CN110530296A - 一种线激光安装误差角确定方法 - Google Patents
一种线激光安装误差角确定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110530296A CN110530296A CN201910829120.5A CN201910829120A CN110530296A CN 110530296 A CN110530296 A CN 110530296A CN 201910829120 A CN201910829120 A CN 201910829120A CN 110530296 A CN110530296 A CN 110530296A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- line laser
- axis
- measurement
- error angle
- installation error
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 136
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 87
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 24
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 description 1
- 238000012625 in-situ measurement Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种线激光安装误差角确定方法,包括如下步骤:进行规定路径扫描标准件;利用扫描后的轮廓数据,分别计算出线激光测头绕Z轴的安装误差角αZ、绕Y轴的安装误差角αy和绕X轴的安装误差角αx。该方法有效解决了线激光安装误差角难以确定的问题,方法操作方便、精度高、适用性强、成本低,是线激光实现高效、高精度测量的有效手段。
Description
技术领域
本发明涉及线激光测量技术领域,尤其涉及一种线激光安装误差角确定方法。
背景技术
线激光位移传感器在机器视觉、逆向工程、工业检测、生物医学等领域被广泛应用,其基于激光三角法并能单次测量一条线的轮廓,具有测量精度高、效率高的优点。线激光直接测量的数据是两个维度的,其通过沿另外一个维度的扫描运动补充第三维度信息,实现三维测量。
为了实现大尺寸物体的测量,只需将传感器安装在机床上,由机床的运动带动其实现对物体的扫描。但由于安装误差的存在,传感器坐标系的方向与全局坐标系不能完全平行,线激光直接测量的数据结果与理想结果有一定误差。要想最终获得被测对象的整体面形数据,需要准确获得每次传感器测量数据的全局坐标,才能最终拼接成被测对象的整体面形。测量数据由传感器坐标系变换到全局坐标系,需要确定两个坐标系之间变换所需的平移矩阵和旋转矩阵。平移矩阵能够可以由传感器的运动位置确定,根据机床反馈的坐标很容易获得。而旋转矩阵反应的是传感器坐标系三个轴的方向相对于全局坐标系不平行的偏角误差,根据三个轴的偏角即可确定该旋转矩阵。
申请号为201810269833.6,名称为“采用二维线激光扫描仪获取三维精确数据的方法”的发明专利公开了一种用于根据线激光绕x、y和z轴与理想位置的角度偏差,对线激光测量的数据进行校准的方法。其虽然给出了由这三个误差角确定坐标变换中旋转矩阵的方法,但其并未给出这三个误差角的确定方式。而如何高效高精度地确定出这三个偏角的具体值才是制约线激光实现大尺寸扫描的关键所在。在实际应用时,尤其在一些在线测量的场合,由于现场有切削液或者切屑等会对线激光造成污染,在加工时往往需要拆下测头,在测量时再重新安装。每次线激光重新安装后,其三个误差角需要重新确定。因此,一种易于操作的、高精度的、快速的线激光安装误差角的确定非常关键,是线激光能否通过数控机床实现便携高精度测量、甚至在位测量的关键。
发明内容
本发明针对以上问题的提出,而公开了一种线激光安装误差角确定方法。
本发明基于对简易标准件的测量,能够确定出线激光绕三个坐标轴的旋转误差角,以通过机械调节或者坐标补偿的方式对测量结果进行校准,获得线激光在三维测量中准确的三维数据。为线激光实现扫描的高精度数据拼接提供基础。
为达到上述目的,本发明所采取的方法包括如下步骤:
一种线激光安装误差角确定方法,其中,线激光传感器安装在三轴数控机床,线激光沿机床坐标系OXYZ的Y轴或X轴做直线扫描运动,做固定步距扫描测量,包括如下步骤:
将线激光测头安装的倾斜误差依次分解为绕Z轴旋转αZ角度,绕Y轴旋转αy角度,绕X轴旋转αx角度;
线激光测量后的数据坐标系与机床坐标系存在错位,另建立线激光测量数据坐标系为ol-xlylzl,其中xl轴和zl轴为线激光测量数据本身的坐标,xl轴为激光线方向,zl轴为测量高度值,yl轴为沿机床运动方向为线激光补充的坐标轴;
