CN106546186A - 一种手持式激光扫描仪精度的校准工具和校准方法 - Google Patents

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刘红刚
刘育楠
魏澜波
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AVIC Aircraft Corp Xian Aircraft Branch
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/042—Calibration or calibration artifacts

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
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Abstract

本发明提供了一种手持式激光扫描仪的精度校准工具和校准方法，该工具包括一个标准平板和设置在平板上的标准球。先将平板、平板上的标准球在高等级测量仪器上进行准确度标定，得出平板的平面度、标准球球度的作为评定值。再用扫描仪扫描此平板的平面度和标准球的球度，激光扫描仪的实际扫描值和平板平面度、标准球球度的标定值进行比对，如果在手持式扫描仪要求的扫描精度范围内即为扫描精度符合要求。

Description

一种手持式激光扫描仪精度的校准工具和校准方法
技术领域
本申请涉及激光扫描仪的精度校准领域，特别是一种手持式激光扫描仪的校准工具和校准方法。
背景技术
手持式激光扫描仪主要应用在铸件、毛坯以及工件曲面方面的检测，能快速而精准的对工件型面进行数字化采集，采集的数据可以用于逆向工程、CAD模型比对检测等应用。具有扫描速度快、自定位准确、受现场环境影响小等特点。
目前，国家没有发布手持式激光扫描仪精度的检定规程或校准规范。厂家提供的校准检具是一根长700mm左右的碳纤维校验棒，只能校准一个固定的长度尺寸，对激光扫描仪要求的精度校准不够完整。激光扫描仪主要应用于形面扫描，它对扫描精度的要求也很高，为了能够更好的校准仪器的扫描精度，又能够增加几个长度尺寸的校准，满足此类仪器的校准要求，在此背景下，我们急需一种能对手持式激光扫描仪扫描精度和多个长度尺寸进行校准的方法。
发明内容
本申请提供了一种能够对手持式激光扫描仪长度尺寸示值误差和扫描误差精度进行校准的工具和校准方法。
一种手持式激光扫描仪的校准工具，包括一个有平面度要求的平板，平板厚度不小于15mm，平板平面度≤10μm，平板中心线上固定四个标准球，标准球直径20mm～30mm之间，每个标准球球度≤1μm，四个标准球可以组合至少四个以上不同的长度尺寸，平板两端设有把手。
使用这种校准工具进行校准的方法包括以下步骤：
①标定：在测量机上标定校准工具上平板的平面度以及标准球间距、在圆度仪上标定标准球的球度；
②测量：用激光扫描仪实际扫描标准球的球度、平板的平面度、各个标准球之间的距离；
③数据比对：将激光扫描仪实际测量的标准球球度值、平板平面度值与标定的球度值、平面度值进行比对，将激光扫描仪实际测量的各个标准球之间的距离值与标定的标准球之间的距离进行比对；
④数据分析：球度比对值、平面度比对值应该在激光扫描仪扫描精度要求的范围内、长度距离比对值应该在激光扫描仪长度示值精度要求的范围内即为符合要求，否则需要厂家技术人员进行补偿或维修。
附图说明
图1校验工具结构图(俯视图)
图2校验工具结构图(主视图)
图3标准球设置图
图中编号说明：1、平板；2、标准球；3、把手
具体实施方式
如图1-2所示，自制标准器上一种手持式激光扫描仪的校准工具，包括一个有平面度要求的平板1，平板1厚度不小于15mm，平板1平面度≤10μm，平板1中心线上固定四个标准球2，标准球2直径20mm～30mm之间，每个标准球2球度≤1μm，四个标准球2可以组合至少四个以上不同的长度尺寸，平板1两端设有把手3。
校准步骤如下：
①标定：在测量机上标定校准工具上平板1的平面度以及标准球2之间的间距、在圆度仪上标定标准球2的球度；每个标准球2之间的距离如图3所示，得出平板1的平面度值、标准球2球度值和各标准球2之间的距离值，将此标定值作为标准值。手持式激光扫描仪的长度精度要求大约0.12mm/米，因此标准球2之间的距离在三坐标测量机上进行标定，可以满足精度要求。
②测量：用激光扫描仪实际扫描标准球2的球度、平板1的平面度、各个标准球2之间的距离；
③数据比对：将激光扫描仪实际测量的标准球2球度值、平板1平面度值与标定的球度值、平面度值进行比对，将激光扫描仪实际测量的各个标准球2之间的距离值与标定的标准球2之间的距离进行比对；
①数据分析：球度比对值、平面度比对值应该在激光扫描仪扫描精度要求的范围内，长度距离比对值应该在激光扫描仪长度示值精度要求的范围内即为符合要求，否则需要厂家技术人员进行补偿或维修。

Claims (2)

1.一种手持式激光扫描仪的校准工具，包括一个有平面度要求的平板，平板厚度不小于15mm，平板平面度≤10μm，平板中心线上固定四个标准球，标准球直径20mm～30mm之间，每个标准球球度≤1μm，四个标准球可以组合至少四个以上不同的长度尺寸，平板两端设有把手。
2.使用权利要求1所述的手持式激光扫描仪的校准工具进行校准的方法包括以下步骤：
①标定：在测量机上标定校准工具上平板的平面度以及标准球间距、在圆度仪上标定标准球的球度；
②测量：用激光扫描仪实际扫描标准球的球度、平板的平面度、各个标准球之间的距离；
③数据比对：将激光扫描仪实际测量的标准球球度值、平板平面度值与标定的球度值、平面度值进行比对，将激光扫描仪实际测量的各个标准球之间的距离值与标定的标准球之间的距离进行比对；
④数据分析：球度比对值、平面度比对值应该在激光扫描仪扫描精度要求的范围内、长度距离比对值应该在激光扫描仪长度示值精度要求的范围内即为符合要求，否则需要厂家技术人员进行补偿或维修。
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