一种正交点激光双测头位姿标定试件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种正交点激光双测头位姿标定试件，其包括三个轴段：装夹轴段、水平测头标定轴段、竖直测头标定轴段；装夹轴段包括夹紧棱柱面和定位圆柱面；水平测头标定轴段包括校准圆柱面、校准偏心圆柱面，以及按标定工位顺序分布的周边找正平面、凸台式阶梯面、“十”字槽、周边校准凸台；竖直测头标定轴段包括圆环式阶梯面、顶部校准凸台、顶部找正平面、“T”型槽；在标定过程中，该试件可满足在正交坐标系对水平测头与竖直测头的标定与校准，相对于单测头位姿标定试件，该试件可有效提高测量范围，并利用多个特征面校准，降低了点激光测头安装过程的俯仰与偏摆误差以及两个测头坐标系的标定误差。

【技术实现步骤摘要】
一种正交点激光双测头位姿标定试件
本技术涉及非接触式三坐标检测装置的标定试件，特别涉及一种正交点激光双测头位姿标定试件。
技术介绍
在三坐标检测装置首次测量工件时，需要对三坐标检测装置进行精度标定，标定试件的精度直接影响三坐标检测装置测量坐标系的系统精度；传统龙门式三坐标检测装置采用接触式测量方式，采用标准球或标准圆柱进行标定，而在点激光三坐标检测装置中，应用该标定试件有效抑制了激光三角测量中景深误差与倾角误差对标定精度的影响，并利用多个特征面校准，降低了点激光测头安装过程中的俯仰与偏摆误差和两个测头坐标系的标定误差。对于单测头位姿标定件，在测量过程中，只能满足对周边测量坐标系或者顶部测量坐标系的标定工作，无法同时标定，工件检测效率明显降低。专利CN201920346069只能对单激光测头三坐标检测装置进行标定，其无法应用在需要对待测工件进行顶部特征面检测的测量场景中；其无固定在检测装置中的夹紧面，在标定过程中会引入额外的系统精度误差；其无测头坐标系标定后原点的检验特征，从而无法反应出测头原点的标定误差。r>
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种正交点激光双测头位姿标定试件，其特征在于，其包括装夹轴段(Ⅰ)、水平测头标定轴段(Ⅱ)、竖直测头标定轴段(Ⅲ)；/n所述装夹轴段(Ⅰ)位于标定试件坐标系Z轴负方向的端部，装夹轴段(Ⅰ)包括定位圆柱面(101)和夹紧棱柱面(102)；定位圆柱面(101)轴线与试件坐标系Z轴轴线重合，其端面与试件坐标系XOY基准面的距离为已知固定值；夹紧棱柱面(102)为所述标定试件固定于检测装置的吸合面，其轴线与试件坐标系Z轴轴线重合；/n所述水平测头标定轴段(Ⅱ)由校准偏心圆柱面(201)、校准圆柱面(202)、周边找正平面(203)、凸台式阶梯面(204)、”十”字槽(205)、周边校准凸台(206...

【技术特征摘要】
1.一种正交点激光双测头位姿标定试件，其特征在于，其包括装夹轴段(Ⅰ)、水平测头标定轴段(Ⅱ)、竖直测头标定轴段(Ⅲ)；
所述装夹轴段(Ⅰ)位于标定试件坐标系Z轴负方向的端部，装夹轴段(Ⅰ)包括定位圆柱面(101)和夹紧棱柱面(102)；定位圆柱面(101)轴线与试件坐标系Z轴轴线重合，其端面与试件坐标系XOY基准面的距离为已知固定值；夹紧棱柱面(102)为所述标定试件固定于检测装置的吸合面，其轴线与试件坐标系Z轴轴线重合；
所述水平测头标定轴段(Ⅱ)由校准偏心圆柱面(201)、校准圆柱面(202)、周边找正平面(203)、凸台式阶梯面(204)、”十”字槽(205)、周边校准凸台(206)、水平标定片(207)组成；所述校准偏心圆柱面(201)位于装夹轴段(Ⅰ)的上部，其轴线沿试件坐标系X、Y方向偏离已知固定值；所述校准圆柱面(202)位于校准偏心圆柱面(201)的上部，其轴线与试件坐标系Z轴重合，构成水平测头坐标系标定后的检验特征面；
所述周边找正平面(203)位于校准圆柱面(202)的上部，与凸台式阶梯面(204)相互垂直，且到试件坐标系Z轴的距离为已知固定值，标定过程中，在周边找正平面(203)X方向探测已知间隔距离的两点，利用水平测头(401)反馈的两点位置差值，计算出标定试件绕Z轴的旋转找正角度，构成水平测头坐标系Y轴线性零位的标定特征；凸台式阶梯面(204)的每个阶梯面相互平行且相对距离已知，每个凸台式阶梯面(204)的横向直角棱边与纵向直角棱边相互垂直；”十”字槽(205)所在平面与周边找正平面(203)关于试件坐标系XOZ基准面对称，所述”十”字槽(205)关于试件坐标系YOZ基准面对称，其横截面为矩形，其水平槽的对称面与试件坐标系XOY基准面重合，”十”字槽(205)的槽宽为已知固定值且大于水平测头(401)测量范围内的最大光斑尺寸，在探测过程中，”十”字槽(205)横向和纵向的直角棱边可触发水平测头测量值的突变，构成水平测头坐标系X、Z轴线性零位的标定特征；所述周边校准凸台(206)所在平面与凸台式阶梯面(204)关于试件坐标系YOZ基准面对称，所述周边校准凸台(206)中心与试件坐标系X轴重合，其顶部特征面与试件坐标系XOY基准面平行，周边校准凸台(206)的长、宽、高为已知特征值；
所述竖直测头标定轴段(Ⅲ)位于水平测头标定轴段(Ⅱ)的上部，由圆环式阶梯面(301)、顶部校准凸台(302)、顶部找正平面(303)、”T”型槽(304)、竖直标定片(305)组成；顶部找正平面(303)与试件坐标系XOY基准面的距离为已知固定值，构成竖直测头坐标系Z轴线性零位的标定特征，如果标定试件在Z轴方向有偏转角度，则竖直测头(402)沿试件坐标系Y向探测已知距离的两点，并在探测的起点与终点沿-X方向进行第二次探测，直至”T”型槽(304)的水平直角棱边触发突变，若起点与终点的第二次探测距离存在位置差，则可通过位置差与第一次探测的已知距离计算出Z轴的旋转找正角度；”T”型槽(304)所在平面与顶部找正平面(303)重合，其横截面为矩形，所述”T”型槽(304)关于试件坐标系XOZ基准面对称，且”T”型槽(304)水平槽的对称面与试件坐标系YOZ基准面重合，所述”T”型槽(304)的槽宽为已知固定值，且大于竖直测头(402)测量范围内的最大光斑...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈珂，胡鑫，汪永超，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：新型
国别省市：四川;51