[發(fā)明專利]一種法向測量裝置及其標(biāo)定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810765649.0
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN108917604B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁定新;雷斯聰;錢晨;朱忠良;趙維剛;熊艷艷
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航天設(shè)備制造總廠有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 余岢

本發(fā)明實施例提供了一種法向測量裝置，包括：校平圓盤、角度位移臺、標(biāo)準(zhǔn)量塊以及激光測距傳感器組件，其中：所述角度位移臺位于待標(biāo)定系統(tǒng)的工作臺；所述校平圓盤安裝至加工工具主軸，并下移至所述角度位移臺上平面，通過調(diào)整所述角度位移臺的角度對校平圓盤進行調(diào)平；所述角度位移臺與所述校平圓盤間設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)量塊；所述激光測距傳感器組件包括四個激光測距傳感器，分別向所述角度位移臺發(fā)射激光，和向所述角度位移臺上的標(biāo)準(zhǔn)量塊發(fā)射激光，獲取激光測距傳感器的數(shù)值差與標(biāo)準(zhǔn)量塊的高度；根據(jù)激光測距傳感器的數(shù)值差與標(biāo)準(zhǔn)量塊的高度計算出其射出的激光與所述角度位移臺的上平面的夾角，用于對待標(biāo)定系統(tǒng)進行標(biāo)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種法向測量裝置的標(biāo)定方法，具體涉及到一種基于激光測距傳感器的法向測量裝置的標(biāo)定方法。

背景技術(shù)

目前，在運載火箭、飛機等大型設(shè)備的制造領(lǐng)域，柔性制造技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為國內(nèi)外數(shù)字化制造的主流發(fā)展趨勢。在利用機器人以及專用末端執(zhí)行器進行結(jié)構(gòu)曲面柔性自動化制孔時，法向測量裝置常用于制孔法向的測量，保證制孔軸線與曲面法向夾角達(dá)到精度要求。一般情況下，法向測量裝置由4組激光測距傳感器與末端執(zhí)行器前端的壓腳組成，在安裝激光位移傳感器時，以向末端執(zhí)行器主軸傾斜的方式安裝，此時四個測量點均勻分布在制孔位置附近較小的局部范圍內(nèi)，提高了制孔部位局部平面擬合的精度。由于壓腳的加工誤差和激光位移傳感器的安裝誤差，依靠三維設(shè)計模型確定的激光測距傳感器的位置和激光方向存在偏差。因此需要對基于激光測距傳感器的法向測量裝置進行標(biāo)定，現(xiàn)有標(biāo)定方法大都采用定點和平面模板的標(biāo)定方法，這兩種方法雖然能滿足標(biāo)定精度的要求，但標(biāo)定過程較為繁瑣，而且需要復(fù)雜的標(biāo)定對象或者精密的輔助測量設(shè)備，標(biāo)定成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于激光測距傳感器的法向測量裝置的標(biāo)定方法；本發(fā)明解決的現(xiàn)有基于激光測距傳感器的法向測量裝置的標(biāo)定方法繁瑣，精度差，標(biāo)定成本高等問題。

本發(fā)明一個實施例提供了一種法向測量裝置，其特征在于，包括：校平圓盤、角度位移臺、標(biāo)準(zhǔn)量塊以及激光測距傳感器組件，其中：

所述角度位移臺位于待標(biāo)定系統(tǒng)的工作臺；

所述校平圓盤安裝至加工工具主軸，并下移至所述角度位移臺上平面，調(diào)整所述角度位移臺的角度，使所述角度位移臺的上平面與所述校平圓盤的底面平行；

所述角度位移臺與所述校平圓盤間設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)量塊；

所述激光測距傳感器組件包括四個激光測距傳感器，分別向所述角度位移臺發(fā)射激光，和向所述角度位移臺上的標(biāo)準(zhǔn)量塊發(fā)射激光，獲取激光測距傳感器的數(shù)值差與標(biāo)準(zhǔn)量塊的高度；

根據(jù)激光測距傳感器的數(shù)值差與標(biāo)準(zhǔn)量塊的高度計算出其射出的激光與所述角度位移臺的上平面的夾角，用于對待標(biāo)定系統(tǒng)進行標(biāo)定。

本發(fā)明另一個實施例還提供了一種法向測量裝置的標(biāo)定方法，其特征在于：包括步驟：

步驟1：對角度位移臺進行調(diào)平以及建立笛卡爾坐標(biāo)系；所述角度位移臺位于待標(biāo)定系統(tǒng)的工作臺；

步驟2：測量并計算激光測距傳感器射出的激光與所述角度位移臺的上平面的夾角以及該激光測距傳感器相對于加工工具主軸的位置坐標(biāo)；所述激光測距傳感器組件包括四個激光測距傳感器，位于所述待標(biāo)定系統(tǒng)上方，用于向所述角度位移臺發(fā)射激光，獲取激光與所述角度位移臺的上平面的夾角；

步驟3：測量并計算激光測距傳感器射出的激光在第一平面和第二平面投影的直線方程，所述第一平面與第二平面均垂直于所述角度位移臺的上平面，并且第一平面與第二平面相互垂直且經(jīng)過所述加工工具主軸；

步驟4：獲取激光測距傳感器的測量數(shù)值，即激光測距傳感器到所述角度位移臺的上平面的距離：