一种自动调平工作平台及其自动调平方法与流程

本发明涉及调平设备，具体涉及一种自动调平工作平台及其自动调平方法。

背景技术：

1、调平工作平台是一种调平设备，将基准测试台放置到调平工作台上，测试台在调平工作平台上进行移动，确保在测试台的各个工位上都能有较好的水平度。调平工作台广泛应用于精密机械装调领域，对于提高整机系统安装的精度有重要的作用。

2、目前调平工作平台的工作形式为：在基准测试台移动到各个工作位时，通过手动调节工作平台的紧定螺钉和固定螺钉进行工作台调平处理。

3、由于目前调平工作平台都是以六自由度调整为主，在进行六自由度调整的过程中，由于通过手动进行控制，使得每次只能针对一种自由度进行调节。但在实际的过程中，机械设计很少将六个自由度单独进行机械控制，使得在调整时，改变其中一种自由度，会让耦合的另一或者另几种自由度对应的数值发生改变。大大增加了调整的难度和调整精度，还会降低工作效率，而且很难控制调整余量，很难进行各个工作位置的协调控制，不利于提高整体装调精度。

技术实现思路

1、针对现有调平工作平台的调平工作自动化程度低及调平工作难度大、调平精度低的问题，本技术提供一种自动调平工作平台及其自动调平方法，由于通过控制装置控制水平度调节机构实现自动调平，提高了调平工作的自动化程度、多自由度进行调节，提高了调平的精度，同时，通过高度调节机构和水不度调节机构综合调整工作平台的高度和水平度，进一步扩展了调平工作平台的应用范围。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、本发明提供一种自动调平工作平台，包括：工作台面、调平台面、基底、高度调节机构、水平度调节机构和控制装置；

4、所述工作台面支撑于所述调平台面上；

5、所述调平台面通过所述高度调节机构和水平度调节机构支撑于所述基底上；

6、所述控制装置控制所述高度调节机构调节所述调平台面相对于所述基底的高度，及根据所述水平度调节机构反馈的与水平度相关的数据信息控制所述水平度调节机构调节所述调平台面的水平度。

7、进一步优选的，所述水平度调节机构包括：第一水平度调节机构、第二水平度调节机构、第三水平度调节机构和第四水平度调节机构；

8、所述第一水平度调节机构、第二水平度调节机构、第三水平度调节机构和第四水平度调节机构分别包括：气压杆、支撑杆和滑块；

9、所述支撑杆一端固定于所述基底，另一端向所述调平台面延伸；

10、所述气压杆通过所述滑块滑动设置于靠近所述调平台面的所述支撑杆的一端，所述气压杆的自由端与所述调平台面之间通过球头接触连接。

11、进一步优选的，所述第一水平调节机构、第二水平调节机构、第三水平调节机构和第四水平调节机构分别配置有位移传感器，所述位移传感器相对所述气压杆设置于所述滑块上，用于记录所述气压杆在不同气压下的与其所接触的所述调平台面的位移数据。

12、进一步优选的，还包括水平仪，所述水平仪设置于所述工作台面的非工作区域，所述控制装置还用于根据所述水平仪反馈的测量数据信息对所述水平度调节机构调节的所述调平台面的水平度进行校验。

13、进一步优选的，所述水平仪包括：壳体、支撑板、压电陶瓷传感器、触头、磁场防护体、第一磁体和第二磁体；

14、所磁场防护体呈匚型结构，匚型结构的所述磁场防护体的开口朝下并罩设于所述第一磁体和第二磁体，所述第一磁体设置于所述磁场防护体的顶部内表面，所述第二磁体相对于所述第一磁体的正下方设置于所述壳体底部的内表面；

15、所述第一磁体与第二磁体磁性相斥，使得所述第一磁体与所述第二磁体之间保持一间距，并通过磁性相斥在所述间距之间产生磁浮力支撑所述磁场防护体；

16、所述触头对称设置于所述磁场防护体的两侧；

17、所述压电陶瓷传感器通过所述支撑板相对所述触头设置，所述相对使倾斜状态下所述触头与所述压电陶瓷传感器接触。

18、进一步优选的，所述水平仪还包括防动机构，所述防动机构与所述磁场防护体配合安装，所述配合安装，使得在工作状态下，所述防动机构与所述磁场防护体脱离，及在非工作状态下，所述防动机构与所述磁场防护体接触，阻止所述磁场防护体摆动和滑动。

