[發(fā)明專利]一種CMM探針系統(tǒng)的標定方法及標定裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110696010.3
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113446972A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 國鑫;王輝;周烽;金春水
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 魏毅宏

本申請?zhí)峁┑腃MM探針系統(tǒng)的標定方法及裝置，在所述探針工作平臺上安裝激光傳感器，所述激光傳感器出射的激光光束照準在所述探針的頂點處；在所述探針工作平臺安裝標準靶球，并通過調(diào)整三自由度運動平臺，擬合出所述標準靶球位置；調(diào)整所述探針與所述標準靶球在不同方向觸碰，使得所述激光傳感器感知所述柔性片體的位移，以建立坐標變化方程組；通過最小二乘法擬合的方式，求解坐標變化方程中的坐標變換矩陣，進而得到所述探針在探測被測物體時的變形量，上述方法不必考慮探針球絕對位置以及方向，只需根據(jù)相對位置及方向確定被測物體的表面特征及幾何特征，簡化了標定復(fù)雜程度，可以有效的利用標準球測定探針的6個自由度位移變化，從而實現(xiàn)對測量坐標點測量，完成探針的快速標定工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高精密三坐標測量系統(tǒng)，具體涉及一種CMM探針系統(tǒng)的標定方法及標定裝置。

背景技術(shù)

應(yīng)用于高精度三坐標測量系統(tǒng)的探針往往也需要較高的制造精度，此外標定探針時大多通過擬合球心與雙目標定的方法，該種方法可以很好的標定出探針的實際球心位置、方向。但由于需要使用探針加工或測量的工作場合大都為精度要求較高的場合，需要頻繁換高精度探針，因此需要多次進行高精度探針標定。而現(xiàn)有的探針標定過程又是一個比較繁瑣、復(fù)雜的過程。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種簡化探針標定過程的CMM探針系統(tǒng)的標定方法及標定裝置。

為解決上述問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種CMM探針系統(tǒng)的標定方法，包括下述步驟：

提供一探針，所述探針安裝在探針工作平臺上，所述探針包括柔性片體；

在所述探針工作平臺上安裝激光傳感器，所述激光傳感器出射的激光光束照準在所述探針的頂點處；

在所述探針工作平臺安裝標準靶球，并通過調(diào)整位于所述標準靶球正下方的三自由度運動平臺，擬合出所述標準靶球位置；

調(diào)整所述探針與所述標準靶球在不同方向觸碰，使得所述激光傳感器感知所述柔性片體的位移，以建立坐標變化方程組；

通過最小二乘法擬合的方式，求解坐標變化方程中的坐標變換矩陣，進而得到所述探針在探測被測物體時的變形量。

在其中一些實施例中，所述激光傳感器為三個，且以相互垂直分別安裝于所述探針工作平臺上。

在其中一些實施例中，所述激光傳感器感知所述柔性片體的120度分布方向1微米處的位移。

在其中一些實施例中，所述探針工作平臺上還安裝平面反射鏡，所述平面反射鏡可將所述激光傳感器出射的激光光束照準在所述探針的頂點處。另外，本申請還提供了一種CMM探針系統(tǒng)的標定裝置，包括：探針工作平臺、安裝于所述探針工作平臺上的探針，所述探針包括柔性片體、安裝于所述探針工作平臺上的激光傳感器，所述激光傳感器出射的激光光束照準在所述探針的頂點處、安裝于所述探針工作平臺上的標準靶球，通過調(diào)整三自由度運動平臺，可擬合出所述標準靶球位置；

通過調(diào)整所述探針與所述標準靶球在不同方向觸碰，使得所述激光傳感器感知所述柔性片體的位移，以建立坐標變化方程組，通過最小二乘法擬合的方式，求解坐標變化方程中的坐標變換矩陣，進而得到所述探針在探測被測物體時的變形量。

在其中一些實施例中，所述激光傳感器為三個，且以相互垂直分別安裝于所述探針工作平臺上。

在其中一些實施例中，所述激光傳感器感知所述柔性片體的120度分布方向1微米處的位移。

在其中一些實施例中，所述探針工作平臺上還安裝平面反射鏡，所述平面反射鏡可將所述激光傳感器出射的激光光束照準在所述探針的頂點處。

本申請采用上述技術(shù)方案具備下述效果：