空间坐标测量仪器的标定方法技术

本发明专利技术描述了一种空间坐标测量仪器的标定方法，包括：测量标准杆的实际长度作为第一测长值；将空间坐标测量仪器置于位于承载面的支撑装置，并且第一旋转轴与承载面垂直；以垂直于承载面的方式固定标准杆，通过空间坐标测量仪器对标准杆的长度进行测量以获得第二测长值；以平行于承载面的方式固定标准杆，通过空间坐标测量仪器对标准杆的长度进行测量以获得第三测长值；基于第一测长值和第二测长值标定与基准距离相匹配的基准距离误差值，基于第一测长值、第三测长值、以及基准距离误差值标定第一旋转轴与第二旋转轴的异面误差值。根据本发明专利技术，能够提供一种提高空间坐标测量仪器的综合测量精度的标定方法。的综合测量精度的标定方法。的综合测量精度的标定方法。

【技术实现步骤摘要】
空间坐标测量仪器的标定方法


[0001]本专利技术大体涉及一种智能制造装备产业，具体涉及一种空间坐标测量仪器的标定方法。

技术介绍

[0002]在光学精密坐标测量仪器中，仪器的加工和装配过程往往会引入许多光学误差和结构误差，例如光速倾斜误差、光束偏移误差、两轴异面误差和基距误差等。这些光学误差和结构误差的引入会使仪器的坐标测量系统产生误差，最终影响仪器的综合测量精度。另外，在仪器的长途搬运过程、测量过程中受到碰撞或者测量环境的气象参数发生较大的变化时，也会引入上述误差。传统的误差的标定常常需要将坐标测量仪器返回实验室进行标定，需要复杂的标准仪器对坐标测量仪器进行校准，并且标定方法常常步骤繁琐耗时过多。
[0003]公开号为CN107860309A、专利名为“提高激光跟踪仪测量精度的方法和装置”的中国专利揭露了一种提高激光跟踪仪测量精度的方法，其基于长度标准装置对激光跟踪仪进行标定，获得多个标定点的观测量，其中观测量包括激光跟踪仪对标定点的水平观测量、天顶距观测量、边长观测量和长度观测量。通过计算得到标定点观测量的改正数及观测量平均值的精度；根据标定点的观测量、标定点观测量的改正数以及标定点观测量平均值的精度对目标点的观测量进行插值改正，获得目标点观测量的改正数；然后将目标点的观测量与目标点观测量的改正数相加，获得目标点改正后的观测量。
[0004]上述专利技术基于长度标准装置对激光跟踪仪进行标定，然后将标定获得的标定点的观测量用于对激光跟踪仪实际测量的目标点的观测量进行误差改正，从而提高激光跟踪仪的测量精度。利用上述方法虽然能够提高激光跟踪仪的测量精度，但是需要测量的数据过多，导致测量的步骤也相应过多并繁琐，测量的过程中会引入较大误差。此外，标定点改正数的计算过于复杂且繁琐。多个测量误差和计算误差的引入将会对激光跟踪仪的综合测量精度产生较大影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术是有鉴于上述现有技术的状况而提出的，其目的在于提供一种能够提高空间坐标测量仪器的综合测量精度的标定方法。
[0006]为此，本专利技术第一方面提供一种空间坐标测量仪器的标定方法，所述空间坐标测量仪器配置为测量辅助测量装置的空间坐标，所述空间坐标测量仪器包括具有第一旋转轴和基准部的第一旋转装置和设置于所述第一旋转装置并具有第二旋转轴的第二旋转装置，所述第一旋转轴与所述第二旋转轴正交，其特征在于，所述标定方法包括：测量标准杆的实际长度作为第一测长值；将所述空间坐标测量仪器置于位于承载面的支撑装置，并且所述第一旋转轴与所述承载面垂直；以垂直于所述承载面的方式固定所述标准杆，通过所述空间坐标测量仪器对所述标准杆的长度进行测量以获得第二测长值；以平行于所述承载面的方式固定所述标准杆，通过所述空间坐标测量仪器对所述标准杆的长度进行测量以获得第
三测长值；令经过所述第二旋转轴的轴线并平行于所述承载面的虚拟面与所述第一旋转轴的轴线的交点为所述空间坐标测量仪器的中心位置，令所述中心位置与所述基准部之间的距离为基准距离，基于所述第一测长值和所述第二测长值标定与所述基准距离相匹配的基准距离误差值，令所述第一旋转轴的轴线和所述第二旋转轴的轴线的线间距为异面误差值，基于所述第一测长值、所述第三测长值、以及所述基准距离误差值标定所述第一旋转轴与所述第二旋转轴的异面误差值。
[0007]在本专利技术所涉及的标定方法中，首先通过测量标准杆的实际长度值作为第一测长值，以及经空间坐标测量仪器测量出的标准杆在垂直于承载面的方向上的第二测长值和标准杆在平行于承载面的方向上的第三测长值，然后基于第一测长值和第二测长值标定空间坐标测量仪器的基准距离误差值，并且能够基于第一测长值、第三测长值和基准距离误差值标定空间坐标测量仪器的异面误差值。在这种情况下，无需返回实验室对坐标测量系统的误差进行标定，而是在空间坐标测量仪器的测量现场通过简单的测量步骤即可反向标定空间坐标测量仪器的基准距离误差值和异面误差值，进而利用系统补偿模型对坐标测量系统进行修正以提高空间坐标测量仪器的综合测量精度，同时也提高了空间坐标测量仪器的测量效率。