19、进一步优选的，所述防动机构包括螺纹杆和摩擦盘，所述壳体设置有与所述螺纹杆匹配的螺纹槽，所述螺纹杆的一端贯穿所述螺纹槽伸出至所述壳体，所述螺纹杆的另一端设置有所述摩擦盘；

20、在非工作状态下，朝预设方向旋转所述螺纹杆使所述摩擦盘与所述磁场防护体的顶部接触，及在工作状态下，朝与所述预设方向相反的方向旋转所述螺纹杆使所述摩擦盘脱离所述磁场防护体。

21、进一步优选的，所述摩擦盘包括盘体和若干个摩擦块，所述若干个摩擦块以预设螺旋式图案分布在所述盘体上，所述预设螺旋式图案为阻止所述磁场防护体摆动和滑动所设计的图像，以通过所述预设螺旋式图案的旋向阻止所述磁场防护体摆动和滑动。

22、进一步优选的，所述磁场防护体的顶部外表面设置有与所述预设螺旋式图案相匹配的螺旋式限位部，使得所述摩擦盘与所述磁场防护体的顶部外表面接触时，所述若干个摩擦块限位于所述螺旋式限位部。

23、本发明还提供一种自动调平工作平台的自动调平方法，所述自动调平工作平台包括：工作台面、调平台面、基底、水平度调节机构和控制装置，所述工作台面支撑于所述调平台面上，所述调平台面支撑于所述基底上，四个所述水平度调节机构两两相对的布设于所述调平台面与所述基底之间，以构成所述调平台面的四个支撑点，四个所述水平度调节机构分别为气压式调节机构，所述控制装置通过控制四个所述水平度调节机构的气压调节所述调平台面的水平度，具体包括步骤：

24、s100：获取四个水平度调节机构的初始位置；

25、s200：通过初始位置拟合调平台面的水平度，判断所述水平度是否满足要求，若不满足，对调平台面的水平度进行如下调平：

26、s300：将四个水平度调节机构中的两个水平度调节机构设定为固定调节体，将另两个水平度调节机构中的一个水平度调节机构设定为活动调节体；

27、s400：判断活动调节体的初始位置是否位于两个固定调节体的初始位置之间，若否，将活动调节体的位置调整至两个固定调节体的初始位置之间；

28、s500：计算活动调节体与第一个固定调节体之间的水平度，判断活动调节体与第一个固定调节体之间的水平度是否满足要求，若满足要求，执行步骤s600，若不满足要求，执行步骤s700；

29、s600：计算活动调节体与第二个固定调节体之间的水平度，判断活动调节体与第二个固定调节体之间的水平度是否满足要求，若不满足要求，执行步骤s800；

30、s700：采用压力领域搜索的方式调节活动调节体的气压，使活动调节体的位置与第一个固定调节体的位置逼近，直至活动调节体与第一个固定调节体之间的水平度满足要求；

31、s800：将活动调节体设定为固定调节体，将第二个固定调节体设定为新活动调节体，并按照步骤s700的调节方式调节新活动调节体与其中一固定调节体之间的水平度，直至新活动调节体与固定调节体之间的水平度满足要求；

32、s900：通过上述步骤s400-s800将三个水平度调节机构之间的水平度调整为满足要求后，基于四点共面原理计算余下的一个水平度调节机构的调整量，并根据调整量对余下的一个水平度调节机构进行调整，使调平台面的水平度满足要求。

33、通过本发明提供的自动调平工作平台及其自动调平方法，至少具有以下有益效果：

34、1、通过控制水平度调节机构对调平台面的水平度进行自动调平，提高调平工作平台的调平工作的自动化程度；

35、2、采用四个水平度调节机构中的任三个水平度调节机构相互配合进行水平度调平，实现从多个自由度对调平台面的水平度进行调平，提高了调平精度；

36、3、采用高度调节机构和水平度调节机构相结合的方式对调平台面的高度和水平度进行调节，扩展了调平工作平台的应用范围；

37、4、采用新型结构的水平仪反馈测量数据信息对自动调平的水平度进行检验，由于该新型结构的水平仪通过磁浮力消除水平仪内部结构的摩擦力，进而提高新型结构的水平仪在使用过程中，减省摩擦力的影响，提高新型结构的水平仪的灵敏度，提高其反馈测量数据的精准性，进一步提高对自动调平的水平度检验的有效性；

38、5、在新型结构的水平仪的结构中设计防动机构，以防止水平仪在非工作状态下内部的触头发生摆动和滑动。