Способ калибровки координатного измерительного многозвенного устройства

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1744424 19) 51)5 6 01 В ЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4645380/28(54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ КООРДИНАТНОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО МНОГОЗВЕННОГО УСТРОЙСТВА(57) Изобретение относится к машиностроению, измерительной технике, и может быть использовано при измерении деталей различного назначения. Цель изобретения - поИзобретение относится к машиностроению, к измерительной технике и может быть использовано при измерении деталей раз-. личного назначения.Известен способ калибровки координатной измерительной машины с помощью калибратора, выполненного в виде эталонного шара. Однако указанным способом калибруют лишь установленную на машине многощуповую измерительную головку, а не саму машину,Известен также способ калибровки координатного измерительного устройства, выполненного в виде шарнирного механизма и связанного с ЭВМ. Способ включает фиксирование положения шарнирного механизма путем установки щупа измерительной головки на калибратор, расположенный в точке, координаты которой в системе координат измерительного устройства известны, обнуление показаний датчиков вышение точности калибровки за счет использования координатной измерительной системы;связанной со звеньями устройства и измерительных преобразователей самого устройства. Цель достигается тем, что в способе калибровки используют призматические калибраторы, на которых выбирают характерные точки, последовательно касаются их измерительным наконечником, определяют угловое положение каждого звена по углу наклона его проекции на соответствующую координатную плоскость к соответствующей оси координат и вводят полученную измерительную информацию в программное обеспечение устройства в ка.честве исходного положения звеньев, 4 ил. поворота звеньев при фиксированном положении механизма, расчет угловых положений смежных звеньев механизма относительно другдруга по известным координатам калибратора и ввод рассчитанных угловых положений звеньев в программное обеспечение ЭВМ в качестве углов начального положения звеньев.При укаэанном способе не учитываются погрешности установки калибратора в системе координат измерительного устройства, а также деформация звеньев под действием их массы,Цель изобретения - повышение точности калибровки.Цель достигается тем, что углы начального положения и деформации звеньев шарнирного механизма под действием их массы определяют с помощью самого измерительного устройства.1744424 вид сверху), выбирают точку на его поверхности, параллельной базовой плоскости, при зафиксированном датчике угла ф касаются выбранной точки измерительным на конечником, подводя наконечник с двухпротивоположных сторон, измеряют соответствующие углы уп 1,юг и рассчитывают угол уо по формуле 10 п п 2У Далее определяют угол Д, для чего на15 основание 1 устанавливают калибратор 8 ипри зафиксированных датчиках углов а и у касаются наконечником его поверхности, параллельной базовой плоскости, при двух положениях звена 5 (фиг,З). Угол Р 0 рассчи20 тывают по формулеа 1 РП 1 +фигро - 2Значения уо и 30 вводят в программноеобеспечение ЭВМ в качестве углов начального положения, Затем определяют угол .Для этого дважды измеряют длину калибратора 9, установленного параллельно оси У системы координат, При первом измерении (фиг.4) устанавливают калибратор в верхней части рабочей зоны устройства, фиксируют датчик угла Р, касаются наконечником торцев калибратора и измеряют углыЙй 1 Уп 1,4 г Упг и координаты У 1, Уг.35 При втором измерении (фиг.5) калибраторустанавливают в нижней части рабочей эоны, фиксируют датчики угловР, у, касаются наконечником. торцов калибратора и измеряют углы с 410 йг и координаты У 1", Уг, 40 Угол ф рассчитывают по формуле Лв -Ьн 180 гт:сов у т 1.0+6+ У 1 - У 1 яп аг, - зп 01 1 о+6+У 1 - У 1 с 4 - ь Млам: где фп, уп - углы поворота звеньев, измеренные датчиками перемещений;0, 0 - углы поворота звеньев при 50 зафиксированном положении устройства (углы начального положения).При калибровке определяют характеристики фо,10 ь55 На фиг.1-4 обозначено: ОХУЕ - система координат устройства, основание 1, совпадающее с базовой плоскостью ОХУ, неподвижная стойка 2, ось которой совпадает с осью Е системы координат, звено 3, закрепленное в подшипниках стойки с возможностью вращения вокруг своей оси, звено 4, шарнирно закрепленное на звене 3 с возможностью вращения вокруг своей оси, звено 5, шарнирно закрепленное на звене 4 с возможностью поворота в плоскости, образованной звеньями 4 и 5, измерительный наконечник 6, установленный на свободном конце звена 5, калибратор 7 для определения начального углового положения звена 5 относительно оси Е, калибратор 8 для определения начального углового положения звена 5 относительно звена 4, калибратор 9 для определения начального углового положения звена 4 относительно основания.8 шарнирах устройства установлены датчики. угловых перемещений звеньев и фиксаторы, позволяющие при калибровке устанавливать звенья устройства неподвижно относительно друг другу (на фигурах не показаны). Показания с датчиков перемещений передаются в 38 М, которая для измеряемой точки рассчитывает координаты: Х= Г(М,а,Р,у1):У=Гг(И,1 г,а 4,У 6Е = 3(112 фУФ)где 1,г - длины звеньев 4 и 5 соответственно;а- угол поворота звена 4 относительно оси,/3- угол поворота звена 5 относительно плоскости, перпендикулярной звену 4;у - угол поворота звена 5 вокруг оси звена 4 относительно плоскости ХОЕ;ф - угол. прогиба звена 4;1 - .прогиб звена 3 в точке пересечения осей звеньев 3 и 4.Углы Р и у рассчитываются по формуР = Дп + Ро, ) = п + 7 оСпособ калибровки реализуется следующим образом,Определяют угол у для чего устанавливают на основании 1 калибратор 7 (фиг,2. где о - номинальная длина калибратора;а - диаметр измерительного наконечника,Далее рассчитывают угол оо по форму- ле Ро - ои вводятугол иуголро (вместоуглаД ) впрограммное обеспечение.Затем определяют прогиб 1, для чегоповторно измеряют длину калибратора,Прогиб рассчитывают по формуле.о + б + т 1 - Йз 1 с 42 - 3 и с 41Калибровку устройства заканчивают вводом прогиба 1 в программное обеспечение,Формула изобретения Способ калибровки координатного измерительного многозвенного устройства, по которому фиксируют положение звеньев устройства относительно выбранной измерительной системы и базовой плоскости, определяют их угловое положение и полО ученную измерительную информацию используют при калибровке в качестве исходных координат звеньев, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности калиб ровки, используют призматические калибраторы, которые устанавливают на базовую плоскость, выбирают на них характерные точки, последовательно касаются их измерительным наконечником, определяют но вые угловые координаты каждого звена поуглу наклона его проекции на соответствующую координатную плоскость к соответствующей оси координат, а калибровку осуществляют с учетом алгебраической сум мы исходных и вновь измеренных координат звеньев.Редактор Е Коррект ончаков а Заказ 2184 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Гагарина, 101 ьский комбинат "Патент", г Ужго изводственно-и