反射式激光跟踪仪两轴与反射镜平移误差测量装置及方法制造方法及图纸

本申请提供一种反射式激光跟踪仪两轴与反射镜平移误差测量装置及方法。该装置包括：二维精密转台，包括转台主体、水平轴、垂直轴和反射镜；三坐标测量仪，包括测量平台和测针，测针用于对反射镜进行多个第一点位测量，并利用多个第一点位拟合成为反射面，调平装置，用于搭载二维精密转台，并对二维精密转台进行水平调平。测量装置，用于测量二维精密转台是否水平以及测量反射镜与水平轴、垂直轴的平移误差。该方法通过二维精密转台的水平轴和垂直轴带动反射镜，测量反射镜与水平轴的平移误差以及水平轴与垂直轴的平移误差。本申请有效获取二维精密转台与两轴之间的平移误差，从而获取真实的误差补偿数据。真实的误差补偿数据。真实的误差补偿数据。

【技术实现步骤摘要】
反射式激光跟踪仪两轴与反射镜平移误差测量装置及方法


[0001]本申请涉及仪器测量和校准
，尤其涉及一种反射式激光跟踪仪两轴与反射镜平移误差测量装置及方法。

技术介绍

[0002]激光跟踪仪具有测量功能多(三维坐标、尺寸、形状、位置)、测量精度高、测量速度快、量程大、可现场测量(便携)等特点，是大型高端装备制造的核心检测仪器与维护保障的重要测试仪器，广泛用于大型飞机零部件测量、工装型架测量以及总装测量、导弹外形检测、卫星安装测量、空间站组装对接测量、大型船舶与潜艇的装配对接、大推力火箭外形和轴线测量、核电大型机械装备测量、工业机器人校准、高能粒子加速度等关键工程、高端装备和大科学装置制造。现在国际上主流的激光跟踪仪形式主要为直射式，基于国内目前激光跟踪仪的研制，考虑到将大部分元器件集成于头部的形式，会造成过于笨重且成本高昂，内部光路跟随转动可能存在不稳定的情况。
[0003]同时反射式二维精密转台存在反射镜与轴系的平移误差影响其最终的测试精度。因此，对于反射镜与轴系的平移误差的精准测量通过后期的算法补偿，来达到精准的测试结果，对反射式激光跟踪仪的测量尤为重要。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请的目的在于提出一种反射式激光跟踪仪两轴与反射镜平移误差测量装置及方法。
[0005]基于上述目的，第一方面，本申请提供了一种反射式激光跟踪仪两轴与反射镜平移误差测量装置，包括：
[0006]二维精密转台，包括转台主体、水平轴、垂直轴和反射镜，所述水平轴转动连接于所述转台主体上，所述垂直轴转动连接于所述转台主体的底端，所述水平轴和所述垂直轴均连接有圆光栅系统和旋转电机，所述水平轴和所述垂直轴沿轴向相互垂直；所述反射镜设置在所述水平轴上；
[0007]三坐标测量仪，包括测量平台和测针，所述测针用于对所述反射镜进行多个第一点位测量，并利用多个所述第一点位拟合成为反射面，还用于对所述测量平台进行多个第二点位测量，并利用多个所述第二点位拟合成为水平面；
[0008]调平装置，设置在所述三坐标测量仪的测量平台上，用于搭载所述二维精密转台，并对所述二维精密转台进行水平调平；
[0009]测量装置，用于测量所述二维精密转台是否水平以及测量所述反射镜与所述水平轴的平移误差、所述水平轴与所述垂直轴的平移误差。
[0010]可选的，所述测量装置包括多面棱体、第一自准直仪、第二自准直仪以及搭载装置；
[0011]所述多面棱体设置在所述二维精密转台的顶端，所述多面棱体的面数被配置为偶
数；
[0012]所述搭载装置包括一号搭载台和二号搭载台，所述一号搭载台和二号搭载台上分别设有所述第一自准直仪和所述第二自准直仪，所述第一自准直仪和所述第二自准直仪的测量方向朝向所述多面棱体；
