研究了基于多边法的三维坐标测量系统的自标定问题,并首次给出了四路激光跟踪干涉仪和测量点布局的一些指导性原则.首先从系统自标定的数学模型入手,指出影响系统自标定的各个因素.通过大量的计算机仿真,研究各个因素对系统自标定的影响规律.最后综合得到了系统自标定应遵循的一些指导性原则,这些原则对于实际操作时进行合理的系统自标定、提高自标定精度乃至提高整个系统的测量精度具有重要意义.

针对传统多基点激光跟踪干涉仪测量方法测量过程耗时较长,无法准确检测出热变形对机床主轴运动精度影响的缺点,文章提出一种单站激光跟踪干涉仪测量方法,设置一个激光跟踪干涉仪采集机床运动轨迹,由于激光跟踪干涉仪初始坐标为已知量,因此只通过计算主轴目标点坐标就可以完成二维平面内机床运动轨迹的标定。相比传统激光干涉仪测量,该方法不仅能够准确标定机床主轴运动轨迹,还能快速完成主轴目标点坐标的计算。实验结果显示,单站激光跟踪干涉仪能够在7min内测量热变形对机床主轴运动精度的影响,并且受热变形影响,机床主轴Z向垂直度误差增大,且Y向最大偏差达到50μm,验证了单站激光跟踪干涉仪测量系统的有效性。