为确定线激光测头绕Z轴的安装误差角αZ、绕Y轴的安装误差角αy和绕X轴的安装误差角αx,进行规定路径扫描标准件;
基于各路径之间的位置关系和各路径扫描后标准件的偏移量分别计算出线激光测头绕Z轴的安装误差角αZ、绕Y轴的安装误差角αy和绕X轴的安装误差角αx。
进一步地,所述做固定步距扫描测量的实现方法为:
利用Y轴电机的编码器脉冲信号或者光栅尺脉冲信号作为线激光测量的触发信号,脉冲的间隔即为线激光测量的步距Δy。
进一步地,所述规定路径扫描标准件为:
线激光三次扫描标准件;
线激光第一次扫描标准件,线激光沿Y轴运动,测量标准件的轮廓数据;
线激光第二次扫描标准件,线激光沿X轴正向平移距离w,以与第一次扫描时相同的Y向路径再次扫描标准件,测量标准件的轮廓数据,其中,w小于线激光的扫描宽度w0;
线激光第三次扫描标准件,线激光沿Z轴正向抬高距离h,以与第二次扫描时相同的Y向路径再次扫描标准件,测量标准件的轮廓数据,其中,h小于线激光的量程。
进一步地,所述线激光第二次相对第一次扫描测头沿X轴正向平移距离w满足:
w=β×w0 (1)
β取值为0.5~0.75;
两次测量的数据中沿X轴方向各有(1-β)w0宽度范围内的测量数据,对应相同的标准件轮廓。
进一步地,所述线激光第三次相对第二次扫描测头沿Z轴正向抬高距离h满足:
h小于线激光的量程;
扫描前,调节线激光到标准件的距离,使三次扫描时标准件都在线激光测量量程范围内。
进一步地,所述用于校准的标准件为:
所需要的标准件为非连续结构件,其实体形状不受限于固定的形状,从一条直线或曲线的简单结构到周期性排布的复杂结构都满足要求;只需满足在不同方位测量的时候,很容易分辨出相同部位的数据。
进一步地,所述计算线激光测头绕Z轴的安装误差角αZ的具体过程为:
在xlolyl平面内比较第一次和第二次测量的相同标准件轮廓数据,第二次测量相对于第一次测量,标准件轮廓沿yl轴方向的偏移量为lz,线激光测头绕Z轴的安装误差角满足:
tanαZ=lz/w (2)
则
αZ=arctan(lz/w) (3)
其中lz确定的具体过程为:
将第二次测量的数据沿yl轴正方向和负方向依次平移i行(i=-nmax,-nmax+1,…,-1,0,1,…nmax-1,nmax),其中nmax对应移动的数据行数范围,取值应大于预估的偏移量;计算平移后两次测量重合区域测量数据的重合数据量(或重合的面积),找到最大重合数据量(或重合的面积)对应的平移行数n1;
偏移量为lz为:
lz=n1×Δy (4)。
进一步地,所述计算线激光测头绕Y轴的安装误差角αy的具体过程为:
在xlolzl平面内比较第一次和第二次测量的相同标准件轮廓数据,第二次测量相对于第一次测量,标准件轮廓沿zl轴方向的偏移量ly,线激光测头绕Y轴的安装误差角满足:
tanαy=ly/w (5)
则
αy=arctan(ly/w) (6)
其中ly确定的具体过程为:
将第二次测量的数据平移w个距离后,重复测量部分标准件的轮廓重合,计算重合的数据第二次测量相对于第一次测量的差值,ly取为所有差值的平均值。
进一步地,所述计算线激光测头绕X轴的安装误差角αx的具体过程为:
比较第二次和第三次测量的相同标准件轮廓数据,第三次测量相对于第二次测量,标准件轮廓沿zl轴方向的偏移量h',线激光测头绕Z轴的安装误差角αx满足:
cosαx=h/h' (7)
则
αx=arccos(h/h') (8)
其中h'确定的具体过程为:
第三次相对于第二次测量的在xlolyl平面内标准件的轮廓基本重合,计算重合的数据第三次测量相对于第二次测量的差值,h'取为所有差值的平均值。
进一步地,所述线激光测头绕Z轴的安装误差角αZ、绕Y轴的安装误差角αy和绕X轴的安装误差角αx,可以跟据各个角度对测量数据造成的误差,直接补偿到测量数据中,也可以通过机械结构进行精确调节。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1.操作方便。经过对标准件的测量,能够快速计算出传感器的安装误差角。
2.测量精度高。本发明不受制于所测量标准件本身的加工精度以及其摆放位置,而通过精确的计算,所得到的误差角精度高。
3.适用性强。本发明能够适用于传感器需要不断安装拆卸的场合,可以实现在位测量。
4.成本低。本发明仅需要一个标准件,并且对标准件要求低,容易获得,成本低。
附图说明
为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种线激光安装误差角确定方法流程图。
图2是本发明实施例中的线激光测量示意图。
图3是本发明实施例中的标准件示意图。
图4是本发明实施例中线激光测头绕Z轴的安装误差角αZ的计算示意图。
图5是本发明实施例中线激光测头绕Y轴的安装误差角αy的计算示意图。
图6是本发明实施例中线激光测头绕X轴的安装误差角αx的计算示意图。
具体实施方式
为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述:
如图1所示:本发明采用的技术方案具体实现步骤为:
1.测量平台搭建
