(zhuǎn)180°后，所述探針接觸所述待測工件的第二側(cè)的第二待測點并獲得第二測量值；計算第一測量值與第二測量值的平均值作為測量值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的接觸式測量方法，待探針接觸待測工件的第一側(cè)以測得第一測量值后、在探針接觸待測工件的第二側(cè)以獲得第二測量值之前，接觸式探頭或探針自旋轉(zhuǎn)180°，從而探針接觸待測工件的第二側(cè)以測得第二測量值時接觸待測工件的探針部位和探針測得第一測量值時接觸待測工件的探針部位相同，因而即使探針的測量位置相對理論裝置具有一定偏差，由于在測量第一測量值和測量第二測量值之間將探針旋轉(zhuǎn)180°、測量第一測量值和第二測量值時接觸待測工件的為探針同一部位，因而第一測量值和第二測量值的平均值可以排除機(jī)構(gòu)偏差、獲得準(zhǔn)確的目標(biāo)理論值。根據(jù)本發(fā)明提供的接觸式測量方法，通過于測量第一測量值和測量第二測量值之間將接觸式探頭或探針自旋轉(zhuǎn)180°，以使得同一探針部位接觸待測工件，從而有效排除客觀存在的機(jī)構(gòu)偏差，提高測量準(zhǔn)確度。

較佳的，驅(qū)動所述接觸式探頭的主軸旋轉(zhuǎn)180°前，還包括控制所述接觸式探頭遠(yuǎn)離待測工件的步驟；在驅(qū)動接觸式探頭主軸旋轉(zhuǎn)180°前，驅(qū)動接觸式探頭遠(yuǎn)離待測工件，以避免接觸式探頭在旋轉(zhuǎn)的過程中與待測工件發(fā)生碰撞、抵觸，進(jìn)而影響測量精確度。在不同于本實施例的其他實施例中，還可以于接觸式探頭上設(shè)置位置檢測裝置，并在驅(qū)動接觸式探頭主軸旋轉(zhuǎn)180°前，檢測接觸式探頭與待測工件的距離，同樣可以避免接觸式探頭在發(fā)生傾斜的過程中與待測工件發(fā)生碰撞、抵觸。

較佳的，所述探針的同一側(cè)部位接觸所述第一待測點和所述第二待測點。

較佳的，所述第一測量值和所述第二測量值分別為相對系統(tǒng)0點的坐標(biāo)值；在進(jìn)行接觸式測量前，先行定位系統(tǒng)0點，在隨后進(jìn)行測量的過程中，測得第一測量值和第二測量值均為相對系統(tǒng)0點的坐標(biāo)值，并依靠坐標(biāo)值可以方便得計算得出所需數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為接觸式探頭測量待測工件的狀態(tài)圖。

圖2和圖3為現(xiàn)有接觸式測量方法的測量過程示意圖。

圖4和圖5為本發(fā)明提供的接觸式測量方法的測量過程示意圖。

具體實施方式

為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。

如圖4和圖5所示，本發(fā)明提供的接觸式測量方法，包括：安裝于接觸式探頭100上的探針120移動至待測工件A第一側(cè)并與待測工件A的第一側(cè)的第一待測點接觸獲得第一測量值d1；接觸式探頭100帶動探針120移動至待測工件A的第二側(cè)，接觸式探頭100或探針120自旋轉(zhuǎn)180°后，探針120接觸待測工件A的第二側(cè)的第二待測點并獲得第二測量值d2；計算第一測量值d1與第二測量值d2的平均值作為測量值d。結(jié)合圖1所示，更具體的：

