本發(fā)明涉及一種自動角度測量裝置及其方法，尤指涉及一種利用同步旋轉(zhuǎn)，并測量姿態(tài)改變，以此與一待測物的旋轉(zhuǎn)角度值做比較與補正的裝置與方法。

背景技術(shù)：

在工業(yè)生產(chǎn)中，加工機臺的準(zhǔn)確度往往會影響成品的精準(zhǔn)度，所以加工機臺的準(zhǔn)確度測量就有其重要性。

舉例而言，現(xiàn)有的加工機臺，如車床，在進行旋轉(zhuǎn)軸精密度測量時，其使用一激光器、一角度分光鏡、一分度器、一控制器與一計算機。分度器設(shè)于待測的旋轉(zhuǎn)軸。激光器發(fā)出一激光光束，激光光束通過角度分光鏡，而被旋轉(zhuǎn)軸所帶動的分度器所接收。

分度器將所接收的激光光束的信號通過控制器，以提供給計算機，上述的激光光束再經(jīng)由分度器與角度分光鏡回到激光器，激光器接收此激光光束，并傳送一信號給計算機。計算機依據(jù)前述的兩個信號，以判斷分度器的位置及讀值，進而確認(rèn)旋轉(zhuǎn)軸的位置，以作測量與補償。

但在實際測試時，常因環(huán)境、架設(shè)、軟件、旋轉(zhuǎn)速度或暫定時間不匹配，而導(dǎo)致測量失敗，并且整體測量時間頗為耗時。

因此如何提升測量結(jié)果的成功率，以及降低整體測量時間，就有可以討論的空間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種自動角度測量裝置，其包含有：

一夾盤；

一驅(qū)動座；

一驅(qū)動單元，其耦接該夾盤與該驅(qū)動座；

一編碼單元，其設(shè)于該驅(qū)動單元面對該驅(qū)動座的一端，該編碼單元信號 連接該驅(qū)動單元；

至少一個姿態(tài)感測器，其設(shè)于該驅(qū)動座；以及

一控制單元，其信號連接該編碼單元與該姿態(tài)感測器；

其中，該姿態(tài)感測器感測未轉(zhuǎn)動的該驅(qū)動座，以產(chǎn)生一第一信號；該姿態(tài)感測器感測轉(zhuǎn)動至一預(yù)定角度的該驅(qū)動座，以產(chǎn)生一第二信號；該控制單元依據(jù)該第一信號與該第二信號，以計算出一偏移量，該控制單元控制該驅(qū)動單元轉(zhuǎn)動至一預(yù)定角度，該編碼單元依據(jù)該驅(qū)動單元的該預(yù)定角度，以產(chǎn)生一位置信息；該控制單元依據(jù)該第一信號、第二信號與該位置信息計算出一角度信息與一補正值，再依據(jù)該補正值，進行一補正程序。

本發(fā)明還提供一種自動角度測量方法，其步驟包含有：設(shè)定一起始狀態(tài)，至少一個姿態(tài)感測器感測一驅(qū)動座于未轉(zhuǎn)動時的狀態(tài)，并產(chǎn)生一第一信號，一控制單元接收該第一信號，以計算出一起始狀態(tài)信息，該起始狀態(tài)信息包含有一第一目前姿態(tài)；

提供一信號，該驅(qū)動座被轉(zhuǎn)動至一預(yù)定角度，該姿態(tài)感測器感測轉(zhuǎn)動后的該驅(qū)動座的狀態(tài)，以產(chǎn)生一第二信號，該第二信號被傳送給該控制單元；

計算一第二目前姿態(tài)，該控制單元依據(jù)該第二信號，計算出一轉(zhuǎn)動狀態(tài)信息，該轉(zhuǎn)動狀態(tài)信息包含有一第二目前姿態(tài)；

計算一偏移量與一控制信號，該控制單元依據(jù)該起始狀態(tài)信息與該轉(zhuǎn)動狀態(tài)信息，以計算出一偏移量；該控制單元還進一步產(chǎn)生一控制信號；

提供一位置信號，該控制單元將該控制信號傳送給一驅(qū)動單元，以使待驅(qū)動單元轉(zhuǎn)動一預(yù)定角度，待該驅(qū)動單元停止轉(zhuǎn)動，并定位后，一編碼單元產(chǎn)生一位置信息，該位置信息被傳送給該控制單元；

計算與輸出一相對的角度信息，該控制單元依據(jù)該起始狀態(tài)信息、該轉(zhuǎn)動狀態(tài)信息與該位置信息，以計算出一角度信息，該角度信息被輸出至一外部單元；