线激光传感器安装在三轴数控机床,线激光传感器一般沿机床坐标系OXYZ运动,本实施例中线激光沿Y轴做直线运动,沿X轴或其他可行的实施方案中,与沿Y轴同理,做固定步距扫描测量;利用Y轴电机的编码器脉冲信号或者光栅尺脉冲信号作为线激光测量的触发信号,脉冲的间隔即为线激光测量的步距Δy。将机床的三个轴的编码器脉冲信号或者是光栅尺反馈信号,接入脉冲计数处理系统,在Y轴电机的编码器脉冲信号或光栅尺反馈信号触发线激光测量时,同时触发该脉冲计数处理系统记录下三个轴的脉冲数,根据脉冲数与实际运动的距离的关系,能够确定测头运动坐标[x0,y0,z0]。
线激光测头安装的倾斜误差可以依次分解为绕Z轴旋转αZ角度,绕Y轴旋转αy角度,绕X轴旋转αx角度。线激光测量后的数据坐标系与机床坐标系存在错位,另建立线激光测量数据坐标系为ol-xlylzl,其中xl轴和zl轴线激光测量数据本身的坐标,xl轴为激光线方向,zl轴为测量高度值,yl轴为通过机床运动为线激光补充的坐标轴,其与xl轴、zl轴相互垂直,如图2所示。
2.标准件
为确定线激光测头绕Z轴的安装误差角αZ、绕Y轴的安装误差角αy和绕X轴的安装误差角αx,需要按照规定路径扫描标准件;所需要的标准件为非连续结构件,其实体形状不受限于固定的形状,从一条直线或曲线的简单结构到周期性排布的复杂结构都满足要求;只需满足在不同方位测量的时候,很容易分辨出相同部位的数据;所需要的标准件示例如图3所示。
3.标准件扫描
为确定线激光测头绕Z轴的安装误差角αZ、绕Y轴的安装误差角αy和绕X轴的安装误差角αx,进行规定路径扫描标准件;
线激光三次扫描标准件:
线激光第一次扫描标准件,线激光沿Y轴运动,测量标准件的轮廓数据;
线激光第二次扫描标准件,线激光沿X轴正向平移距离w(w小于线激光的扫描宽度w0),以与第一次扫描时相同的Y向路径再次扫描标准件,测量标准件的轮廓数据;
线激光第三次扫描标准件,线激光沿Z轴正向抬高距离h(h小于线激光的量程),以与第二次扫描时相同的Y向路径再次扫描标准件,测量标准件的轮廓数据。
线激光第二次相对第一次扫描测头沿X轴正向平移距离w满足:
w=β×w0 (1)
β取值为0.5~0.75;
两次测量的数据中沿X轴方向各有(1-β)w0宽度范围内的测量数据,对应相同的标准件轮廓。
线激光第三次相对第二次扫描测头沿Z轴正向抬高距离h满足:
h小于线激光的量程;
扫描前,调节线激光到标准件的距离,使三次扫描时标准件都在线激光测量量程范围内。
4.线激光测头绕Z轴的安装误差角αZ的计算
如图4所示,以具有连续六边形结构单元的标准件为例,说明误差角αZ的计算原理,其他形状同理。
将第二次测量的数据沿yl轴正方向和负方向依次平移i行(i=-nmax,-nmax+1,…,-1,0,1,…nmax-1,nmax),其中nmax对应移动的数据行数范围,取值应大于预估的偏移量;计算平移后两次测量重合区域测量数据的重合数据量(或重合的面积),找到最大重合数据量(或重合的面积)对应的平移行数n1;
偏移量为lz为:
lz=ny1×Δy (2)
在xlolyl平面内比较第一次和第二次测量的相同标准件轮廓数据,第二次测量相对于第一次测量,标准件轮廓沿yl轴方向的偏移量为lz,线激光测头绕Z轴的安装误差角满足:
tanαZ=lz/w (3)
则
αZ=arctan(lz/w) (4)
5.线激光测头绕Y轴的安装误差角αy的计算
如图5所示,以具有连续六边形结构单元的标准件为例,说明误差角αy的计算原理,其他形状同理。
将第二次测量的数据平移w个距离后,重复测量部分标准件的轮廓重合,计算重合的数据第二次测量相对于第一次测量的差值,ly取为所有差值的平均值。
在xlolzl平面内比较第一次和第二次测量的相同标准件轮廓数据,第二次测量相对于第一次测量,标准件轮廓沿zl轴方向的偏移量ly,线激光测头绕Y轴的安装误差角满足:
tanαy=ly/w (5)
则
αy=arctan(ly/w) (6)
6.线激光测头绕X轴的安装误差角αx的计算
如图6所示,以具有连续六边形结构单元的标准件为例,说明误差角αx的计算原理,其他形状同理。
第三次相对于第二次测量的在xlolyl平面内标准件的轮廓基本重合,计算重合的数据第三次测量相对于第二次测量的差值,h'取为所有差值的平均值。
比较第二次和第三次测量的相同标准件轮廓数据,第三次测量相对于第二次测量,标准件轮廓沿zl轴方向的偏移量h',线激光测头绕Z轴的安装误差角αx满足:
cosαx=h/h' (7)
则
αx=arccos(h/h') (8)
7.线激光测头绕X轴的安装误差角αx的计算
其特征还在于所述线激光测头绕Z轴的安装误差角αZ、绕Y轴的安装误差角αy和绕X轴的安装误差角αx,可以跟据各个角度对测量测量数据造成的误差,直接补偿到测量数据中,也可以通过机械结构进行精确调节。
实施例1
1.测量平台搭建
本实施例所选用的激光位移传感器为基恩士公司的超高速轮廓测量仪(LJ-V7060)。该测量仪,采用蓝色半导体激光,可以实现稳定和超高速测量,采样间隔可达16μs,其Z轴方向重复测量精度可达0.4μm,测量轮廓数据间隔20μm,测量的激光线长度为15mm。测量时,将轮廓测量仪测头安装在三轴数控机床上,测量的标准件固定在机床工作台,由机床控制轮廓测量仪测头的运动,对标准件的表面进行扫描。
