校准方法技术

本发明专利技术提供了一种校准方法。该校准方法包括以下步骤：利用CMM(200)测量以第一姿势、第二姿势和第三姿势安装的检查量规(100)的多个边的球到球距离，以及通过求解联立方程来计算用于校准检查量规的多个边的两端处的两个相应球之间的球到球距离的校准值，该联立方程包括：以第一姿势安装的检查量规的多个边的球到球距离、以第二姿势安装的检查量规的多个边的球到球距离、以第三姿势安装的检查量规的多个边的球到球距离、以及在测量位置处的CMM(200)的测量误差。的测量误差。的测量误差。

【技术实现步骤摘要】
校准方法


[0001]本专利技术涉及用于CMM的检查量规(inspection gauge)的校准方法。

技术介绍

[0002]为了检查坐标测量机(coordinate measuring machine(CMM))的测量精度，使用在多面体等的各个顶点处放置有球的检查量规(例如，参见美国专利6023850)。预先用诸如光学干涉仪等的基准仪器来测量检查量规中的各个球到球距离的真值。作为校准具有球作为测量元件的量规(诸如正四面体量规和立方体量规等)的方法，已知一种通过将量规的各个球到球距离与具有校准值的球杆(ball bar)进行比较来进行校准的方法。

技术实现思路

[0003]专利技术要解决的问题
[0004]在美国专利6023850中所述的方法中，在校准检查量规的情况下，需要使用基准仪器来测量检查量规的所有球到球距离的真值。因此，存在基准仪器的校准作业复杂的问题。
[0005]本专利技术关注这一点，并且其目的是提供一种能够减少检查量规的校准作业所需的时间的校准方法。
[0006]用于解决问题的方案
[0007]根据本专利技术的第一方面的校准方法是一种校准方法，用于校准检查量规，在所述检查量规中，球布置在正四面体的各个顶点处，所述校准方法包括以下步骤：将所述检查量规以第一姿势安装在CMM的测量台上；使用识别出测量误差的所述CMM来测量以所述第一姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离，所述测量误差是以所述第一姿势安装的所述检查量规的多个边中的第一边所位于的测量位置处的测量误差；在测量多个边的球到球距离之后，通过使所述检查量规围绕第一旋转对称轴旋转，来将所述检查量规以第二姿势安装在所述测量台上，在所述第二姿势下多个边中的与所述第一边不同的第二边与在所述第一姿势下所述第一边所在的测量位置一致；使用所述CMM来测量以所述第二姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离；在测量以所述第二姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离之后，通过使所述检查量规围绕与所述第一旋转对称轴不同的第二旋转对称轴旋转，来将所述检查量规以第三姿势安装在所述测量台上，在所述第三姿势下多个边中的与所述第一边和所述第二边不同的第三边与所述测量位置一致；使用所述CMM来测量以所述第三姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离；以及通过求解联立方程来计算用于校准所述检查量规的多个边的两端处的两个相应球之间的球到球距离的校准值，所述联立方程包括以所述第一姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离、以所述第二姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离、以所述第三姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离、以及在所述测量位置处的所述CMM的测量误差。
[0008]测量以所述第一姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离可以包括测量以所述第一姿势安装的所述检查量规的六个边的球到球距离，测量以所述第二姿势安装的
所述检查量规的多个边的球到球距离可以包括测量以所述第二姿势安装的所述检查量规的六个边的球到球距离，以及测量以所述第三姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离可以包括测量以所述第三姿势安装的所述检查量规的六个边的球到球距离。
[0009]计算用于校准所述检查量规的多个边的两端处的两个相应球之间的球到球距离的校准值可以包括：通过求解以下联立方程1来计算所述检查量规的正四面体的各个边的球到球距离的校准值、以及在测量所述检查量规的正四面体的各个边的球到球距离时发生的测量误差。
[0010][方程1][0011][0012]在方程1中，m
j
表示在测量与第j个位置相对应的球到球距离时的测量误差，其中j＝1、2、...、6，以及l
#i,k
表示在以第i姿势布置的所述检查量规的第k个位置处测量球到球距离时的测量值，其中i＝1、2、3且k＝1、2、...、6。
[0013]根据本专利技术的第二方面的校准方法是一种校准方法，用于校准检查量规，在所述检查量规中，球布置在正四面体的各个顶点处，所述校准方法包括以下步骤：将所述检查量规以第一姿势安装在CMM的测量台上；利用识别出测量误差的所述CMM来测量以所述第一姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离，所述测量误差是以所述第一姿势安装的所述检查量规的多个边中的被包括在所述正四面体的底面中的第一边所位于的第一测量位置处的测量误差、以及未包括在所述底面中的第二边所位于的第二测量位置处的测量误差；在测量以所述第一姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离之后，通过使所述检查量规围绕与所述底面正交的旋转对称轴旋转，来将所述检查量规以第二姿势安装在所述测量台上，在所述第二姿势下，多个边中的与所述第一边和所述第二边不同的第三边与在所述第一姿势下所述第一边所在的所述第一测量位置一致，并且与所述第一边、所述第二边和所述第三边不同的第四边与在所述第二姿势下所述第二边所在的所述第二测量位
