CN108344363A - 一种激光三角光学检测装置的标定试件 - Google Patents

一种激光三角光学检测装置的标定试件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种激光三角光学检测装置的标定试件，该试件由同一根轴上四个具有不同功能的轴段部分组合而成：包括安装定位轴段、测量标定轴段、圆柱校准测试轴段、偏心校准测试轴段；本发明中，安装定位轴段主要由圆柱面I、轴肩II、圆柱面8组成；测量标定轴段主要由平面III、平面IV、“T”型槽组成；圆柱校准测试轴段由圆柱面VI构成；偏心校准测试轴段由偏心圆柱面VII组成。在激光三角光学测量中，相对于应用标准球与标准圆柱面进行的测量坐标系标定，应用该标定试件可有效抑制激光三角光学测量中景深误差与倾角误差对标定精度的影响；其校准测试轴段还可用于标定后装置的检测验证。

Description

一种激光三角光学检测装置的标定试件
技术领域
本发明涉及非接触式检测装置的标定试件，特别涉及一种激光三角光学检测装置的标定试件。
背景技术
在实际检测检测过程之前，往往需要对检测装置进行标定，以保证测量精度。检测装置的精度决定而零件检测的精度，也决定了检测数据的可信度。传统标定件多为球面或者圆柱面，在激光三角光学测量中，相对于应用标准球与标准圆柱面进行的测量坐标系标定，应用该标定试件可有效抑制激光三角光学测量中景深误差与倾角误差对标定精度的影响。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种激光三角光学检测装置的标定试件。
所述标定件包含以下特征：安装定位轴段、测量标定轴段、圆柱校准测试轴段、偏心校准测试轴段。
进一步地，所述安装定位轴段包含圆柱面I(1)、轴肩II(2)，其中：圆柱面I(1)外圆为所述标定试件在检测装置中的径向定位面，圆柱面I (1)轴线与试件坐标系Z轴重合，轴肩II(2)为所述标定试件在检测装置中的轴向定位面，所述轴肩II(2)平面与试件坐标系的XOY平面重合。
进一步地，所述测量标定轴段位于安装定位轴段上部，测量标定轴段由平面III(3)、平面IV(4)、“T”型槽(5)组成；平面III(3)与平面IV (4)相互垂直，且都平行于试件坐标系Z轴，试件坐标系Z轴与两个平面的距离相等，平面III(3)与平面IV(4)组合构成装置测量坐标系C轴旋转零位和Y轴线性零位的标定特征面。
进一步地，“T”型槽(5)在平面III(3)上，所述“T”型槽 (5)的横截面为燕尾槽形，“T”型槽(5)关于试件坐标系YOZ平面对称、
“T”型槽(5)的水平槽与竖直槽垂直，且“T”型槽(5)水平槽的对称面到试件坐标系XOY平面的距离为已知固定值，“T”型槽(5)与平面III(3)相交的锐角直线棱边构成装置测量坐标系X轴、Z轴线性零位的标定特征面，在激光三角光学测量中，锐角直线棱边可触发激光三角光学检测装置测量值的突变，从而确定所述锐角直线棱边位置；相对于应用标准球与标准圆柱面进行的测量坐标系标定，平面与锐角直线棱边可有效抑制激光三角光学测量中景深误差与倾角误差对标定精度的影响；
进一步地，圆柱校准测试轴段位于测量标定轴段上部，圆柱校准测试轴段由圆柱面VI(6)构成，所述圆柱面VI(6)是精加工的完整圆柱面，其轴线与试件坐标系Z轴重合，构成标定后装置的检测验证特征面。
进一步地，所述偏心校准测试轴段位于圆柱校准测试轴段上部，偏心校准测试轴段由偏心圆柱面VII(7)构成，所述偏心圆柱面VII(7)是精加工的完整圆柱面，其轴线与试件坐标系Y轴平行，且到试件坐标系XOZ平面的距离为已知固定值，构成标定后装置的检测验证特征面。
所述的一种激光三角光学检测装置的标定试件，其特征在于所述
“T”型槽(5)槽口宽度大于激光传感器最小光斑直径；
进一步地，所述的一种激光三角光学检测装置的标定试件，其特征在于所述试件坐标系原点在圆柱面I(1)轴线与轴肩II(2)所在平面交点处；试件坐标系Z轴与圆柱面I(1)轴线重合；试件坐标系XOY所在平面与轴肩II (2)所在平面重合，试件坐标系X轴垂直于平面IV(4)。
本发明的有益效果是：采用所述一种激光三角光学检测装置的标定试件，圆柱面III(3)、圆柱面IV(4)、“T”型槽(5)来代替球面或者圆柱面进行检测，可有效抑制激光三角光学测量中景深误差与倾角误差对标定精度的影响，“T”型槽(5)截面为燕尾槽，也方便了对槽边的检测。圆柱校准测试轴段、偏心校准测试轴段可对标定结果进行验证检测。
附图说明
图1是本发明试件的轴测图。
图2是所述“T”型槽(5)的截面视图。
图示标记：1为圆柱面I，2为轴肩II，3为平面III，4为平面IV，5 为“T”型槽，6为圆柱面VI，7为偏心圆柱面VII，8为圆柱面8。
具体实施方式
下面组合附图和一个具体实施例对本发明做进一步的阐述：
图1是标定试件轴测图，其特征包括：安装定位轴段、测量标定轴段、圆柱校准测试轴段、偏心校准测试轴段；
图2是“T”型槽(5)的截面视图。
所述安装定位轴段包含圆柱面I(1)、轴肩II(2)，其中：圆柱面I (1)外圆为所述标定试件在检测装置中的径向定位面，圆柱面I(1)轴线与试件坐标系Z轴重合，轴肩II(2)为所述标定试件在检测装置中的轴向定位面，所述轴肩II(2)平面与试件坐标系的XOY平面重合。
所述测量标定轴段位于安装定位轴段上部，测量标定轴段由平面III (3)、平面IV(4)、“T”型槽(5)组成；平面III(3)与平面IV(4)相互垂直，且都平行于试件坐标系Z轴，试件坐标系Z轴与两个平面的距离相等，平面III(3)与平面IV(4)组合构成装置测量坐标系C轴旋转零位和Y轴线性零位的标定特征面。
“T”型槽(5)在平面III(3)上，所述“T”型槽(5)的横截面为燕尾槽形，“T”型槽(5)关于试件坐标系YOZ平面对称、“T”型槽(5) 的水平槽与竖直槽垂直，且“T”型槽(5)水平槽的对称面到试件坐标系XOY 平面的距离为已知固定值，“T”型槽(5)与平面III(3)相交的锐角直线棱边构成装置测量坐标系X轴、Z轴线性零位的标定特征面，在激光三角光学测量中，锐角直线棱边可触发激光三角光学检测装置测量值的突变，从而确定所述锐角直线棱边位置；相对于应用标准球与标准圆柱面进行的测量坐标系标定，平面与锐角直线棱边可有效抑制激光三角光学测量中景深误差与倾角误差对标定精度的影响；
进一步地，圆柱校准测试轴段位于测量标定轴段上部，圆柱校准测试轴段由圆柱面VI(6)构成，所述圆柱面VI(6)是精加工的完整圆柱面，其轴线与试件坐标系Z轴重合，构成标定后装置的检测验证特征面。
偏心校准测试轴段位于圆柱校准测试轴段上部，偏心校准测试轴段由偏心圆柱面VII(7)构成，所述偏心圆柱面VII(7)是精加工的完整圆柱面，其轴线与试件坐标系Y轴平行，且到试件坐标系XOZ平面的距离为已知固定值，构成标定后装置的检测验证特征面。
所述的一种激光三角光学检测装置的标定试件，其特征在于所述“T”型槽(5)槽口宽度大于激光传感器最小光斑直径；所述“T”型槽(5) 与平面III(3)相交处形成锐角直线棱边。
进一步地，所述的一种激光三角光学检测装置的标定试件，其特征在于所述试件坐标系原点在圆柱面I(1)轴线与轴肩II(2)所在平面交点处；试件坐标系Z轴与圆柱面I(1)轴线重合，方向竖直向上；试件坐标系XOY所在平面与轴肩II(2)所在平面重合；试件坐标系X轴垂直于平面IV(4)。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所做的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (3)