2.标准件
以具有六边形结构单元的蜂窝芯结构为标准件,进行扫描。
3.标准件扫描
为确定线激光测头绕Z轴的安装误差角αZ、绕Y轴的安装误差角αy和绕X轴的安装误差角αx,进行规定路径扫描标准件;
线激光三次扫描标准件:
线激光第一次扫描标准件,线激光沿Y轴运动,测量标准件的轮廓数据;
线激光第二次扫描标准件,线激光沿X轴正向平移距离10mm(线激光的扫描宽度15mm),以与第一次扫描时相同的Y向路径再次扫描标准件,测量标准件的轮廓数据;
线激光第三次扫描标准件,线激光沿Z轴正向抬高距离5mm(线激光的量程16mm),以与第二次扫描时相同的Y向路径再次扫描标准件,测量标准件的轮廓数据。
扫描前,调节线激光到标准件的距离,使三次扫描时标准件都在线激光测量量程范围内。
4.线激光测头绕Z轴的安装误差角αZ的计算
如图4所示,将第二次测量的数据沿yl轴正方向和负方向依次平移i行(i=-nmax,-nmax+1,…,-1,0,1,…nmax-1,nmax),其中nmax对应移动的数据行数范围,取值应大于预估的偏移量;计算平移后两次测量重合区域测量数据的重合数据量(或重合的面积),找到最大重合数据量(或重合的面积)对应的平移行数n1;
偏移量为lz为:
lz=ny1×Δy (2)
在xlolyl平面内比较第一次和第二次测量的相同标准件轮廓数据,第二次测量相对于第一次测量,标准件轮廓沿yl轴方向的偏移量为lz,线激光测头绕Z轴的安装误差角满足:
tanαZ=lz/w (3)
则
αZ=arctan(lz/w) (4)
5.线激光测头绕Y轴的安装误差角αy的计算
如图5所示,将第二次测量的数据平移w个距离后,重复测量部分标准件的轮廓重合,计算重合的数据第二次测量相对于第一次测量的差值,ly取为所有差值的平均值。
在xlolzl平面内比较第一次和第二次测量的相同标准件轮廓数据,第二次测量相对于第一次测量,标准件轮廓沿zl轴方向的偏移量ly,线激光测头绕Y轴的安装误差角满足:
tanαy=ly/w (5)
则
αy=arctan(ly/w) (6)
6.线激光测头绕X轴的安装误差角αx的计算
如图6所示,第三次相对于第二次测量的在xlolyl平面内标准件的轮廓基本重合,计算重合的数据第三次测量相对于第二次测量的差值,h'取为所有差值的平均值。
比较第二次和第三次测量的相同标准件轮廓数据,第三次测量相对于第二次测量,标准件轮廓沿zl轴方向的偏移量h',线激光测头绕Z轴的安装误差角αx满足:
cosαx=h/h' (7)
则
αx=arccos(h/h') (8)
另外,所述线激光测头绕Z轴的安装误差角αZ、绕Y轴的安装误差角αy和绕X轴的安装误差角αx,可以跟据各个角度对测量测量数据造成的误差,直接补偿到测量数据中,也可以通过机械结构进行精确调节。
所测试的蜂窝芯表面粗糙,通过本发明的方面仍能确定出稳定的结果,验证了该方法的可靠性。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种线激光安装误差角确定方法,其中,线激光传感器安装在三轴数控机床,线激光沿机床坐标系OXYZ的Y轴或X轴做直线扫描运动,做固定步距扫描测量,其特征在于包括如下步骤:
将线激光测头安装的倾斜误差依次分解为绕Z轴旋转αZ角度,绕Y轴旋转αy角度,绕X轴旋转αx角度;
线激光测量后的数据坐标系与机床坐标系存在错位,另建立线激光测量数据坐标系为ol-xlylzl,其中xl轴和zl轴为线激光测量数据本身的坐标,xl轴为激光线方向,zl轴为测量高度值,yl轴为沿机床运动方向为线激光补充的坐标轴;
为确定线激光测头绕Z轴的安装误差角αZ、绕Y轴的安装误差角αy和绕X轴的安装误差角αx,进行规定路径扫描标准件;
基于各路径之间的位置关系和各路径扫描后标准件的偏移量分别计算出线激光测头绕Z轴的安装误差角αZ、绕Y轴的安装误差角αy和绕X轴的安装误差角αx。
2.根据权利要求1所述的线激光安装误差角确定方法,其特征还在于所述做固定步距扫描测量的实现方法为:
利用Y轴电机的编码器脉冲信号或者光栅尺脉冲信号作为线激光测量的触发信号,脉冲的间隔即为线激光测量的步距Δy。
3.根据权利要求1所述的线激光安装误差角确定方法,其特征还在于所述规定路径扫描标准件为:
线激光三次扫描标准件;
线激光第一次扫描标准件,线激光沿Y轴运动,测量标准件的轮廓数据;
线激光第二次扫描标准件,线激光沿X轴正向平移距离w,以与第一次扫描时相同的Y向路径再次扫描标准件,测量标准件的轮廓数据,其中,w小于线激光的扫描宽度w0;
线激光第三次扫描标准件,线激光沿Z轴正向抬高距离h,以与第二次扫描时相同的Y向路径再次扫描标准件,测量标准件的轮廓数据,其中,h小于线激光的量程。
4.根据权利要求3所述的线激光安装误差角确定方法,其特征还在于所述线激光第二次相对第一次扫描测头沿X轴正向平移距离w满足:
w=β×w0 (1)
