本发明涉及机械加工中在线原位测量系统的误 差补偿。 具体讲涉及机床分度误差补偿 方法及装置。 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。

目前国内外广泛采用的一类加工中检测中装置 ， 如意大利 Marpose公司和我国中原量 仪厂等生产的加工中测量装置， 只能用于轴径、 孔径、 台阶高度等一些简单参数的测量。 而国民经济与国防中需要加工许多复杂的零件 ， 如发动机整体叶盘、 齿轮、 箱体等。 这些 零件形状复杂， 目前国内外生产的加工中测量装置显然无能为 力。

对于这类复杂零件， 目前最常用的方法是在生产线的两个工序间放 置一些专用或通用 测量仪器。 在完成一个加工工序后对加工件进行较全面的 检测。 根据检测结果只让在上一 道工序符合要求的零件进入下一道工序。 发动机整体叶盘等复杂零件的原材料与前面已 完 成的工序加工费用都很高。 如果因为某一道工序中某些局部参数不符合要 求而报废是十分 可惜的， 应当尽可能进行返修， 使之成为合格件。 对于上面所述的方法， 在发现某些局部 参数不符合要求， 要再送回原机床返修存在许多困难。 一是整个工艺流程不顺， 二是将工 件从机床上卸下后就失去了它的安装基准， 重新安装会因基准改变带来误差。 为了解决这 两个问题要求进行在线原位检测。

有的数控机床和加工中心带有检测装置。 最简单的是在加工完毕后， 用机床上配置的 测头检测刀具的磨损。 这种方法只能发现刀具的磨损， 发现不了其它加工误差。 较先进的 方法是， 在刀具退出后， 在刀具处换上测头， 利用机床带动测头运动， 对工件进行检测。 这种方法固然能够发现由于刀具磨损、 机床振动、 由于切削力引起的变形等影响， 但是从 原理上说它存在问题， 它不能发现由于机床运动误差而产生的种种误 差。 刀具与测头是由 同一控制系统、 运动机构带动运动， 机床的运动误差同时影响加工误差与测量误差 。

计量学的一条基本原则是检测装置应该独立于 加工机床。 针对上述问题， 发明了一种

( 1 ) 体积小， 能够安装在机床旁。 在机床加工原位， 不卸下工件， 对复杂工件进行各种 尺寸、 形状、 位置参数全面检测的测量系统。 （2 ) 具有 5个自由度， 可探测性强， 能够对 整体叶盘、 异形齿轮等复杂零件进行在线原位测量。 （3 ) 重量轻， 可以在必要时从机床旁 移开， 不影响机床各种工作。 （4) 能够进行扫描或点位自动测量， 测量效率高。 （5 ) 具有 多种误差补偿措施， 测量精度高。 （5 ) 具有强大的数据处理软件， 对自由曲面进行拟合和 重构， 与被测曲面的理论模型进行比较， 形成返修指令。 它将在复杂零件的生产中获得广 泛应用， 解决国民经济与国防中许多迄今为止难以解决 的问题， 具有重要的学术意义和实 用价值， 具有重大的经济效益和社会效益。 这一成果已另行申请专利。

图 1是数控机床的与加工中心的一种典型布局。 加工件安装在机床工作台 2的转台 4 上， 它的后方是刀架 3， 前方有两个辅助工位 1和 5， 供上下料用。 测量机只能安装在两 个辅助工位 1和 5之间的狭小地带 （通常只有四、 五百毫米宽） 内。 但是这种测量系统， 不管采用什么样的结构形式， 只能测量接近测量机一端的某些部位。 要伸到机床的后端， 即刀架 3的一端进行测量是很困难的。 特别是对于整体叶盘等这样一些复杂零件， 叶片扭 转角很大， 而相邻叶片间槽很窄， 探针从后端伸入是非常困难的。 比较现实的方法通过转 动机床转台 4， 将需要测量的叶片或齿转到机床前端， 进行测量。 但是这里出现了一个新 问题， 转台 4的分度误差和转轴的径向与轴向运动误差影� �测量结果。 它违反了计量学的 一条基本原则： 检测装置应该独立于加工机床。 为了避免机床转台分度误差和转轴的径向 与轴向运动误差的影响， 需要有适当的方法， 能够补偿上述误差。 发明内容

