测量坐标系的确定方法及步骤

在机测量大型齿轮，首先要正确解决测量坐标系相对于大齿轮的正确位置，即将测量仪器正确安装在所依托的精密滚齿机上，确保两测量导轨与机床工作台之间具有精确的相对位置，保证精密测量的正常进行。

建立测量坐标系，如图5-3所示，将被测齿轮置于O₁坐标系，测量装置置于O₂坐标系，两个坐标系的各对应坐标轴分别平行。其中，Z₁轴为工作台回转平面的法线，X₁轴为机床径向导轨方向的轴线，Y₁轴是与Z₁、X₁轴正交的轴；Z₂轴为测量装置垂直导轨的运动方向，Y₂轴平行于水平测量导轨方向，X₂轴为与Z₂、Y₂轴正交的轴。

在测量系统的坐标系中，O₁系设定在机床的工作台上，为测量读数系统的绝对坐标系，O₂系设定在测量装置上，为随附加测量装置运动的相对坐标系。则测量装置的安装对正问题，实质上就是将测量装置安装于机床刀架上之后，通过调整使上述两坐标系的对应轴线两两平行。为确定两坐标系的正确位置，保证精密测量的正常进行，引进了参考坐标系，即由水平面与铅垂线所确定的“自然绝对坐标系统”，借助精密电子水平仪来实现O₁、O₂坐标系中各对应坐标轴的两两平行。实际操作如下：

（1）O₁系的确定 将水平仪置于工作台面上，在机床径向（X₁轴）的0°位和旋转180°位分别读取水平仪的示值，两示值的代数和即表征为工作台回转轴线在径向与铅垂线（Z₁轴）所夹的角度，如图5-4中的α_r。同理可得工作台回转轴线在切向（Y₁轴）与铅垂线（Z₁轴）所夹的角度，如图5-4中的α_t。由此找到了O₁系的Z₁轴，确定了O₁系。

图5-3 测量坐标系(www.xing528.com)

a）坐标系统 b）坐标系统投影

（2）O₂系的确定 将水平仪置于辅助基准面上，且使示值方向与机床的径向（Z₁轴）平行，调整测量装置的微调机构使水平仪示值与（1）中α_r的大小相等、符号相同。同理，在机床的切向（Y₁轴）通过调整刀架转盘使水平仪示值与（1）中的α_t相同。这样就保证了垂直于辅助基准面的Z₂轴与Z₁轴平行的正确位置，即确定了Z₂轴位置，确定了O₂系。

由于中间的转换基准为无误差的水平面和铅垂线，加上调整用的测量工具电子水平仪的精度很高（±1μm/1000mm），使上述的调整对正精度可达到很高。

图5-4 测量坐标系的确定