β取值为0.5~0.75;
两次测量的数据中沿X轴方向各有(1-β)w0宽度范围内的测量数据,对应相同的标准件轮廓。
5.根据权利要求3所述的线激光安装误差角确定方法,其特征还在于所述线激光第三次相对第二次扫描测头沿Z轴正向抬高距离h满足:
h小于线激光的量程;
扫描前,调节线激光到标准件的距离,使三次扫描时标准件都在线激光测量量程范围内。
6.根据权利要求1所述的线激光安装误差角确定方法,其特征还在于所述用于校准的标准件为:
所需要的标准件为非连续结构件,其实体形状不受限于固定的形状,从一条直线或曲线的简单结构到周期性排布的复杂结构都满足要求;只需满足在不同方位测量的时候,很容易分辨出相同部位的数据。
7.根据权利要求1~6任一项所述的线激光安装误差角确定方法,其特征还在于所述计算线激光测头绕Z轴的安装误差角αZ的具体过程为:
在xlolyl平面内比较第一次和第二次测量的相同标准件轮廓数据,第二次测量相对于第一次测量,标准件轮廓沿yl轴方向的偏移量为lz,线激光测头绕Z轴的安装误差角满足:
tanαZ=lz/w (3)
则
αZ=arctan(lz/w) (4)
其中lz确定的具体过程为:
将第二次测量的数据沿yl轴正方向和负方向依次平移i行(i=-nmax,-nmax+1,…,-1,0,1,…nmax-1,nmax),其中nmax对应移动的数据行数范围,取值应大于预估的偏移量;计算平移后两次测量重合区域测量数据的重合数据量或重合的面积,找到最大重合数据量或重合的面积对应的平移行数n1;
偏移量为lz为:
lz=n1×Δy (2)。
8.根据权利要求1~6任一项所述的线激光安装误差角确定方法,其特征还在于所述计算线激光测头绕Y轴的安装误差角αy的具体过程为:
在xlolzl平面内比较第一次和第二次测量的相同标准件轮廓数据,第二次测量相对于第一次测量,标准件轮廓沿zl轴方向的偏移量ly,线激光测头绕Y轴的安装误差角满足:
tanαy=ly/w (5)
则
αy=arctan(ly/w) (6)
其中ly确定的具体过程为:
将第二次测量的数据平移w个距离后,重复测量部分标准件的轮廓重合,计算重合的数据第二次测量相对于第一次测量的差值,ly取为所有差值的平均值。
9.根据权利要求1~6任一项所述的线激光安装误差角确定方法,其特征还在于所述计算线激光测头绕X轴的安装误差角αx的具体过程为:
比较第二次和第三次测量的相同标准件轮廓数据,第三次测量相对于第二次测量,标准件轮廓沿zl轴方向的偏移量h',线激光测头绕Z轴的安装误差角αx满足:
cosαx=h/h' (7)
则
αx=arccos(h/h') (8)
其中h'确定的具体过程为:
第三次相对于第二次测量的在xlolyl平面内标准件的轮廓基本重合,计算重合的数据第三次测量相对于第二次测量的差值,h'取为所有差值的平均值。
10.根据权利要求1所述的线激光安装误差角确定方法,其特征还在于所述线激光测头绕Z轴的安装误差角αZ、绕Y轴的安装误差角αy和绕X轴的安装误差角αx,可以跟据各个角度对测量数据造成的误差,直接补偿到测量数据中,也可以通过机械结构进行精确调节。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910829120.5A CN110530296B (zh) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | 一种线激光安装误差角确定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910829120.5A CN110530296B (zh) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | 一种线激光安装误差角确定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110530296A true CN110530296A (zh) | 2019-12-03 |
CN110530296B CN110530296B (zh) | 2021-03-19 |
Family
ID=68666687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910829120.5A Active CN110530296B (zh) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | 一种线激光安装误差角确定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110530296B (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111578866A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-08-25 | 大连理工大学 | 一种多线激光传感器组合测量的空间位姿标定方法 |