[0013]其中，所述二号搭载台被配置为供所述第二自准直仪移动以使所述第二自准直仪具有第一测量位置和第二测量位置，在所述第一测量位置，所述第一自准直仪和所述第二自准直仪的测量方向相互垂直，在所述第二测量位置，所述第一自准直仪和所述第二自准直仪在所述多面棱体的相对两侧，且所述第一自准直仪和所述第二自准直仪的测量方向相对。
[0014]可选的，所述旋转电机连接有电控系统以及上位机，所述上位机与所述三坐标测量仪连接。
[0015]可选的，在所述第一测量位置和/或第二测量位置时，所述水平轴与所述三坐标测量仪的测量平台平行；
[0016]所述二维精密转台的顶部平面与所述三坐标测量仪的测量平台平行。
[0017]第二方面，基于上述目的和上述反射式激光跟踪仪两轴与反射镜平移误差测量装置，本申请还提供了一种反射式激光跟踪仪两轴与反射镜平移误差测量方法，包括：
[0018]将调平装置设置在所述三坐标测量仪的测量平台上，并将所述二维精密转台设置在所述调平装置上，对所述二维精密转台初步水平调平；
[0019]利用所述测量装置，对所述二维精密转台再次进行水平调平；
[0020]转动所述水平轴以使所述反射镜的反射面垂直于所述三坐标测量仪的测量平台的水平面；
[0021]控制所述水平轴旋转，以使所述反射镜翻转180
°
，通过所述测量装置计算所述反射镜与所述水平轴的平移误差；
[0022]控制所述垂直轴旋转180
°
，通过所述测量装置计算所述水平轴与所述垂直轴的平移误差。
[0023]可选的，所述测量装置包括多面棱体、第一自准直仪、第二自准直仪以及搭载装置；
[0024]所述多面棱体设置在所述二维精密转台的顶端，所述多面棱体的面数被配置为偶数；
[0025]所述搭载装置包括一号搭载台和二号搭载台，所述一号搭载台和二号搭载台上分别设有所述第一自准直仪和所述第二自准直仪，所述第一自准直仪和所述第二自准直仪的测量方向朝向所述多面棱体；
[0026]其中，所述二号搭载台被配置为供所述第二自准直仪移动以使所述第二自准直仪具有第一测量位置和第二测量位置，在所述第一测量位置，所述第一自准直仪和所述第二自准直仪的测量方向相互垂直，在所述第二测量位置，所述第一自准直仪和所述第二自准直仪在所述多面棱体的相对两侧，且所述第一自准直仪和所述第二自准直仪的测量方向相对；
[0027]所述利用所述测量装置，对所述二维精密转台在此进行水平调平，包括：
[0028]在所述第一测量位置，通过所述第一自准直仪和所述第二自准直仪对准所述多面
棱体；
[0029]旋转所述垂直轴，所述垂直轴转动至任意方向，所述第一自准直仪和所述第二自准直仪测量所述多面棱体的角度相同。
[0030]可选的，所述转动所述水平轴以使所述反射镜的反射面垂直于所述三坐标测量仪的测量平台的水平面，包括：
[0031]所述三坐标测量仪的测针对所述反射镜进行多个第一点位测量，拟合第一反射面；
[0032]所述三坐标测量仪的测针对所述测量平台进行多个第二点位测量，拟合水平面；
[0033]将所述第一反射面与水平面的角度进行对比，微调水平轴，直至所述第一反射面与所述水平面完全垂直，记录当前第一反射面A。
[0034]可选的，所述控制所述水平轴旋转，以使所述反射镜翻转180
°
，通过所述测量装置计算所述反射镜与所述水平轴的平移误差之前包括，
[0035]移动所述第二自准直仪至所述第二测量位置，进行所述第二自准直仪相
[0036]对所述第一自准直仪的水平调平，以使所述第二自准直仪与所述第一自准直5仪的高度相同，测量方向相对。
[0037]可选的，所述控制所述水平轴旋转，以使所述反射镜翻转180
°
，通过所述测量装置计算所述反射镜与所述水平轴的平移误差，包括，
[0038]控制所述水平轴旋转，通过第一自准直仪和所述第二自准直仪观察所述反射镜的翻转角度变化，直至所述水平轴带动所述反射镜翻转180
