[實用新型]高精度復合式測量機的坐標統一標定器

有效

• 申請號: 201620676564.1
• 申請日: 2016-06-28
• 公開（公告）號: CN206132016U
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 王仲;趙炎;付魯華;文信;王祎雯
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 杜文茹

技術領域

本實用新型涉及一種標定器。特別是涉及一種集圖像傳感器，接觸式傳感器和非接觸位移傳感器等多種傳感器的高精度復合式測量機的坐標統一標定器。

背景技術

坐標測量機是工件尺寸測量的重要手段，在多個行業中廣泛應用。目前，由于工件更加精密化、專業化，結構也越發精巧復雜，傳統的接觸式單一傳感器很多情況下難以滿足測量的需求。多傳感器復合測量機能夠實現以往單個傳感器難以完成的測量工作。將圖像傳感器，接觸式傳感器和非接觸位移傳感器等多個傳感器等集成到同一個測量機上，能夠實現不同特征、尺寸的競爭型、合作型和互補型測量，達到最優測量的目的。例如：利用影像測量微孔的直徑，利用非接觸位移傳感器測量鏡頭的自由曲面等。

實現多傳感器的復合測量，需要將多個傳感器進行坐標的統一，即將多個坐標系統一到同一個坐標系下。通常具有某種幾何特征或某幾種幾何特征組合的實物標準器作為多傳感器坐標融合(配準)的媒介，例如傳統坐標機檢定時所最長使用的標準球。在僅使用單一接觸式傳感器的測量機上，以標準球作為實物標準器表現出很好效果，廣為業界接受。在理論上，接觸式傳感器于標準球上多處取點，可以測得球心的三維坐標；圖像傳感器測得標準球的赤道圓可以解得球心二維坐標；非接觸距離傳感器捕獲標準球的天頂極點，也可獲知球心二維坐標。但是在精度要求較高時，如亞微米級的高精度復合測量中，如何將多個傳感器的不同坐標系統一到同一個坐標系下，上述傳統方法存在不足。以非接觸距離傳感器捕獲天頂極點為例，受距離傳感器分辨力限制，傳感器獲得極點，數值不再改變時，在X——Y平面上所對應不是唯一的一個點，而是一個區域。再如，圖像傳感器在標準球赤道圓上采點時，對光源照明質量提出很高要求。此外，球體加工需特殊工藝，當需要與其它物體結合或再加工時都存在工藝難度。

在亞微米級復合測量中要將多個傳感器的不同坐標系高精度的統一到同一個坐標系中，以實現測量機的高精度測量。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種能夠支持測量機高精度復合測量的高精度復合式測量機的坐標統一標定器。

本實用新型所采用的技術方案是：一種高精度復合式測量機的坐標統一標定器，是用于集圖像傳感器、接觸式傳感器和非接觸位移傳感器為一體的復合式坐標測量機的標定，包括圓柱體，所述圓柱體的上端面固定設置有圓錐臺，所述圓錐臺與所述圓柱體同軸設置。

本實用新型的高精度復合式測量機的坐標統一標定器，以單個傳感器已完成標定為前提，即能夠單獨完成工件的測量，具體是用一個標定器實現圖像傳感器、接觸式傳感器、非接觸位移傳感器的兩兩坐標或三者坐標統一，操作簡單方便，標定效率高。本實用新型的標定器以圓柱基材、經典車削工藝、由超精加工設備一次裝夾制成，工藝成熟；且可獲得圓度、圓柱度、同軸度、垂直度等誤差小于幾十納米級別的制件。圖像傳感器對錐頂圓一次成像，求取圓心；接觸式傳感器二維運動于圓柱表面取點，求取圓心，減少了多維運動帶入的影響，從而減少了測量時的機械運動誤差。有利于高精度復合測量機的坐標統一或位置標定。

附圖說明

圖1是本實用新型高精度復合式測量機的坐標統一標定器的結構圖；

圖2是本實用新型高精度復合式測量機的坐標統一標定器的側視圖；

圖3是圖2的俯視圖；

圖4是復合式坐標測量機的結構示意圖；

圖5是本實用新型高精度復合式測量機的坐標統一標定器標定時的示意圖；

圖6是復合式坐標測量機標定XY方向的模型示意圖；

圖7是復合式坐標測量機標定Z方向的模型示意圖。

圖中

1：圓柱體2：圓錐臺

3：復合式坐標測量機X軸 4：復合式坐標測量機Z軸

5：工作臺(Y軸) 6：標定器

7：機架V：圖像傳感器

P：接觸式傳感器L：非接觸位移傳感器

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本實用新型的高精度復合式測量機的坐標統一標定器做出詳細說明。

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本實用新型的高精度復合式測量機的坐標統一標定器，是用于集圖像傳感器、接觸式傳感器和非接觸位移傳感器為一體的復合式坐標測量機的標定，所述的標定器包括圓柱體1，所述圓柱體1的上頂面固定設置有圓錐臺2，所述圓錐臺2與所述圓柱體1同軸設置。

其中：