一种线激光在机测量工装及其位姿标定方法技术

本公开提供的一种线激光在机测量工装及其位姿标定方法，所述工装包括设置在线激光在机测量工装中心处的主轴装夹模块和线激光传感器，通过主轴装夹模块连接的上、下连接板，均匀布设在上、下连接板之间的若干位姿调整旋钮及设置在下连接板一侧的电源和通信模块；该工装的安装位姿误差包括线激光传感器分别围绕线激光坐标系X、Y、Z轴旋转的误差分量θ<subgt;T</subgt;(x),θ<subgt;T</subgt;(y),θ<subgt;s</subgt;及沿线激光坐标系X、Y轴的位移误差分量δ<subgt;T</subgt;(x),δ<subgt;T</subgt;(y)，所述标定方法利用一安装于机床主轴的标准量块，然后分别标定上述各误差分量并计算线激光传感器的虚拟刀长，最后根据标定的各误差分量及虚拟刀长对工装的安装位姿误差进行补偿。本工装的位姿调整便携精确，可提高线激光传感器在机测量的精度。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及线激光测量，具体涉及一种线激光在机测量工装及其位姿标定方法。

技术介绍

1、为了提高复杂曲面的加工精度，需要在五轴加工过程中对加工质量进行检测，在机测量成为了复杂曲面高精度加工的必备过程。在机测量相对于三坐标测量，由于显著降低二次装夹时间、加工测量一体化的显著优势被广泛应用于复杂的零件加工过程中。接触式测量尽管精度较高，但是受制于单点触碰测量模式的限制，检测效率无法满足工业场景下大尺寸、多特征工业零件的全尺寸精确测量的要求。线激光传感器相比于接触式测头，单次测量即可测量大量的数据点，且测量频率远高于接触式测量。尽管尚未写入iso标准，近年来使用线激光传感器代替接触式测头已经成为一种趋势，从而大大提高的测量的效率。

2、将线激光传感器与五轴机床集成，可以充分发挥线激光测量效率高、精度高、测量稳定、且不惧铣削加工表面反射的影响。但是由于尚未形成国际技术标准，目前将线激光传感器集成在机床上仍有不少困难。线激光本身属于二维激光传感器，需要配合机床运动实现三维测量。五轴机床测量运动使得线激光的测量位置和测量方向均发生变化，从而实现对于复杂曲面轮本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种线激光在机测量工装，其特征在于，包括主轴装夹模块、上连接板、下连接板、线激光传感器、电源、通信模块和若干位姿调整旋钮，定义线激光坐标系，其坐标原点为所述线激光传感器的激光出射点、X轴方向为所述线激光传感器的运动方向、Y轴方向为所述线激光传感器每次测量的测量线正方向、Z轴方向为所述线激光传感器的出射激光方向；

2.根据权利要求1所述的线激光在机测量工装，其特征在于，所述主轴装夹模块包括依次连接的轴承、螺栓、锁紧螺母和夹头，在所述上连接板和所述下连接板的中心处设有用于安装所述轴承的通孔，所述螺栓的一端安装于所述轴承内，所述螺栓的另一端套设有所述锁紧螺母，在所述锁紧螺母上套...

【技术特征摘要】

1.一种线激光在机测量工装，其特征在于，包括主轴装夹模块、上连接板、下连接板、线激光传感器、电源、通信模块和若干位姿调整旋钮，定义线激光坐标系，其坐标原点为所述线激光传感器的激光出射点、x轴方向为所述线激光传感器的运动方向、y轴方向为所述线激光传感器每次测量的测量线正方向、z轴方向为所述线激光传感器的出射激光方向；

2.根据权利要求1所述的线激光在机测量工装，其特征在于，所述主轴装夹模块包括依次连接的轴承、螺栓、锁紧螺母和夹头，在所述上连接板和所述下连接板的中心处设有用于安装所述轴承的通孔，所述螺栓的一端安装于所述轴承内，所述螺栓的另一端套设有所述锁紧螺母，在所述锁紧螺母上套设所述夹头，所述夹头与所述机床主轴的刀柄连接。

3.根据权利要求1所述的线激光在机测量工装，其特征在于，所述线激光在机测量工装内设有三个位姿调整旋钮，第一位姿调整旋钮设置在线激光坐标系的y轴上，用于调整所述线激光传感器围绕线激光坐标系x轴方向的转角，第二位姿调整旋钮和第三位姿调整旋钮关于线激光坐标系的y轴对称设置，用于调整所述线激光传感器围绕线激光坐标系y轴方向的转角。

4.根据权利要求1或3所述的线激光在机测量工装，其特征在于，所述位姿调整旋钮采用精密差分微分头。

【专利技术属性】
技术研发人员：李炳燃，陈炜铧，叶佩青，张辉，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：

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