1.一种激光三角光学检测装置的标定试件，其特征在于，其包括：安装定位轴段、测量标定轴段、圆柱校准测试轴段、偏心校准测试轴段；
所述安装定位轴段包含圆柱面I(1)、轴肩II(2)，其中：圆柱面I(1)外圆为所述标定试件在检测装置中的径向定位面，圆柱面I(1)轴线与试件坐标系Z轴重合，轴肩II(2)为所述标定试件在检测装置中的轴向定位面，所述轴肩II(2)平面与试件坐标系的XOY平面重合；
所述测量标定轴段位于安装定位轴段上部，测量标定轴段由平面III(3)、平面IV(4)、“T”型槽(5)组成；平面III(3)与平面IV(4)相互垂直，且都平行于试件坐标系Z轴，试件坐标系Z轴与两个平面的距离相等且已知，平面III(3)与平面IV(4)组合构成装置测量坐标系C轴旋转零位和Y轴线性零位的标定特征面；“T”型槽(5)在平面III(3)上，所述“T”型槽(5)的横截面为燕尾槽形，“T”型槽(5)关于试件坐标系YOZ平面对称、“T”型槽(5)的水平槽与竖直槽垂直，且“T”型槽(5)水平槽的对称面到试件坐标系XOY平面的距离为已知固定值，“T”型槽(5)与平面III(3)相交的锐角直线棱边构成装置测量坐标系X轴、Z轴线性零位的标定特征面，在激光三角光学测量中，锐角直线棱边可触发激光三角光学检测装置测量值的突变，从而确定所述锐角直线棱边位置；相对于应用标准球与标准圆柱面进行的测量坐标系标定，平面与锐角直线棱边可有效抑制激光三角光学测量中景深误差与倾角误差对标定精度的影响；
所述圆柱校准测试轴段位于测量标定轴段上部，圆柱校准测试轴段由圆柱面VI(6)构成，所述圆柱面VI(6)是精加工的完整圆柱面，其轴线与试件坐标系Z轴重合，构成标定后装置的检测验证特征面；
所述偏心校准测试轴段位于圆柱校准测试轴段上部，偏心校准测试轴段由偏心圆柱面VII(7)构成，所述偏心圆柱面VII(7)是精加工的完整圆柱面，其轴线与试件坐标系Y轴平行，且到试件坐标系XOZ平面的距离为已知固定值，构成标定后装置的检测验证特征面。
2.根据权利要求1所述的一种激光三角光学检测装置的标定试件，其特征在于所述“T”型槽(5)槽口宽度大于激光传感器最小光斑直径。
3.根据权利要求1所述的一种激光三角光学检测装置的标定试件，其特征在于所述试件坐标系原点在圆柱面I(1)轴线与轴肩II(2)所在平面交点处；试件坐标系Z轴与圆柱面I(1)轴线重合；试件坐标系XOY所在平面与轴肩II(2)所在平面重合，试件坐标系X轴垂直于平面IV(4)。
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