作者：戴雨辰, 沈小燕, 李东升, 李子赫

作者单位：中国计量大学计量测试工程学院, 浙江 杭州 310018

关键词：转台;3V运动学连接;调平算法;自准直仪

摘要：

精密回转工作台的倾斜角度对角度测量、工件形貌测量的结果产生系统性误差。为消除该影响，提出一种基于平面矢量分析的转台调平方法。以三点支承转台结构为研究对象，通过对转台工作面倾斜矢量的测量与分析，建立平台的调平方程；通过自准直仪测量倾斜矢量可以计算得到支承柱的高度调整量，从而实现转台调平。实验结果表明：现有实验条件下，转台工作面倾斜角的测量标准差为0.6″，经过2次调平可使转台工作面倾斜角小于2.0″。该调平方法具有数学原理简单、调平精度高等特点，可为转台自动调平的实现提供新的途径和方法。

Research on leveling method of turntable based on planar vector analysis
DAI Yuchen, SHEN Xiaoyan, LI Dongsheng, LI Zihe
College of Metrology and Measurement Engineering, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China
Abstract: Aiming to eliminate the influence caused by tilt angle of a precision rotary worktable, a leveling method based on planar vector analysis is proposed. By the measurements and analyses of the tilt vector of turntable platform with three-point supporting table, the leveling equation is established. The height adjustment of supporting rods is calculated from the measured tilt vector with autocollimator, and then the supporting table is leveled. The experiment results show that, in the current experiment conditions, the measurement standard deviation of tilt angle of the turntable platform is about 0.6″, and the tilt angle of the platform can be adjusted to be less than 2.0″ after twice leveling. For its simple mathematic principle and high control accuracy, the leveling method can provide a new way for turntable automatic leveling.
Keywords: turntable;3V kinematic coupling;leveling method;autocollimator
2023, 49(9):13-18  收稿日期: 2022-1-25;收到修改稿日期: 2022-2-15
基金项目: 国家自然科学基金面上项目（51875543）；浙江省属高校基本科研业务费专项资金资助（2020YW03）
作者简介: 戴雨辰（1996-），男，浙江台州市人，硕士研究生，专业方向为几何量测量。
参考文献
[1] TIAN Y R, WANG Y, WANG L X, et al. The centering and leveling adjustment and control technology for the ultra-precision turntable[C]. Proc. SPIE 9618, 2015 International Conference on Optical Instruments and Technology: 9618131, 2015.
[2] 王艳波. 自动调平调心精密平台的研究[D]. 西安: 西安工业大学, 2013.
[3] 范天泉, 谢长文, 陆德基, 等. 排列互比法用于超精测量时产生系统误差的研究[J]. 光学精密工程, 1997, 5(2): 98-103
[4] 郭敬滨, 曹红艳, 王克新, 等. 转台分度误差检测及补偿技术的研究[J]. 中国机械工程, 2014, 25(7): 895-899
[5] 王大志, 谢占功, 何凯, 等. 双驱动六点支承平台设计及调平算法[J]. 光学仪器, 2013, 35(2): 86-91
[6] 李广伟, 徐新芳. 机电式自动调平系统[J]. 兵工自动化, 2013, 32(3): 1-2
[7] 张武, 谷涛, 李旌, 等. 雷达调平方法研究[J]. 火控雷达技术, 2013, 42(2): 98-102
[8] 陈计金. 激光扫平仪的应用[J]. 激光与红外, 1994, 24(2): 59-61
[9] 杨建红, 房怀英, 张认成, 等. 移动式沥青砂浆液压调平系统及其实验研究[J]. 计量学报, 2012, 33(1): 26-30
[10] LAYTON C H, ALEXANDER H S. Optimal design techniques for kinematic couplings[J]. Precision Engineering, 2001, 25(2): 114-127
[11] JOHANNES H G. Precision adjustable table: US, 4278031[P]. 1981-07-14.
[12] 王洪喜, 柴鹏, 王冠伟, 等. 基于柔性机构的精密调平调心平台设计与分析[J]. 机械设计, 2016, 33(7): 27-30
[13] 杜俊峰. 楔铁式调平机构的设计[J]. 光学精密工程, 2003, 11(3): 301-304
[14] 肖永亮, 菀庆伟, 和增表, 等. 重力精密测量隔振平台建设关键技术研究[J]. 中国测试, 2021, 47(z2): 84-87
[15] 郜晋伟, 孟立新, 李小明, 等. 基于最小二乘圆拟合法的三轴转台垂直度误差测试[J]. 中国测试, 2020, 46(4): 123-129
[16] 史厚强. 平台对角线快速调平的新方法[J]. 机械制造与自动化, 2007, 36(2): 58-59
[17] 杨龙, 夏良琼, 张紧, 等. 精密球铰链运动误差分布研究[J]. 中国测试, 2021, 47(10): 143-147