如圖1所示，接觸式測量設(shè)備包括定位裝置（圖中未示）和安裝于定位裝置的接觸式探頭100。其中，定位裝置與動力機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)相連接，用以控制連接于定位裝置的接觸式探頭100按照控制機(jī)構(gòu)的指令發(fā)生運動，如，可以控制接觸式探頭100于X向、Y向、或Z向內(nèi)直線移動或弧線移動，亦可以控制接觸式探頭100復(fù)位、停止、旋轉(zhuǎn)、或傾斜等。接觸式探頭100包括一端被定位裝置定位、一端懸空的探桿110，且探桿110的懸空端固定連接有探針120。該接觸式探頭100于探針120處設(shè)置有接觸傳感器，并當(dāng)探針120接觸到待檢測物體時，反饋信息至控制機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)獲取接觸式探頭100的位置信息。具體在接觸式測量設(shè)備使用分中尋找坐標(biāo)指令時，示例性的，如圖4和圖5所示，接觸式探頭100在孔H左側(cè)的測量值和在孔H右側(cè)的測量值兩者平均值理論上應(yīng)當(dāng)為孔H的中心坐標(biāo)值。

可以理解的，控制機(jī)構(gòu)獲取的接觸式探頭100的位置信息，實質(zhì)為定位裝置的位置信息。在接觸式測量設(shè)備在出廠校正、初次使用、或定期校正時，將探針120的遠(yuǎn)離探桿110的一端校正為系統(tǒng)0點，并將此系統(tǒng)0點作為定位裝置的定位0點、將定位裝置的位置信息作為接觸式探頭100的位置信息。通過將探針120的端部坐標(biāo)等同于定位裝置的系統(tǒng)坐標(biāo)，雖然探針120的端部和定位裝置在物理上存在客觀差值，但是該客觀差值理論上是不變的，對最終測量結(jié)果沒有影響，可以忽略不計。

在精密測量中發(fā)現(xiàn)，接觸式測量設(shè)備在使用過程中，探桿110由于長時間的碰觸、探桿110固定螺絲松動等，而探針120在長時間的使用過程中因為頻繁碰觸待檢工件，亦使得探針120相對探桿110具有微量傾斜折彎等，導(dǎo)致探針120的端部與理論值具有一定的偏差。上述探桿110和探針120相對定位裝置的機(jī)構(gòu)偏差理論上可以通過校正0點來消除，但其隨著使用機(jī)構(gòu)偏差會重復(fù)出現(xiàn)，影響測量結(jié)果的精確度。

對此，本發(fā)明提供的接觸式測量方法為：由安裝在定位裝置上的接觸式探頭100的探針120分別接觸待測工件A的兩側(cè)，以獲得第一測量值d1和第二測量值d2，并計算第一測量值d1和第二測量值d2的平均值獲得目標(biāo)測量值d；具體在接觸式探頭100測得第一測量值d1后、測量第二測量值d2之前，驅(qū)動接觸式探頭100的主軸旋轉(zhuǎn)180°，以使得探針120的同一側(cè)部位接觸待測工件A的第一測量點和第二測量點，從而排除客觀存在的機(jī)構(gòu)偏差對最終測量值d的影響?？梢岳斫獾模嗫梢詫⑻结?20自旋轉(zhuǎn)180°，同樣能夠使得探針120的同一側(cè)部位接觸待測工件A的第一測量點和第二測量點、達(dá)到排除機(jī)構(gòu)偏差的效果。

更具體的：探針120接觸待測工件A的第一側(cè)，探針120端部的部位S與待測工件A的第一側(cè)的第一待測點接觸獲得第一測量值d1，該第一測量值d1為第一待測點相對系統(tǒng)0點的坐標(biāo)值，其包括第一待測點的實際坐標(biāo)值D1和部位S和理論位置的差值Δd；探針120移動至接觸待測工件A的第二側(cè)，并驅(qū)動接觸式探頭100的主軸旋轉(zhuǎn)180°，以使得探針120端部的同一部位S與待測工件A的第二側(cè)的第二待測點接觸獲得第二測量值d2，該第二測量值d2為第二待測點相對系統(tǒng)0點的坐標(biāo)值，其包括第一待測點的實際坐標(biāo)值D2和部位S和理論位置的差值Δd。第一測量值d1和第二測量值d2均包含測量偏差Δd且測量偏差Δd方向相反，第一測量值d1和第二測量值d2的平均值可以排除機(jī)構(gòu)偏差、獲得準(zhǔn)確的目標(biāo)理論值。