°
；0通过三坐标测量仪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反射式激光跟踪仪两轴与反射镜平移误差测量装置，其特征在于，包括：二维精密转台，包括转台主体、水平轴、垂直轴和反射镜，所述水平轴转动连接于所述转台主体上，所述垂直轴转动连接于所述转台主体的底端，所述水平轴和所述垂直轴均连接有圆光栅系统和旋转电机，所述水平轴和所述垂直轴沿轴向相互垂直；所述反射镜设置在所述水平轴上；三坐标测量仪，包括测量平台和测针，所述测针用于对所述反射镜进行多个第一点位测量，并利用多个所述第一点位拟合成为反射面，还用于对所述测量平台进行多个第二点位测量，并利用多个所述第二点位拟合成为水平面；调平装置，设置在所述三坐标测量仪的测量平台上，用于搭载所述二维精密转台，并对所述二维精密转台进行水平调平；测量装置，用于测量所述二维精密转台是否水平以及测量所述反射镜与所述水平轴的平移误差、所述水平轴与所述垂直轴的平移误差。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量装置包括多面棱体、第一自准直仪、第二自准直仪以及搭载装置；所述多面棱体设置在所述二维精密转台的顶端，所述多面棱体的面数被配置为偶数；所述搭载装置包括一号搭载台和二号搭载台，所述一号搭载台和二号搭载台上分别设有所述第一自准直仪和所述第二自准直仪，所述第一自准直仪和所述第二自准直仪的测量方向朝向所述多面棱体；其中，所述二号搭载台被配置为供所述第二自准直仪移动以使所述第二自准直仪具有第一测量位置和第二测量位置，在所述第一测量位置，所述第一自准直仪和所述第二自准直仪的测量方向相互垂直，在所述第二测量位置，所述第一自准直仪和所述第二自准直仪在所述多面棱体的相对两侧，且所述第一自准直仪和所述第二自准直仪的测量方向相对。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述旋转电机连接有电控系统以及上位机，所述上位机与所述三坐标测量仪连接。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在所述第一测量位置和/或第二测量位置时，所述水平轴与所述三坐标测量仪的测量平台平行；所述二维精密转台的顶部平面与所述三坐标测量仪的测量平台平行。5.使用如权利要求1至4任意一项所述的装置进行反射式激光跟踪仪两轴与反射镜平移误差测量方法，其特征在于，包括：将调平装置设置在所述三坐标测量仪的测量平台上，并将所述二维精密转台设置在所述调平装置上，对所述二维精密转台初步水平调平；利用所述测量装置，对所述二维精密转台再次进行水平调平；转动所述水平轴以使所述反射镜的反射面垂直于所述三坐标测量仪的测量平台的水平面；控制所述水平轴旋转，以使所述反射镜翻转180
°
，通过所述测量装置计算所述反射镜与所述水平轴的平移误差；控制所述垂直轴旋转180
°
，通过所述测量装置计算所述水平轴与所述垂直轴的平移误差。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述测量装置包括多面棱体、第一自准直
仪、第二自准直仪以及搭载装置；所述多面棱体设置在所述二维精密转台的顶端，所述多面棱体的面数被配置为偶数；所述搭载装置包括一号搭载台和二号搭载台...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋海涛，郭政建，周培松，张刘港，敖俊姣，郭雨佳，许燚赟，姚依迪，
申请(专利权)人：海宁集成电路与先进制造研究院，
类型：发明
国别省市：