判斷記錄循環(huán)是否完成，若完成，則至下一步驟；若未完成，則回到該計算一第二目前姿態(tài)的步驟；以及

分析與記錄，依據(jù)數(shù)個角度信息，以計算出一補正值，再依據(jù)該補正值，進行一補正程序。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種自動角度測量裝置的第一實施例的立體示意圖。

圖2為一控制單元的示意圖。

圖3為一姿態(tài)控制模塊的示意圖。

圖4為本發(fā)明的一種自動角度測量裝置的第二實施例的立體示意圖。

圖5為本發(fā)明的一種自動角度測量方法的流程示意圖。

附圖符號說明

10 夾盤

11 連接軸

12 驅(qū)動座

13 驅(qū)動單元

14 編碼單元

15 編碼顯示單元

16 姿態(tài)感測器

17 控制單元

170 姿態(tài)計算模塊

171 姿態(tài)控制模塊

1710 命令產(chǎn)生回路

1711 位置控制回路

1712 速度控制回路

172 姿態(tài)/狀態(tài)儲存模塊

173 角度計算模塊

20 夾盤

21 驅(qū)動座

22 驅(qū)動單元

23 編碼單元

24 編碼顯示單元

25 姿態(tài)感測器

26 控制單元

S1～S8 步驟

具體實施方式

以下借助特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容，輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。

請配合參考圖1所示，本發(fā)明的一種自動角度測量裝置的第一實施例，其包含有一夾盤10、一連接軸11、一驅(qū)動座12、一驅(qū)動單元13、一編碼單元14、一編碼顯示單元15、至少一個姿態(tài)感測器16與一控制單元17。

夾盤10能夠與一待測物結(jié)合，在本實施例中，該待測物為一加工機臺。

連接軸11耦接夾盤10。

驅(qū)動座12供驅(qū)動單元13設(shè)置。驅(qū)動單元13耦接連接軸11。驅(qū)動單元13能夠為一馬達。

編碼單元14設(shè)于驅(qū)動單元13面對驅(qū)動座12的一端。編碼單元14系信號連接驅(qū)動單元13。

編碼顯示單元15設(shè)于驅(qū)動座12。編碼顯示單元15信號連接編碼單元14。

姿態(tài)感測器16設(shè)于驅(qū)動座12。舉例而言，姿態(tài)感測器16能夠設(shè)于驅(qū)動座12的周側(cè)，若驅(qū)動座12為一柱狀體。

控制單元17信號連接編碼單元14與該姿態(tài)感測器16。如圖2所示，控制單元17具有一姿態(tài)計算模塊170、一姿態(tài)控制模塊171、一姿態(tài)/狀態(tài)儲存模塊172、一角度計算模塊173。

姿態(tài)計算模塊170信號連接姿態(tài)感測器16。姿態(tài)控制模塊171信號連接姿態(tài)/狀態(tài)儲存模塊172、驅(qū)動單元13、編碼單元14與姿態(tài)計算模塊170。姿態(tài)/狀態(tài)儲存模塊172信號連接編碼單元14與角度計算模塊173。

請配合參考圖3所示，姿態(tài)控制模塊171具有一命令產(chǎn)生回路1710、一位置控制回路1711與一速度控制回路1712。命令產(chǎn)生回路1710信號連接位置產(chǎn)生回路1711。信號產(chǎn)生回路1711信號連接速度控制回路1712。

請配合參考圖4所示，圖4是本發(fā)明的一種自動角度測量裝置的第二實施例，其包含有一夾盤20、一驅(qū)動座21、一驅(qū)動單元22、一編碼單元23、一編碼顯示單元24、至少一個姿態(tài)感測器25與一控制單元26。

在本實施例中，驅(qū)動座21、驅(qū)動單元22、編碼單元23、編碼顯示單元24、姿態(tài)感測器25與控制單元26的設(shè)置方式如上述的第一實施例，故不在此多作贅述，特先聲明。

夾盤20具有一設(shè)置孔200，設(shè)置孔200具有一卡掣槽201。驅(qū)動單元21的一端延伸至設(shè)置孔200中，該端具有卡掣塊210，卡掣塊210卡掣于卡掣槽201中。

請配合參考圖5所示，圖5是本發(fā)明的一種自動角度測量方法，其步驟包含有：

S1，設(shè)定一起始狀態(tài)。如圖1所示，夾盤10結(jié)合一待測物。驅(qū)動座12耦接夾盤10，姿態(tài)感測器16感測驅(qū)動座12于未轉(zhuǎn)動時的狀態(tài)，并傳送一第一信號給控制單元17，控制單元17依據(jù)該第一信號計算出一起始狀態(tài)信息。