CN111928776A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-13 | 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 | 基于多传感器的数控机床非接触式在线测量系统与方法 |
CN113465531A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-10-01 | 合肥富煌君达高科信息技术有限公司 | 一种3d轮廓测量仪安装调试方法及装置 |
CN114088009A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-02-25 | 西安交通大学 | 离轴非球面检测用线激光传感器位姿误差标定方法及系统 |
CN114396873A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-26 | 郑州大学 | 梯形钢丝几何尺寸测量方法及装置 |
CN114918526A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-08-19 | 航天工程装备(苏州)有限公司 | 一种基于线激光扫描的数控机床焊接轨迹修正系统及方法 |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5864956A (en) * | 1996-11-22 | 1999-02-02 | Dong; Dawei | Level line and limb line combination |
EP1195615A2 (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-10 | Kabushiki Kaisha TOPCON | Position determining system |
CN1846148A (zh) * | 2003-09-05 | 2006-10-11 | Faro科技有限公司 | 自补偿激光跟踪器 |
US20070050089A1 (en) * | 2005-09-01 | 2007-03-01 | Yunquan Sun | Method for detecting the position and orientation of holes using robotic vision system |
CN104422399A (zh) * | 2013-08-22 | 2015-03-18 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 测量仪器线激光测头校准系统及方法 |
CN104567733A (zh) * | 2013-10-16 | 2015-04-29 | 北京航天计量测试技术研究所 | 激光小角度测量装置零位调整装置及方法 |
EP1722192B1 (de) * | 2005-05-12 | 2016-06-15 | HILTI Aktiengesellschaft | Handhabbares Flächenkoordinatenmessgerät |
CN107741198A (zh) * | 2017-09-25 | 2018-02-27 | 北京华睿盛德科技有限公司 | 一种基于四轴光学扫描系统转台标定的方法 |
CN108507466A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-09-07 | 大连理工大学 | 采用二维线激光扫描仪获取三维精确数据的方法 |
CN108917698A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-11-30 | 四川九洲电器集团有限责任公司 | 一种方位角计算方法 |
CN109029293A (zh) * | 2018-10-19 | 2018-12-18 | 西安交通大学 | 一种叶片面型检测中的线扫描测头位姿误差标定方法 |
CN109520446A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-03-26 | 中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所 | 一种高速回转轴系动态倾角误差的测量方法 |
CN109751992A (zh) * | 2017-11-03 | 2019-05-14 | 北京凌宇智控科技有限公司 | 面向室内三维空间的定位校正方法、定位方法及其设备 |
CN110186372A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-08-30 | 上海交通大学 | 三坐标测量机上的点激光测头光束方向标定方法 |
-
2019
