[發明專利]一種可檢測21項幾何誤差的激光測量系統與方法

有效

• 申請號: 201580001345.1
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN105492860B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 馮其波;張斌;崔存星
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/26;G01B11/27;G01C1/00
• 代理公司: 北京王景林知識產權代理事務所(普通合伙)11320
• 代理人: 王景林

1.一種可檢測21項幾何誤差的激光測量系統，由激光六自由度誤差同時測量單元、激光光線轉向單元和幾何誤差敏感單元組成；其特征在于，所述激光六自由度誤差同時測量單元與所述幾何誤差敏感單元配合使用，分別測量得到數控機床、加工中心或三坐標測量機的三個直線運動導軌或運動臺的三軸位置誤差、水平和豎直方向直線度誤差、俯仰角、偏擺角、滾轉角共6項幾何誤差，三軸共計18項誤差；所述激光光線轉向單元將來自所述激光六自由度誤差同時測量單元的激光光束分光或轉向到平行于數控機床、加工中心或三坐標測量機的三軸的方向上，并將來自所述幾何誤差敏感單元的激光光束分光或轉向到所述激光六自由度誤差同時測量單元，完成對應軸的六自由度誤差同時測量，同時通過三軸直線度誤差的數據處理得到三軸相互之間的垂直度誤差，

所述幾何誤差敏感單元包括三個相互垂直的六自由度誤差敏感部件，所述三個六自由度誤差敏感部件分別對數控機床、加工中心或三坐標測量機的三個相互垂直的直線運動軸的六項幾何誤差敏感；或者，所述幾何誤差敏感單元由兩個相互垂直的六自由度誤差敏感部件組成，所述兩個六自由度誤差敏感部件分別對數控機床、加工中心或三坐標測量機的兩個相互垂直的直線運動軸的六項幾何誤差敏感，所述兩個六自由度誤差敏感部件之中的一個六自由度誤差敏感部件旋轉90°之后對數控機床、加工中心或三坐標測量機的第三個直線運動軸的六項幾何誤差敏感。

2.根據權利要求1所述的激光測量系統，其特征在于，所述六自由度誤差敏感部件包括兩個光線后向反射元件和一個光線分光元件；所述光線后向反射元件對直線運動軸的位置誤差、水平和豎直方向直線度誤差敏感；所述光線分光元件對直線運動軸的俯仰角、偏擺角敏感；所述兩個光線后向反射元件的組合對直線運動軸的滾轉角敏感；所述光線后向反射元件采用角錐棱鏡，所述光線分光元件采用平面分光鏡。

3.根據權利要求1所述的激光測量系統，其特征在于，所述激光光線轉向單元由轉向棱鏡或分光、轉向棱鏡組合而成；所述轉向棱鏡包括五角棱鏡或直角棱鏡，通過移動或轉動轉向棱鏡，將來自激光六自由度誤差同時測量單元的測量光束分步轉向，分別形成平行于被測數控機床、加工中心或三坐標測量機三直線運動軸的測量光束；所述分光、轉向棱鏡組合由兩個分光五角棱鏡的組合或兩個直角半透半反棱鏡的組合，同時將來自激光六自由度誤差同時測量單元的測量光束分光成平行于被測數控機床、加工中心或三坐標測量機三直線運動軸的三束測量光。