若更進一步說明，請再參閱圖2所示，來自姿態(tài)感測器16的第一信號被傳送給姿態(tài)計算模塊170，姿態(tài)計算模塊170依據(jù)該第一信號，計算出一起始狀態(tài)信息。該起始狀態(tài)信息儲存于姿態(tài)/狀態(tài)儲存模塊172。該起始狀態(tài)信息包含有驅(qū)動座12于未轉(zhuǎn)動時的位置信息與第一目前姿態(tài)。

S2，提供一信號。待測物開始轉(zhuǎn)動至一預(yù)定角度，該預(yù)定角度能夠為1～180度之間，舉例而言，如15、30、45、60、75、90度。當(dāng)待測物轉(zhuǎn)動時，驅(qū)動座12隨著待測物轉(zhuǎn)動，姿態(tài)感測器16感測轉(zhuǎn)動后的驅(qū)動座12的狀態(tài)，并產(chǎn)生一第二信號，第二信號被傳送給控制單元17。

S3，計算一第二目前姿態(tài)。姿態(tài)計算模塊170依據(jù)該第二信號，計算出一轉(zhuǎn)動狀態(tài)信息。該轉(zhuǎn)動狀態(tài)信息驅(qū)動座12于轉(zhuǎn)動上述的預(yù)定角度后的位置信息與第二目前姿態(tài)。該轉(zhuǎn)動狀態(tài)信息儲存于姿態(tài)/狀態(tài)儲存模塊172。

S4，計算一偏移量與一控制信號。姿態(tài)計算模塊170依據(jù)S1的起始狀態(tài)信息與S2的轉(zhuǎn)動狀態(tài)信息，以計算出一偏移量。

請再配合參考圖3所示，姿態(tài)控制模塊171的命令產(chǎn)生回路1710依據(jù)起始狀態(tài)信息的第一目前狀態(tài)與轉(zhuǎn)動狀態(tài)信息的第二目前狀態(tài)，以產(chǎn)生一命令。該命令被傳送給位置控制回路1711，以計算出一控制信號。該控制信號被傳送給速度控制回路，而使該控制信號更進一步包含有一速度命令。

S5，提供一位置信號?？刂茊卧?7將該控制信號傳送給驅(qū)動單元13，以使驅(qū)動單元13轉(zhuǎn)動一預(yù)定角度，同時驅(qū)動單元13依據(jù)該控制信號，以一特定速度轉(zhuǎn)動，而將驅(qū)動座12轉(zhuǎn)回至S1的未轉(zhuǎn)動位置，即回復(fù)至一初始位置。

待驅(qū)動單元13停止轉(zhuǎn)動，并且定位完畢后，編碼單元14產(chǎn)生一位置信 息，該位置信息被傳送給控制單元17。編碼顯示單元15顯示該位置信息。該編碼顯示單元15能夠顯示多次位置信息，舉例而言，編碼顯示單元15能夠顯示前次與本次的位置信息，以此得知所轉(zhuǎn)動的角度。

S6，計算與輸出一相對的角度信息。角度計算模塊173依據(jù)S1的起始狀態(tài)信息、S3的轉(zhuǎn)動狀態(tài)信息與S5的位置信息，以計算出一角度信息，該角度信息被輸出至一外部單元，該外部單元能夠為一統(tǒng)計與儲存裝置。

S7，判斷記錄循環(huán)是否完成。若待測物須完成一轉(zhuǎn)動程序，舉例而言，該轉(zhuǎn)動程序為該待測物需要轉(zhuǎn)動360度，該360度需要分為多次轉(zhuǎn)動，如每次轉(zhuǎn)動一預(yù)定角度，該預(yù)定角度如S2所述。若完成則至S8步驟。若未完成，則至S3步驟。

S8，分析與記錄。依據(jù)多個角度信息，以計算出一補正值，該待測物可依據(jù)該補正值，進行一補正程序。該補正值被儲存于該外部單元。

綜合上述的本發(fā)明的自動角度測量裝置及其方法，其將本發(fā)明以夾持或治具固定方式安裝于待測物，再利用姿態(tài)感測器感測目前的姿態(tài)并鎖定，當(dāng)待測物旋轉(zhuǎn)后，姿態(tài)感測器因姿態(tài)改變，而使控制單元命令驅(qū)動單元將姿態(tài)感測器回復(fù)至原本姿態(tài)，而在此過程中，編碼單元會輸出一位置信息，借助多個位置信息，而可與待測物的旋轉(zhuǎn)角度值做比較與補正。

以上所述的具體實施例，僅用于例釋本發(fā)明的特點及功效，而非用于限定本發(fā)明的可實施范圍，在未脫離本發(fā)明上述的精神與技術(shù)范圍下，任何運用本發(fā)明所揭示內(nèi)容而完成的等效改變及修飾，均仍應(yīng)為權(quán)利要求范圍所涵蓋。