具體如圖4所示，在接觸式測量設(shè)備測量物體A上的孔H的過程中：驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制接觸式探頭100移動至探針120的左側(cè)的部位S接觸孔H的左側(cè)壁，測得第一測量值d1，假設(shè)探針120的部位S相對接觸式探頭100的主軸向左側(cè)偏移Δd，則理論第一測量值D1= d1-Δd，可以理解的，當(dāng)Δd為正值時，則探針120的部位S相對接觸式探頭100的主軸向左側(cè)偏移│Δd│，當(dāng)Δd為負(fù)值時，則探針120的部位S相對接觸式探頭100的主軸向右側(cè)偏移│Δd│；驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制接觸式探頭100的主軸旋轉(zhuǎn)180°，以使得原本位于探針120左側(cè)的部位S旋轉(zhuǎn)至右側(cè)，此時，探針120的部位S相對接觸式探頭100的主軸向右側(cè)偏移Δd，并當(dāng)驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制接觸式探頭100移動至探針120的部位S接觸孔H的右側(cè)壁時，位于探針120右側(cè)的同一部位S接觸孔H的右側(cè)壁并測得第二測量值d2，而理論第二測量值D2== d2+Δd。

因此，根據(jù)本發(fā)明提供的接觸式測量方法測得的孔H的中心位置的測量值為：

d===

故此，根據(jù)本發(fā)明提供的接觸式測量方法測得的目標(biāo)測量值排除機(jī)構(gòu)偏差，與理論測量值相等。

進(jìn)一步的，由于接觸式測量設(shè)備在測量過程中，控制接觸式探頭100的主軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，為減少相對主軸具有一定偏差的探針120碰撞待檢測的物體而造成探針120和待檢測物體的損傷，本發(fā)明提供的一種解決方案為：待接觸式測量設(shè)備測得第一測量值d1后、驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制接觸式探頭100的主軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)之前，還包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制接觸式探頭100遠(yuǎn)離待測工件的步驟，以使得接觸式探頭100順利發(fā)生主軸旋轉(zhuǎn)和定向。

本發(fā)明還提供了另一種解決方案：待接觸式測量設(shè)備測得第一測量值d1后、驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制接觸式探頭100的主軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)之前，還包括檢測接觸式探頭100與待測工件是否處于安全距離的步驟，其具體可以通過設(shè)置于接觸式探頭100的距離傳感器等來實現(xiàn)；通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制接觸式探頭100的主軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)前檢測探針120與待測工件A的距離，同樣是為避免接觸式探頭100在發(fā)生旋轉(zhuǎn)的過程中與待測工件A發(fā)生碰撞、抵觸，進(jìn)而影響接觸式探頭100順利發(fā)生旋轉(zhuǎn)和定向。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的接觸式測量方法，待探針120接觸待測工件A的第一側(cè)以測得第一測量值d1后、在探針120接觸待測工件A的第二側(cè)以獲得第二測量值d2之前，接觸式探頭或探針120自旋轉(zhuǎn)180°，從而探針120接觸待測工件A的第二側(cè)以測得第二測量值d2時接觸待測工件A的探針120部位和探針120測得第一測量值d1時接觸待測工件A的探針120部位相同，因而即使探針120的測量位置相對理論裝置具有一定偏差，由于在測量第一測量值d1和測量第二測量值d2之間將探針120旋轉(zhuǎn)180°、測量第一測量值d1和第二測量值d2時接觸待測工件A的為探針120同一部位，因而第一測量值d1和第二測量值d2的平均值可以排除機(jī)構(gòu)偏差、獲得準(zhǔn)確的目標(biāo)理論值。根據(jù)本發(fā)明提供的接觸式測量方法，通過于測量第一測量值d1和測量第二測量值d2之間將接觸式探頭或探針120自旋轉(zhuǎn)180°，以使得同一探針120部位接觸待測工件A，從而有效排除客觀存在的機(jī)構(gòu)偏差，提高測量準(zhǔn)確度。

以上所揭露的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。