[0008]另外，在本专利技术第一方面所涉及的标定方法中，可选地，所述标准杆包括第一端部和第二端部，通过将所述辅助测量装置依次设置于所述第一端部和第二端部测量所述第一端部的坐标值和所述第二端部的坐标值。在这种情况下，基于第一端部的坐标值和第二端部的坐标值可以得到标准杆的第二测长值，也即纵向测长值。
[0009]另外，在本专利技术第一方面所涉及的标定方法中，可选地，所述第一端部与所述第二端部到所述中心位置的距离相等。在这种情况下，能够便于测量出空间坐标测量仪器在测量过程中旋转的角度，方便后续误差的标定的计算。
[0010]另外，在本专利技术第一方面所涉及的标定方法中，可选地，通过多次测量所述第一端部和所述第二端部的坐标值获得所述第二测长值的平均值和所述第三测长值的平均值。在这种情况下，通过测量足够多的数据能够减小空间坐标测量仪器的测量误差进而得到准确的第二测长值。
[0011]另外，在本专利技术第一方面所涉及的标定方法中，可选地，令所述第一测长值和所述第二测长值的差值为第一误差值，若所述第一误差值大于第二预设值，则基于所述第一误差值标定所述基准距离误差值，进而利用系统补偿模型对所述空间坐标测量仪器的坐标测量系统进行修正。在这种情况下，能够基于第一测长值和第二测长值的差值反向标定基距误差值，进而能够实时补偿空间坐标测量仪器的测量误差以提高测量精度。
[0012]另外，在本专利技术第一方面所涉及的标定方法中，可选地，令所述第一测长值和所述第三测长值的差值为第二误差值，若所述第一误差值大于所述第二预设值或所述第二误差值大于第三预设值，则标定所述异面误差值，进而利用所述系统补偿模型对所述空间坐标测量仪器的坐标测量系统进行修正。在这种情况下，通过设定一定的误差范围判断空间坐标测量仪器是否达到测量精度要求，若达不到则可以及时标定异面误差进而提高测量仪器的测量精度。
[0013]另外，在本专利技术第一方面所涉及的标定方法中，可选地，基于所述第二误差值获得所述基准距离误差值与所述异面误差值的和，并基于所述基准距离误差值获得所述异面误
差值。在这种情况下，能够通过计算获得异面误差值的具体量值。
[0014]另外，在本专利技术第一方面所涉及的标定方法中，可选地，所述基准部为所述辅助测量装置的初始放置点，所述空间坐标测量仪器测量所述标准杆的长度之前，将所述辅助测量装置置于所述基准部以对所述空间坐标测量仪器进行初始化。在这种情况下，能够使空间坐标测量仪器的坐标原点初始化。
[0015]另外，在本专利技术第一方面所涉及的标定方法中，可选地，以平行于所述承载面的方式固定所述标准杆时，所述标准杆与所述空间坐标测量仪器等高。在这种情况下，能够排除其他结构误差的干扰，使空间坐标测量仪器的测量精度更精准。
[0016]另外，在本专利技术第一方面所涉及的标定方法中，可选地，所述标准杆为标准铟瓦尺、标准碳钎维或含激光干涉仪的导轨，所述第一测长值通过双频干涉仪或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间坐标测量仪器的标定方法，所述空间坐标测量仪器配置为测量辅助测量装置的空间坐标，所述空间坐标测量仪器包括具有第一旋转轴和基准部的第一旋转装置和设置于所述第一旋转装置并具有第二旋转轴的第二旋转装置，所述第一旋转轴与所述第二旋转轴正交，其特征在于，所述标定方法包括：测量标准杆的实际长度作为第一测长值；将所述空间坐标测量仪器置于位于承载面的支撑装置，并且所述第一旋转轴与所述承载面垂直；以垂直于所述承载面的方式固定所述标准杆，通过所述空间坐标测量仪器对所述标准杆的长度进行测量以获得第二测长值；以平行于所述承载面的方式固定所述标准杆，通过所述空间坐标测量仪器对所述标准杆的长度进行测量以获得第三测长值；令经过所述第二旋转轴的轴线并平行于所述承载面的虚拟面与所述第一旋转轴的轴线的交点为所述空间坐标测量仪器的中心位置，令所述中心位置与所述基准部之间的距离为基准距离，基于所述第一测长值和所述第二测长值标定与所述基准距离相匹配的基准距离误差值，令所述第一旋转轴的轴线和所述第二旋转轴的轴线的线间距为异面误差值，基于所述第一测长值、所述第三测长值、以及所述基准距离误差值标定所述第一旋转轴与所述第二旋转轴的异面误差值。2.如权利要求1所述的标定方法，其特征在于：所述标准杆包括第一端部和第二端部，通过将所述辅助测量装置依次设置于所述第一端部和第二端部测量所述第一端部的坐标值和所述第二端部的坐标值。3.如权利要求2所述的标定方法，其特征在于：所述第一端部与所述第二端部到所述中心位置的距离相等。4.如权利要求2所述的标...

【专利技术属性】
技术研发人员：张和君，廖学文，陈源，常立超，
申请(专利权)人：深圳市中图仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：