本发明旨在解决克服现有技术的不足， 提供一种能够避免机床转台分度误差和转轴的 径向与轴向运动误差的影响， 进行误差补偿的方法或装置， 为达到上述目的， 本发明采取 的技术方案是， 机床分度误差补偿装置， 结构为： 圆形的标准球盘上安装有 N个标准球； N个标准球安装在标准球盘的同一高度上， 并均布在与标准球盘外圆同心的圆周上， 标准 球盘安装在机床的转台上， 标准球盘的外圆与机床的转台转轴同心。

标准球是钢球或陶瓷球， 在球的一端打一个盲孔， 在孔内镶入一根螺杆， 并用胶粘死。 标准球盘上设有 N个球座， 以沿切向均布的方式用螺钉固结在标准球盘底 盘上， 球座 在底盘上的径向位置和切向位置可以在螺孔允 许的范围内调整， 将粘结有标准球的螺杆插 入球座的孔内， 螺杆上在球座两边各有一个螺母， 靠两个螺母将螺杆固定在球座上， 其 z 向位置与径向位置均可以在一定范围内调整。

—种机床分度误差补偿方法，借助于前述机床 分度误差补偿装置实现，包括下列步骤: 对各个标准球的位置进行调整： 调整的要求是： （1 ) 将各个标准球的球心调整到与底 盘的外圆同心的圆上； （2)将各个标准球的球心调整到同一高度 H上； （3 )将各个标准球 的球心调整到间隔相等；

将装配好的标准球盘安装在一个检测用的精密 转台上， 通过测量标准球盘底盘的外圆 将底盘与检测用的精密转台轴线调整成同轴； 然后通过检测， 调整各个标准球的位置， 并 通过测量标准球上某一个点的位置来进行调整 ；

利用旁向测头测量各个标准球的等高性： 为此将一个旁向测头调整到测量标准球顶 部的位置， 在转台连续转动过程中旁向测头的示值变化表 示球心高度 H的变化， 略微松开 固定球座的两个螺母，在球座的孔与螺杆的间 隙范围内调整螺杆的位置，再锁紧两个螺母， 直至各个球心的高度 H相等；

接着在调整用的转台带动底盘转动过程中， 利用旁向测头测量各个标准球的均布性。 为此将一个旁向测头调整到测量标准球一侧的 位置， 转台每转动一个间距角 = 360° / N， 旁向测头进入测量球心的位置， 拾取示值后退出， 在 N个转位的测量中旁向测头的示值变 化表示球心间距角 的变化， 略微松开螺钉， 在底盘的孔与螺钉的间隙范围内调整球座的 位置， 再锁紧螺钉， 直至各个球的间距角 相等， 检测与调整常需反复进行；

最后在调整用的转台带动底盘转动过程中， 利用轴向测头测量各个标准球的球心圆的 偏心， 为此将一个轴向测头调整到测量标准球外端的 位置， 连续转动转台， 轴向测头测量 球心至转台中心的距离 的位置。在转台带动底盘转动一圈过程中轴向 测头的示值变化表 示两倍的偏心， 略微松开螺钉， 在底盘的孔与螺钉的间隙范围内调整球座的位 置， 再锁紧 螺钉， 直至各个球至转台中心的距离 Ro相等， 检测与调整常需反复进行；

上述调整可能互相牵连， 特别是标准球的均布性与偏心都是通过改变球 座的位置来调 整， 如果螺杆上的两个螺母位置不当， 也可能靠改变球座的位置无法将偏心调得很小 ， 这 时需要适当改变两个螺母在螺杆上的位置， 然后再进行偏心检测和调整， 在这种情况下， 偏心调整与等高性的调整也会互相牵连；

在完成全部调整后， 将调整好的标准球盘作为一个整体安装到机床 转台上， 用螺钉将 底盘大致固紧后， 测量底盘上直径为 D的外圆面、 并调整整个标准球盘的位置， 直至底盘 的外圆面与机床转台同轴， 再锁紧底盘；