置一致；利用所述CMM来测量以所述第二姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离；以及通过求解联立方程来计算用于校准所述检查量规的多个边的两端处的两个相应球之间的球到球距离的校准值，所述联立方程包括以所述第一姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离、以所述第二姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离、以及在所述第一测量位置和所述第二测量位置处的所述CMM的测量误差。
[0014]测量以所述第一姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离可以包括测量以所述第一姿势安装的所述检查量规的六个边的球到球距离，以及测量以所述第二姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离可以包括测量以所述第二姿势安装的所述检查量规的六个边的球到球距离。
[0015]计算用于校准所述检查量规的多个边的两端处的两个相应球之间的球到球距离的校准值可以包括：通过求解以下联立方程2来计算所述检查量规的正四面体的各个边的两端处的两个相应球之间的球到球距离的校准值、以及在测量球到球距离时发生的测量误差。
[0016][方程2][0017][0018]在方程2中，m
j
表示在测量与第j个位置相对应的球到球距离时的测量误差，其中j＝1、2、...、6，l
#i,k
表示在以第i姿势布置的所述检查量规的第k个位置处测量球到球距离时的测量值，其中i＝1、2、3且k＝1、2、...、6，g
k
表示通过校准所述检查量规的第k边的两端处的两个相应球之间的球到球距离而获得的校准值，其中k＝1、2、...、6，l
2,scl
表示通过识别在所述第一测量位置处测量球到球距离的情况下的测量误差而获得的值，以及l
5,scl
表示通过识别在所述第二测量位置处测量球到球距离的情况下的测量误差而获得的值。
[0019]计算所述校准值可以包括利用最小二乘法计算所述校准值。所述校准方法可以还包括使用激光干涉仪识别测量误差的步骤。
[0020]专利技术的效果
[0021]根据本专利技术，可以减少检查量规的校准作业所需的时间。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种校准方法，用于校准检查量规，在所述检查量规中，球布置在正四面体的各个顶点处，所述校准方法包括以下步骤：将所述检查量规以第一姿势安装在坐标测量机即CMM的测量台上；使用识别出测量误差的所述CMM来测量以所述第一姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离，所述测量误差是以所述第一姿势安装的所述检查量规的多个边中的第一边所位于的测量位置处的测量误差；在测量多个边的球到球距离之后，通过使所述检查量规围绕第一旋转对称轴旋转，来将所述检查量规以第二姿势安装在所述测量台上，在所述第二姿势下多个边中的与所述第一边不同的第二边与在所述第一姿势下所述第一边所在的测量位置一致；使用所述CMM来测量以所述第二姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离；在测量以所述第二姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离之后，通过使所述检查量规围绕与所述第一旋转对称轴不同的第二旋转对称轴旋转，来将所述检查量规以第三姿势安装在所述测量台上，在所述第三姿势下多个边中的与所述第一边和所述第二边不同的第三边与所述测量位置一致；使用所述CMM来测量以所述第三姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离；以及通过求解联立方程来计算用于校准所述检查量规的多个边的两端处的两个相应球之间的球到球距离的校准值，所述联立方程包括以所述第一姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离、以所述第二姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离、以所述第三姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离、以及在所述测量位置处的所述CMM的测量误差。2.根据权利要求1所述的校准方法，其中，测量以所述第一姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离包括测量以所述第一姿势安装的所述检查量规的六个边的球到球距离，测量以所述第二姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离包括测量以所述第二姿势安装的所述检查量规的六个边的球到球距离，以及测量以所述第三姿势安装的所述检查量规的多个边的球到球距离包括测量以所述第三姿势安装的所述检查量规的六个边的球到球距离。3.根据权利要求1或2所述的校准方法，其中，计算用于校准所述检查量规的多个边的两端处的两个相应球之间的球到球距离的校准值包括：通过求解以下联立方程1来计算所述检查量规的正四面体的各个边的球到球距离的校准值、以及在测量所述检查量规的正四面体的各个边的球到球距离时发生的测量误差，方程1
在方程1中，m
j
表示在测量与第j个位置相对应的球到球距离时的测量误差，其中j＝1、2、...、6，以及l
#i,k
表示在以第i姿势布置的所述检查量规的第k个位置处测量球到球距离时的测量值，其中i＝1、2、3且k＝1、2、...、6。4.一种校准方法，用于校准检查量规，在所述检查量规中，球布置在正四面体的各个顶点处，所述校准方法包括以下步骤：将所述检查量规以第一姿势安装在坐标测量机即CMM的测量台上；利用识别...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上友人，奈良正之，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：