- 2019-09-03 CN CN201910829120.5A patent/CN110530296B/zh active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5864956A (en) * | 1996-11-22 | 1999-02-02 | Dong; Dawei | Level line and limb line combination |
EP1195615A2 (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-10 | Kabushiki Kaisha TOPCON | Position determining system |
CN1846148A (zh) * | 2003-09-05 | 2006-10-11 | Faro科技有限公司 | 自补偿激光跟踪器 |
EP1722192B1 (de) * | 2005-05-12 | 2016-06-15 | HILTI Aktiengesellschaft | Handhabbares Flächenkoordinatenmessgerät |
US20070050089A1 (en) * | 2005-09-01 | 2007-03-01 | Yunquan Sun | Method for detecting the position and orientation of holes using robotic vision system |
CN104422399A (zh) * | 2013-08-22 | 2015-03-18 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 测量仪器线激光测头校准系统及方法 |
CN104567733A (zh) * | 2013-10-16 | 2015-04-29 | 北京航天计量测试技术研究所 | 激光小角度测量装置零位调整装置及方法 |
CN107741198A (zh) * | 2017-09-25 | 2018-02-27 | 北京华睿盛德科技有限公司 | 一种基于四轴光学扫描系统转台标定的方法 |
CN109751992A (zh) * | 2017-11-03 | 2019-05-14 | 北京凌宇智控科技有限公司 | 面向室内三维空间的定位校正方法、定位方法及其设备 |
CN108507466A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-09-07 | 大连理工大学 | 采用二维线激光扫描仪获取三维精确数据的方法 |
CN108917698A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-11-30 | 四川九洲电器集团有限责任公司 | 一种方位角计算方法 |
CN109029293A (zh) * | 2018-10-19 | 2018-12-18 | 西安交通大学 | 一种叶片面型检测中的线扫描测头位姿误差标定方法 |
CN109520446A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-03-26 | 中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所 | 一种高速回转轴系动态倾角误差的测量方法 |
CN110186372A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-08-30 | 上海交通大学 | 三坐标测量机上的点激光测头光束方向标定方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
JIAN-XIONG CHENA,等: "《An on-machine error calibration method for a laser micromachining tool》", 《PRECISION ENGINEERING》 * |
YAN QIN,等: "《Burr removal from measurement data of honeycomb core surface based on dimensionality reduction and regression analysis》", 《MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY》 * |
林剑锋,等: "《五轴数控机床旋转轴误差辨识方法研究进展》", 《机床与液压》 * |
田祥瑞,等: "《车载LiDAR扫描系统安置误差角检校》", 《红外与激光工程》 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111578866A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-08-25 | 大连理工大学 | 一种多线激光传感器组合测量的空间位姿标定方法 |