标准球盘安装到机床转台上， 并调整到与机床转台同轴后就不再移出；

零件加工完毕后， 安装在机床旁的原位测量系统开始测量工件的 第一个特征元素， 测 量完第一个特征元素后， 测量某一个或几个标准球， 获得球心坐标（xu^A ) , 为了便于测 量工件的第二个特征元素， 机床转台转过分度角 = 360° 后， 利用安装在机床旁的原位 测量机测量同一个或同几个标准球的球心位置 ， 设为（x ₂ j¾ )， ΔΖ Ζ ^ - 就是在这次转 动中转台 4的轴向运动误差， AR _{0 =} /χ ₂ ² + y ₂ ² - /x + y 就是在这次转动中转台 4的径向 运动误差， A = _arc tan^ - _arc tan - 就是在这次转动中转台 4的转角误差， 可以按此 引入误差补偿， 使测量结果不受机床转台 4转动误差的影响；

由于在一般情况下， 标准球盘上的球数 N≠«， 机床转台每次转过一个分度角 θ ₀ ， 而 标准球盘上两个相邻球之间的角度间距是 = 360° / N， 这样在机床转台转过一个分度时， 下一个球不是转动到上一个球的原来位置， 而是比上一个球的原来位置滞后 Αθ, = θ _λ - θ ₀ , 在 N < w时， Δ > 0， 转动后下一个球比上一个球的原 来位置滞后； 在 N > «时， Δ < 0， 转动后下一个球超前于上一个球的原来位置， Ν与 η 都是已知的， 通过检测标准球的路径进行正确规划， 测量 Α个特征元素后， 转台总共转过 k , 标准球的位置总共滞后 M ， |M |超过一定值时， 检测标准球的路径规划自动改测 相邻的一个球；

在机床转台 4转过《个分度角 后， 测量机完成对整个工件的测量， 测量任务结束， 合乎要求的加工件通过验收， 或允许其进入下一工序。 对偏离技术要求的， 计算返修量， 并形成返修加工程序， 进行返修。 本发明的技术特点及效果-

1、 采用本发明， 可以利用机床转台的转动， 将需要测量的叶片、 齿转或其它部位到机 床前端， 测量机可以分别地对需要测量的部位进行逐个 测量， 而转台分度误差和转 轴的径向与轴向运动误差又不影响测量结果。 使测量符合计量学要求的独立性原 贝 1」， 提高测量精度。

2、 采用在转台转动前后测量同一个标准球的方法 ，可以大幅度地降低对标准球盘制造 与调整精度要求。 它只对标准球的球度误差、 硬度、 稳定性， 标准球盘的直径、 稳 定性， 标准球的球心圆与转台轴线的同心度有严格要 求。所以对球度误差有严格要 求， 是因为虽然测量同一个球， 但测量的是球上不同的点。 对球的硬度、 稳定性， 标准球盘的稳定性有要求是为了保证长期工作 稳定性。标准球的球心圆与转台轴线 的偏心会使标准球的球心圆半径发生变化。 其它因素， 如标准球尺寸的一致性、 标 准球分布均匀性、等高性等，只影响调整与测 量的方便性，可以降低对它们的要求。 3、 采用在转台转动前后测量同一个标准球的方法 ， 可以在测量具有不同分度角 θ ₀ 的 零件时， 采用同样的标准球盘， 对转台误差进行补偿， 从而降低了标准球盘 6的制 造成本， 避免了更换标准球盘、 调整带来的麻烦。

4、 可以利用经过精确标定的标准球盘底盘直径 D，对在线原位测量机的 方向的零位 进行标定或复核。 附图说明

图 1为机床的典型布局示意图。 图中， 1辅助工位、 2机床工作台、 刀架 3、 4转台、 另一辅助工位 5。

图 2为装有标准球盘的机床示意图。 图中， 6标准球盘。

图 3为标准球盘结构示意图。 图中， 31底盘、 32螺钉、 33球座、 标准球 34、 35镶套 在螺杆、 37螺钉， 螺杆 35靠两个螺母 36固定在球座 33上， 其位置可以调整。 底盘 31通 过若干个螺钉 32固定在机床的转台上， 在底盘 31上安装有 个球座 33， 这些球座均匀地 分布在底盘 31的一个与底盘 31的外圆面同心的圆上， 靠螺钉 37固定在底盘 31上。

图 4为标准球的中心高度检测与调整原理图。

图 5为标准球均布性的检测与调整原理图。

图 6为标准球的球心圆的偏心检测与调整原理图� � 具体实施方式

一些复杂工件的几何参数的在线原位测量系统 往往难以测量整个工件。 需要利用机床 的转台将需要测量部分转动到测量机的前方。 本发明通过检测安装在机床转台上的标准球 盘上某一个或若干球的球心位置变化， 对机床转台分度误差和转轴的径向与轴向运动 误差 进行补偿， 使机床转台误差对测量结果没有影响， 提高测量精度。 本发明属于测试技术及 仪器领域。 具体讲， 涉及在线测量和误差补偿技术。

本发明提供了一种能够补偿机床转台分度误差 和转轴的径向与轴向运动误差的技术， 从而使在线原位测量系统既能利用机床转台的 转动， 将需要测量的叶片、 齿转或其它部位 到机床前端， 测量机可以分别地对需要测量的部位进行逐个 测量， 而转台分度误差和转轴 的径向与轴向运动误差又不影响测量结果。

本发明的基本思想是： 在机床转台上安装一个标准球盘 6，如图 2所示。 图 2中其它 符号的含义与图 1相同。通过现有的在线原位测量机检测转台 4转动前后标准球盘 6上某 一个或若干球的球心位置变化， 检测出机床转台分度误差和转轴的径向与轴向 运动误差， 并对其影响进行误差补偿。 它的主要特征是：

1. 在机床转台上安装一个具有 N个标准球的球盘 6，如图 2所示。 N个标准球安装在 标准球盘 6的同一高度上， 并均布在与标准球盘 6外圆同心的圆周上。 对球的基 本要求是球度误差小、 球径一致、 硬度高、 稳定性好。

2. 对于标准球盘 6 的基本要求是稳定性好、 底盘外圆圆度误差小，直径经过精确标 定。 标准球盘 6安装在机床的转台 4上， 利用标准球盘 6的外圆将标准球盘调整 到与机床的转台 4同心。

3. 在测量零件的第一个特征元素 （如整体叶盘的第一个叶片）、 转台 4 处于第一个 位置 （转动前的位置） 时， 利用测量机测量某一个标准球 A的球心位置， 在以转 台 4 的轴线与工件安装面交点为原点的坐标系中， 其坐标为（Α, , 为了测量 该零件的第二个特征元素（如整体叶盘的第二 个叶片）， 需要将转台 4转过一个分 度角 。 以整体叶盘为例， 对于一个具有《个叶片的整体叶盘 = 360° /«， 其中

«是该整体叶盘的叶片数。

4. 转过分度角^)后， 利用测量机测量同一个标准球 A的球心坐标， 设为（x ₂ j¾ )。

AZ = Z ₂ 就是在这次转动中转台 4的轴向运动误差， AR ₀ = +yl ~ ⁺ y 就是在这次转动中转台 4的径向运动误差， A z arctan^ - arctan^- 就是在 这次转动中转台 4的转角误差。 可以按此引入误差补偿， 使测量结果不受机床转 台 4转动误差的影响。

5. 如果机床只加工一种具有《个特征元素的零件 ， 如具有《个叶片的叶盘， 那么选 择球盘 6上的标准球数 N=«是最方便的。 这时机床转台 4每转过一个分度角 θ ₀ ， 球盘 6上的下一个标准球转动到前一个球转动前的� �置。 每次转动前后测量机测 量的标准球的两个位置是基本不变的。 只是由于存在误差因素， 标准球的两个位 置会有微小变化。 但是在绝大多数情况下， 机床需要用于加工不同的零件， 《不是 固定的。 对于不同《的零件更换具有不同标准球数 N的球盘是很不方便的， 这不 仅因为球盘造价较高，每次更换加工件后，重 新安装标准球盘 6也很不方便。 Ν≠η 时， 机床转台 4每次转过一个分度角 ， 而标准球盘 6上两个相邻球之间的角度 间距是 = 360° /N。 这样在机床转台 4转过一个分度时， 下一个球不是转动到上 一 个 球 的 原 来 位 置 ， 而 是 比 上 一 个 球 的 原 来 位 置 滞 后 Δ = - = 360° (1/N - 1/")。 在 < /？时， Δ > 0， 转动后下一个球比上一个 球的原来位置滞后； 在 N〉《时， Δ < 0， 转动后下一个球超前于上一个球的原 来位置。 由于 与《都是已知的， 可以通过对测量机检测标准球的路径进行正确 规划， 使测量机正确地测量下一个球。测量 A个特征元素后， 转台 4总共转过 ₀ ， 标准球的位置总共滞后 Μ 。 Μ 太大时， 会影响对标准球的正确检测， 需要改 测相邻的一个球， 在进行测量机检测标准球的路径规划时需要考 虑这一因素。

6. 标准球盘 6上的球数 N太大， 不仅会使标准球盘 6的制造成本加大， 也会使标准 球的位置调整变得困难。此外， N太大也会使相邻标准球挨得很近， 给探测增加困 难， 所以 N不宜太大。 但是 N太小时， 两个相邻标准球隔得很远， 给探测带来困 难。 一般可以推荐， 测量机在它的量程内能够探测到 3个相邻标准球， 是比较合 适的， 可以按此来选择标准球盘 6上的球数。

7. 应该说， 测量机探测一个标准球在转台 4转位前后的位置， 即能满足转台误差补 偿的要求。 但是也常同时探测两个或更多标准球在转台 4转位前后的位置。 同时 探测两个或更多标准球的好处是： （1 ) 提高测量结果的置信度； （2 ) 减小测量随 机误差的影响， 提高测量精度； （3 ) 根据同时探测两个或更多标准球在转台 4转 位前后的位置，还可以获得转台 4的转轴绕 X与 轴的倾摆角运动误差。严格地讲， 被测件的一个特征元素在 ^与 >方向有一定分布范围，在不同的点转台 4的轴向运 动误差与径向运动误差是不同的。在测得转台 4的转轴绕 X与 ;轴的倾摆角运动误 差后， 可以算出特征元素的各个点处转台 4 的轴向运动误差与径向运动误差。 但 是一般说一个特征元素在 X与 >方向的分布范围有限，可以认为它们的轴� �运动误 差与径向运动误差差别很小。

8. 图 3是标准球盘结构示意图。 图中 31是标准球盘的底盘， 它是一个圆环。 它的内 径 d和外径 D根据在机床转台上安装的方便确定。 它应有一定厚度 h， 以防止热 处理时发生变形。 底盘 31通过若干个螺钉 32固定在机床的转台上， 并调整到与 机床转台同轴。 在底盘 31上安装有 N个球座 33， 这些球座均匀地分布在底盘 31 的一个与底盘 31的外圆面冋心的圆上， 靠螺钉 37固定在底盘 31上， 其位置可以 调整。 标准球 34 镶套在螺杆 35上， 并用胶粘死。 螺杆 35靠两个螺母 36固定在 球座 33上， 其位置可以调整。选择标准球 34的高度 H及其球心圆直径 A)应该考 虑探测这些标准球的方便， 同时不要影响工件的加工与测量加工件。

9. 图 4〜6分别是检测和调整标准球中心等高性、 偏心与均布性的原理图。

本发明的目的在于为在线原位测量系统提供一 种机床转台误差补偿技术。 对于叶盘、 异形齿轮等复杂零件， 测量机很难从机床后端伸入零件槽内进行测量 ， 比较现实的方法是 利用机床转台的转动， 将需要测量的叶片、 齿转或其它部位到机床前端， 测量机可以分别 地对需要测量的各个部位进行逐个测量。 本发明能够补偿转台分度误差和转轴的径向与 轴 向运动误差， 使它们不影响测量结果。 本发明的实施方式如下。

1. 根据测量机能够覆盖的测量范围， 适当选择标准球盘上的球数 N。

2. 加工 N个球度误差小、 球径差别小的标准球 34 (图 3 ) 。 对于标准球 34的材料要 求是硬度高、 性能稳定、 便于加工， 可以是钢或陶瓷。 在球的一端打一个盲孔， 在 孔内镶入一根螺杆 35， 并用胶粘死。

3. 将 N个球座 33以沿切向均布的方式， 用螺钉 37固结在底盘 31上， 如图 3所示。

球座 33底盘 31上的径向位置和切向位置可以在螺孔允许的� ��围内调整。

4. 将粘结有标准球 34的螺杆 35插入球座 33的孔内， 螺杆 35上在球座两边各有一 个螺母 36， 靠两个螺母 36将螺杆 35固定在球座 33上， 其 z向位置与径向位置均 可以在一定范围内调整。

5. 在将标准球盘装配成图 3所示整体结构后，需要对各个标准球 34的位置进行调整。

调整的要求是： （1 )将各个标准球 34的球心调整到与底盘 31的外圆同心的圆上；

( 2 )将各个标准球 34的球心调整到同一高度 H上； （3 )将各个标准球 34的球心 调整到间隔相等。这三条要求第一条是最主要 的， 因为将标准球盘装到机床转台上 后， 通过测量底盘 31的外圆面， 将底盘 31的外圆面调整到与机床转台同轴， 从而 保证各个标准球 34的球心圆与机床转台同轴。各个标准球 34的球心圆与机床转台 轴线之间的偏心， 会引起各个标准球 34的球心圆半径随转角而变化， 产生测量误 差。 而标准球 34的球心等高与均布对测量结果没有直接影响� �� 只是在等高与均布 情况下测量更为方便， 更容易让所有测量点均在测量机的线性范围内 。

6. 将按图 3装配好的标准球盘安装在一个检测用的精密� �台上（图 4) ， 通过测量底 盘 31的外圆将底盘 31与检测用的精密转台轴线调整成同轴。然后� ��过检测， 调整 各个标准球 34的位置。 按理说， 由于各项调整要求是针对的球心位置提出的， 检 测时也应该检测各个球心的位置。但是检测一 个球心的位置， 至少需要检测球面上 不在同一个平面上的 34个点的位置。 这些点需要从不同方向去探测， 要求采用三 维测头，三维测头的测量不确定度比一维测头 大。对标准球的球心圆的同心、等高、 均布三项要求的调整互相有牵连。如果通过检 测各个球心的位置来进行调整， 整个 调整过程很麻烦。 如果各个标准球的球度误差很小、 球径差别也很小， 那么完全可 以通过测量球面上某一个点的位置来确定球心 的位置， 使调整过程得到简化。标准 球的球度误差小、 球径一致性好是不难实现的， 建议采用球度误差小、 球径一致性 好的标准球， 然后通过测量某一个点的位置来进行调整。

7. 首先在转台带动底盘 31转动过程中， 利用旁向测头测量各个标准球 34的等高性。

为此将一个旁向测头调整到测量标准球顶部的 位置， 如图 4所示。在转台连续转动 过程中旁向测头的示值变化表示球心高度 H的变化。 略微松开两个螺母 36， 在球 座 33的孔与螺杆 35的间隙范围内调整螺杆 35的位置， 再锁紧两个螺母 36， 直至 各个球心的高度 H相等。检测与调整常需反复进行。对等高性� �调整精度要求不高， 它不直接影响误差补偿精度， 只是要求在将标准球盘装到机床转台上后， 各个球的 高度都在在线原位测量机的测量范围内即可。

8. 接着在调整用的转台带动底盘 31 转动过程中， 利用旁向测头测量各个标准球 34 的均布性。 为此将一个旁向测头调整到测量标准球一侧的 位置， 如图 5所示。 转台 每转动一个间距角 = 360° IN , 旁向测头进入测量球心的位置， 拾取示值后退出。 在 N个转位的测量中旁向测头的示值变化表示球� �间距角 的变化。 略微松开螺 钉 37，在底盘 31的孔与螺钉 37的间隙范围内调整球座 33的位置，再锁紧螺钉 37， 直至各个球的间距角 相等。 检测与调整常需反复进行。 对均布性的调整精度要 求不高， 它不直接影响误差补偿精度， 只是要求在将标准球盘装到机床转台上后， 各个球的位置都在原位测量机的测量范围内即 可。

9. 最后在调整用的转台带动底盘 31 转动过程中， 利用轴向测头测量各个标准球 34 的球心圆的偏心。为此将一个轴向测头调整到 测量标准球外端的位置，如图 6所示。 连续转动转台， 轴向测头测量球心至转台中心的距离 Ro的位置。 在转台带动底盘 31转动一圈过程中轴向测头的示值变化表示两� ��的偏心。 略微松开螺钉 37， 在底 盘 31的孔与螺钉 37的间隙范围内调整球座 33的位置， 再锁紧螺钉 37， 直至各个 球至转台中心的距离 R _Q 相等。 检测与调整常需反复进行。 对同轴度的调整精度要 求高， 因为它直接影响误差补偿精度， 需要仔细进行。

10. 上述调整可能互相牵连，特别是标准球的均布 性与偏心都是通过改变球座 33的位 置来调整。 如果螺杆 35上的两个螺母 36位置不当， 也可能靠改变球座 33的位置 无法将偏心调得很小， 这时需要适当改变两个螺母 36在螺杆 35上的位置， 然后再 进行偏心检测和调整。 在这种情况下， 偏心调整与等高性的调整也会互相牵连。 建 议一是将偏心调整放在最后， 这样即使它会影响球心的均布性与等高性， 但因为对 于后面两项的调整精度要求不高， 可能三项调整都仍然能够处在合乎要求范围内 。 其次， 在三项调整都进行完毕后， 需要再一次进行检测， 以检验三项调整是否都处 在合乎要求范围内。

11 . 在完成全部调整后， 将调整好的标准球盘作为一个整体安装到机床 转台上。 用螺 钉 32 (图 3)将底盘 31大致固紧后， 测量底盘 31上直径为/)的外圆面、 并调整整 个标准球盘的位置， 直至底盘 31的外圆面与机床转台同轴， 再锁紧底盘 31。 这一 偏心直接影响误差补偿精度， 因此要求较高。

12. 从原理上说， 应该将标准球盘直接固结在机床转台上， 这时只需要一个标准球盘。

在将标准球盘直接固结在机床转台上有困难时 ，可以将标准球盘固结在加工零件时 用的夹具上， 然后与夹具一起固结在机床转台上。 在这种情况下， 在整个加工一批 零件过程中， 标准球盘与夹具应该始终固定在一起， 它们的相对位置不变。 在不少 机床上，采用两个夹具。零件加工完毕后，夹 具与加工完的零件一起送到辅助工位， 在那里将零件卸下。 而另一辅助工位上， 另一个夹具上已经装好待加工的件， 进入 加工。 在这种情况下， 需要两个标准球盘， 分别装在两个夹具上。

13. 标准球盘安装到机床转台上， 并调整到与机床转台同轴后就不再移出。 在零件加 工过程中， 虽然它不参与工作， 但处于加工环境下， 要经受振动、 冷却液、 切屑的 影响， 要求加工环境对标准球盘性能没有影响。

14. 零件加工完毕后，安装在机床旁的原位测量系 统开始测量工件的第一个特征元素， 例如第一个叶片。 测量完第一个特征元素后， 测量某一个（或几个）标准球， 如图 2中的球 A， 获得它的球心坐标 （ ）。 为了便于测量工件的第二个特征元素， 机床转台转过分度角 = 360° /«后， 利用安装在机床旁的原位测量机测量同一个 (或同几个） 标准球 A的球心位置， 设为 （x ₂ j¾ )。 Δζ = ζ ₂ - ζ^¾是在这次转动 中转台 4的轴向运动误差， AR。 ₌ /χ ₂ ² + y ₂ ² -」x + y 就是在这次转动中转台 4的 径向运动误差， ΑΘ = arctan^- - arctan^ - ^ ₀ 就是在这次转动中转台 4的转角误差。 可以按此引入误差补偿， 使测量结果不受机床转台 4转动误差的影响。

15. 由于在一般情况下，标准球盘上的球数 N≠«，机床转台 4每次转过一个分度角 θ ₀ ， 而标准球盘 6上两个相邻球之间的角度间距是 = 360° /N， 这样在机床转台 4转 过一个分度时， 下一个球不是转动到上一个球的原来位置， 而是比上一个球的原来 位置滞后 Δ = — ^ = 360° (1/N— 1//ί)。 在 N < w时， Δ > 0， 转动后下一个球 比上一个球的原来位置滞后； 在 N > «时， Λ < 0， 转动后下一个球超前于上一个 球的原来位置。 与《都是已知的， 需要通过对测量机检测标准球的路径进行正确 规划， 使测量机正确地测量下一个球。 测量 Α个特征元素后， 转台 4总共转过 ， 标准球的位置总共滞后 Μ 。 超过一定值时， 检测标准球的路径规划自动改 测相邻的一个球。

16. 在机床转台 4转过《个分度角 后， 测量机完成对整个工件的测量， 测量任务结 束， 合乎要求的加工件通过验收， 或允许其进入下一工序。 对偏离技术要求的， 计 算返修量， 并形成返修加工程序， 进行返修。