CN111928776A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-13 | 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 | 基于多传感器的数控机床非接触式在线测量系统与方法 |
CN113465531A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-10-01 | 合肥富煌君达高科信息技术有限公司 | 一种3d轮廓测量仪安装调试方法及装置 |
CN113465531B (zh) * | 2021-05-31 | 2023-04-07 | 合肥中科君达视界技术股份有限公司 | 一种3d轮廓测量仪安装调试方法及装置 |
CN114088009A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-02-25 | 西安交通大学 | 离轴非球面检测用线激光传感器位姿误差标定方法及系统 |
CN114088009B (zh) * | 2021-11-15 | 2022-08-09 | 西安交通大学 | 离轴非球面检测用线激光传感器位姿误差标定方法及系统 |
CN114396873A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-26 | 郑州大学 | 梯形钢丝几何尺寸测量方法及装置 |
CN114918526A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-08-19 | 航天工程装备(苏州)有限公司 | 一种基于线激光扫描的数控机床焊接轨迹修正系统及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110530296B (zh) | 2021-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110530296B (zh) | 一种线激光安装误差角确定方法 | |
CN111735390B (zh) | 一种用于线激光传感器的标定块及手眼标定方法 | |
CN105404238B (zh) | 一种在机激光测量中测头位姿的线性化标定方法 | |
CN110487210B (zh) | 蜂窝芯表面轮廓测量方法 | |
CN101334270B (zh) | 激光线扫描测头几何变换标定与曲面插值修正方法及装置 | |
CN111578866A (zh) | 一种多线激光传感器组合测量的空间位姿标定方法 | |
CN108151660B (zh) | 一种飞机部件对接间隙和阶差的测量装备、方法及系统 | |
CN106197262A (zh) | 一种矩形工件位置和角度测量方法 | |
CN107588742A (zh) | 一种基于线结构光的圆柱齿轮齿廓偏差测量方法 | |
CN108507466A (zh) | 采用二维线激光扫描仪获取三维精确数据的方法 | |
CN103363923A (zh) | 一种激光视觉测距的非接触式齿轮齿向测量方法 | |
CN101419044B (zh) | 微纳米级三维测量“331”系统及其测量方法 | |
CN106989670B (zh) | 一种机器人协同的非接触式高精度大型工件跟踪测量方法 | |
CN107990856B (zh) | 一种超量程工件的空间位置误差检测方法 | |
CN112648938A (zh) | 一种大尺寸平板类模具空间姿态的分布式精密测量装置及方法 | |
CN108801193B (zh) | 一种基于误差与变异规律的三坐标测量机误差测量方法 | |
CN216846033U (zh) | 基于深矢高工件的内壁测量系统 | |
CN106392773B (zh) | 一种五轴联动机床主轴头姿态角测量装置及测量方法 | |
CN112665477B (zh) | 用于测试端拾器平面定位精度的检具及方法 | |
CN113290330B (zh) | 一种六轴五联动机床的激光加工头空间位置标定方法 | |
CN107560563B (zh) | 一种线激光三维测量装置标定及误差补偿方法 | |
JP2001157951A (ja) | 逐次2点法による形状精度測定装置および逐次2点法による形状精度測定用レーザ変位計間隔測定方法 | |
CN110640546B (zh) | 用于大型齿轮在机旁置测量的被测齿轮回转轴线测定方法 | |
CN110458894B (zh) | 一种测量机的相机与接触式测头的标定方法 | |
CN110645935A (zh) | 数控回转轴集成位移传感器安装偏置的精确校准方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |