CN111649671A - 一种多轴视觉测量系统及俯仰台回转轴线位置的标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于视觉测量技术领域，特别涉及一种多轴视觉测量系统及俯仰台回转轴线位置的标定方法。所述测量系统包括底座、俯仰台、工业成像装置、三维直线运动机构和标定块；所述三维直线运动机构安装在所述底座，所述工业成像装置安装在所述三维直线运动机构上，通过三维直线运动机构可实现工业成像装置在立体环境中进行位移；所述俯仰台安装在所述底座上，所述标定块设置在所述俯仰台上。本发明可以准确标定出俯仰台回转轴线的原点在多轴视觉测量系统的机器坐标系中的空间坐标。确定出俯仰台回转轴线的位置，有助于提高复杂形状零件的测量精度和测量效率，具有很大的实际应用价值。

Description

一种多轴视觉测量系统及俯仰台回转轴线位置的标定方法

技术领域

本发明属于视觉测量技术领域，特别涉及一种多轴视觉测量系统及俯仰台回转轴线位置的标定方法。

背景技术

近年来，随着设计与制造技术的飞速发展，越来越多的工业产品和机械零件(以下简称产品)等具有了复杂的结构、外形与型面特征，在提高产品的使用性能和用户体验的同时，也增加产品加工和检测的难度。为了确保产品的加工质量，并且满足其质量控制要求，对其进行精确而高效的测量就成为了制造过程中的一个必要环节，而且测量的精度和效率直接决定着制造的精度和效率。

当前，对产品进行高精度、高效率和高一致性的测量，已经成为工业领域的迫切需求。不同的产品均具有较为复杂的结构、外形与型面特征。虽然产品的用途各异，但大多都是工业设备或机械装备中的关键组成部分，发挥着不可替代的作用，因而对其几何尺寸参数的检测和控制都有着极其严格的要求。产品的形位误差和制造精度会对其装配和运行性能产生重要影响，不仅会影响到接触表面的配合性质，还会影响到整机性能和使用寿命等。目前，对于此类产品和零件的形位误差和制造精度的检测，通常采用传统的三坐标测量机来实现，虽然能够达到很高的检测精度，但由于采用了接触式的测量方式，效率低下且需要人工干预，无法满足批量生产和检测需求。近年来，随着测量技术及其它相关学科的发展，视觉测量作为一种非接触式的测量手段和方法，可以解决传统测量手段难以或无法解决的多种问题，视觉测量技术已经广泛应用于现代工业的各个领域。

视觉测量是将计算机视觉或机器视觉技术应用于几何尺寸的测量和定位，将图像作为获取信息的手段，不仅具有非接触式测量技术的效率高、适应性强、可靠性高以及信息丰富等优点，还具有成本低廉、操作简便、机动灵活、实时性强等独特优点，因而被广泛应用于工业现场，现已成为工业现场测量领域研究的重要内容。另一方面，三坐标测量系统具有移动范围大、定位精确、通用性强等优点，可以作为视觉测量装置的移动载体，通过三个相互垂直的直线坐标轴来实现视觉测量装置的运动轨迹的确定。因此，可以采用视觉测量装置来替换原有的接触式探头，将视觉测量技术与传统的三坐标测量技术结合在一起，完成产品测量数据的获取。

但是，针对此类产品和零件的结构特点，单一方位的视觉测量装置只能完成产品某一部分测量数据的获取，而要获取全部的测量数据，有时还需要在三坐标测量系统的基础上增加一个俯仰运动轴(第四轴)，即俯仰台，由此构建出多轴视觉测量系统。通过俯仰台的配合来实现被测物体的不同方位的测量，以获得完整的测量数据，并提高测量效率。

在实际应用中，将被测物体固定在俯仰台上，通过旋转俯仰台，调整被测物体的姿态，从而获取到被测物体不同姿态下的测量数据，最终可以拼接出被测零件的全部测量数据。在这个过程中，必须要标定出俯仰台的回转轴线在三坐标测量系统的机器坐标系中的空间位置，即确定出俯仰台轴线的原点位置，由此才可以实现后续的数据转换与拼接。

目前，对于多轴视觉测量系统中的俯仰台轴线位置的标定问题，尚无有效且可靠的解决方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种多轴视觉测量系统，所述测量系统包括底座、俯仰台、工业成像装置、三维直线运动机构和标定块；

所述三维直线运动机构安装在所述底座，所述工业成像装置安装在所述三维直线运动机构上，通过三维直线运动机构可实现工业成像装置在立体环境中进行位移；

所述俯仰台安装在所述底座上，所述标定块设置在所述俯仰台上。

进一步的，所述三维直线运动机构包括X轴方向直线运动机构、Y轴方向直线运动机构和Z轴方向直线运动机构；

所述X轴方向直线运动机构滑动安装在所述底座上，所述Y轴方向直线运动机构滑动安装在X轴方向直线运动机构上，所述Z轴方向直线运动机构滑动安装在Y轴方向直线运动机构上。

进一步的，所述X轴方向直线运动机构、Y轴方向直线运动机构和Z轴方向直线运动机构上均配备有气浮导轨和光栅尺。

进一步的，所述工业成像装置安装在Z轴方向直线运动机构的一端，所述工业成像装置通过三维直线运动机构可在X轴方向和/或Y轴方向和/或Z轴方向上移动；

所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向分别与所述测量系统的机器坐标系O-XYZ的X坐标轴、Y坐标轴和Z坐标轴平行；

所述测量系统的机器坐标系O-XYZ为空间直角坐标系。

进一步的，所述俯仰台包括台体、安装座，所述台体通过两个相互对称转轴安装在安装座上，并且所述转轴的转动角度为-90°～+90°；

所述转轴的中心轴线与俯仰台的回转轴线重合。

进一步的，所述俯仰台内置圆光栅尺。

本发明还提供了一种多轴视觉测量系统中俯仰台回转轴线位置的标定方法，所述标定方法包括：

将俯仰台调整为第一状态，获取工业成像装置在机器坐标系O-XYZ中的第一坐标；

将俯仰台调整为第二状态，获取工业成像装置在机器坐标系O-XYZ中的第二坐标；

根据第一坐标和第二坐标计算得到俯仰台回转轴线位置坐标。

进一步的，所述将俯仰台调整为第一状态包括：

将俯仰台的台面调整为水平面，将所述标定块放置在所述台面上；

使标定块的厚度所在的方向与测量系统的机器坐标系O-XYZ中X坐标轴方向平行，标定块的高度所在的方向与测量系统的机器坐标系O-XYZ中Z坐标轴方向平行；

将调整好位置的标定块固定在台面上；

通过三维直线运动机构带动工业成像装置运动，使标定块的测试边缘位于工业成像装置的视场中心。

进一步的，所述将俯仰台调整为第二状态包括：

将俯仰台的台面调整为竖直面；

通过三维直线运动机构带动工业成像装置运动，使标定块的测试边缘位于工业成像装置的视场中心。

进一步的，通过下列公式计算得到所述俯仰台回转轴线位置坐标：

其中，X₀表示摇摆台回转轴线的X轴坐标值；Z₀表示摇摆台回转轴线的Z轴坐标值；X₁表示摇摆台在第一状态时，工业成像装置的X轴坐标值，该坐标值为三维直线运动机构中X轴方向直线运动机构上的光栅尺读数；Z₁表示摇摆台在第一状态时，工业成像装置的Z轴坐标值，该坐标值为三维直线运动机构中Z轴方向直线运动机构上的光栅尺读数；X₂表示摇摆台在第二状态时，工业成像装置的X轴坐标值，该坐标值为三维直线运动机构中X轴方向直线运动机构上的光栅尺读数；Z₂表示摇摆台在第二状态时，工业成像装置的Z轴坐标值，该坐标值为三维直线运动机构中Z轴方向直线运动机构上的光栅尺读数；

所述俯仰台回转轴线的Y轴坐标值y₀为三维直线运动机构中Y轴方向直线运动机构上的光栅尺的中间刻读数。

本发明可以准确标定出俯仰台回转轴线的原点在多轴视觉测量系统的机器坐标系中的空间坐标。确定出俯仰台回转轴线的位置，有助于提高复杂形状零件的测量精度和测量效率，具有很大的实际应用价值。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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示出了根据本发明实施例的多轴视觉测量系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的俯仰台的结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例的俯仰台转动至0°位置时的侧视图；

图4示出了根据本发明实施例的俯仰台转动至-90°位置时的侧视图；

图5示出了根据本发明实施例的俯仰台回转轴线位置的计算示意图；

图6示出了根据本发明实施例的俯仰台转动至0°位置，标定块上测试边缘在工业成像装置的视场中心时的图像；

图7示出了根据本发明实施例的俯仰台转动至-90°位置，标定块上测试边缘在工业成像装置的视场中心时的图像。

图中：1底座、2俯仰台、3工业成像装置、4三维直线运动机构、5标定块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种多轴视觉测量系统，示例性的，如图1所示，所述测量系统包括底座1、俯仰台2、工业成像装置3和三维直线运动机构4，所述三维直线运动机构4安装在所述底座1。

优选的，所述底座1可采用具有良好热稳定性的材料，例如，大理石或天然花岗岩。底座1能够承受一定的外部冲击和干扰，并且所述底座1的表面经过网格法检验后，其表面平整度到达00级标准。

所述三维直线运动机构4包括三个直线运动机构，分别为X轴方向直线运动机构、Y轴方向直线运动机构和Z轴方向直线运动机构；所述X轴方向直线运动机构滑动安装在所述底座1上，所述Y轴方向直线运动机构滑动安装在X轴方向直线运动机构上，所述Z轴方向直线运动机构滑动安装在Y轴方向直线运动机构上。

具体的，所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向分别相互垂直，示例性的，如图1所示，所述X轴方向直线运动机构和Y轴方向直线运动机构实现了三维直线运动机构4在水平面方向上的移动，Z轴方向直线运动机构实现了三维直线运动机构4在竖直方向上的移动。

具体的，所述X轴方向直线运动机构、Y轴方向直线运动机构和Z轴方向直线运动机构上均配备有气浮导轨和高精度光栅尺。例如，所述X轴方向直线运动机构滑动安装在所述底座1的气浮导轨上，所述Y轴方向直线运动机构滑动安装在X轴方向直线运动机构的气浮导轨上，所述Z轴方向直线运动机构滑动安装在Y轴方向直线运动机构的气浮导轨上。每个气浮导轨的一侧对应设置有高精度光栅尺，每组高精度光栅尺与其对应的气浮导轨平行且对齐。确保了三维直线运动机构4在各方向上运动的平稳性和位移精度。

进一步的，所述工业成像装置3安装在所述三维直线运动机构4上，通过三维直线运动机构4可实现工业成像装置3在立体环境中位移。

示例性的，所述工业成像装置3安装在Z轴方向直线运动机构的一端。通过Z轴方向直线运动机构，可控制工业成像装置3在Z轴方向上的移动；通过Y轴方向直线运动机构，可控制Z轴方向直线运动机构和工业成像装置3在Y轴方向上的移动；通过X轴方向直线运动机构，可控制Y轴方向直线运动机构、Z轴方向直线运动机构和工业成像装置3在X轴方向上的移动。通过三维直线运动机构4可控制工业成像装置3进行空间移动和位置变换，确保工业成像装置3到达正确的测量方位，并且使得轴视觉测量系统适应于不同形状和大小的被测物体的测量需求，从而使整个测量系统具有较大的柔性和灵活性。

进一步的，所述工业成像装置3的成像光轴方向与所述三维直线运动机构4的X轴方向平行。所述俯仰台2固定安装在所述底座1，并且所述俯仰台2位于三维直线运动机构4的Y轴行程的中间位置。即所述俯仰台2在Y轴方向直线运动机构上的垂直投影，位于Y轴方向直线运动机构上的气浮导轨的中间位置。

所述俯仰台2包括台体、安装座，所述台体通过两个相互对称转轴安装在安装座上，并且所述转轴的转动角度为-90°～+90°之间，即所述俯仰台2的回转运动的角度范围-90°～+90°；所述安装座安装在底座1上。所述转轴的中心轴线与俯仰台2的回转轴线B重合。示例性的，所述台体可选为但不限于板状，且台体的台面可选为但不限于正六边形；所述俯仰台2的回转轴线B贯穿所述台体，且可作为所述台体的一条对称轴。

具体的，所述俯仰台2内置高精度的圆光栅尺，通过所述圆光栅尺可控制俯仰台2的台体转动到设定的角度位置，并且所述台体的台面平整光滑，确保台面平面度不会影响对回转轴线B位置的标定结果。

具体的，所述测量系统的机器坐标系O-XYZ为空间直角坐标系，其X坐标轴、Y坐标轴和Z坐标轴的方向分别与所述三维直线运动机构4的三个运动方向相同，而原点O则位于各个运动方向的回零位置。所述俯仰台2的回转轴线B与所述测量系统的机器坐标系O-XYZ中的Y坐标轴平行。即确定俯仰台2的回转轴线B在机器坐标系O-XYZ中的单位方向向量为(0,1,0)。

进一步的，所述测量系统还包括标定块5，所述标定块5设置在所述俯仰台2的台面上。具体的，所述标定块5为长方体，可采用硬质合金钢制成，所述标定块5具有良好的形状精度、尺寸精度和表面质量；所述标定块5的各表面均光滑平整，各表面的粗糙度Ra值≤0.925μm，表面平整度达到00级标准。

通过俯仰台的配合实现了对被测物体的不同方位的测量，以获得完整的测量数据，并提高测量效率。

在利用上述多轴视觉测量系统对被测物体进行测量时，需要将被测物体放置在所述俯仰台2的台体上，转动俯仰台2台体，从而实现从不同角度对被测物体进行测量。在测量被测物体前，需要标定俯仰台2的回转轴线B在多轴视觉测量系统中的位置。所述俯仰台回转轴线B在测量系统中的位置，可通过俯仰台的回转中心O_R在所述测量系统的机器坐标系O-XYZ中的三维空间坐标(X₀，Y₀，Z₀)进行表征，如图2所示，回转中心O_R为回转轴线B的中心点。

在上述多轴视觉测量系统的基础上，本发明还提供了一种多轴视觉测量系统中俯仰台回转轴线位置的标定方法。所述标定方法包括如下步骤：

步骤一：将俯仰台2转动至0°位置，即俯仰台2的台面位于水平面；将所述标定块5放置在所述台面上，并借助于千分表或者电感测微仪对标定块5的位置进行机械调整，如图2所示，使标定块5的厚度L所在的方向与所述测量系统的机器坐标系O-XYZ中X坐标轴方向平行，高度H所在的方向与所述测量系统的机器坐标系O-XYZ中Z坐标轴方向平行；将调整好位置的标定块5固定在台面上。

步骤二：通过三维直线运动机构4带动工业成像装置3运动，使工业成像装置3对焦于此时标定块5上垂直于机器坐标系O-XYZ中X坐标轴的一面；通过三维直线运动机构4带动工业成像装置3运动，使标定块5的上侧边缘出现在工业成像装置3的视场中，并进一步精确调整工业成像装置3在Z轴方向上的运动和位置，直到标定块5的上侧边缘处于工业成像装置3的视场中心，将该边缘定义为测试边缘；采集此时测试边缘在视场中的图像，并记录此时工业成像装置3的X、Z两个直线轴的光栅尺读数分别为X₁、Z₁，如图3所示，计算距离D₁和D₂，D₁＝X₁-X₀，D₂＝Z₁-Z₀。

具体的，如图5所示，俯仰台2转动至0°位置，并且标定块5的上侧边缘处于工业成像装置3的视场中心时，所述工业成像装置3在机器坐标系O-XYZ中的坐标为(X₁，Y₁，Z₁)，且该坐标值通过三维直线运动机构4上的光栅尺读取得到；所述回转中心O_R在机器坐标系O-XYZ中的坐标为(X₀，Y₀，Z₀)；距离D₁是指当前状态下，回转中心O_R与标定块5在水平方向上的最小距离；距离D₂是指当前状态下，回转中心O_R与标定块5在竖直方向上的最大距离。

如图6所示，图6示出了俯仰台2转动至0°位置时，测试边缘处于工业成像装置的视场中心时的图像。

步骤三：将俯仰台2转动至-90°位置，即俯仰台2的台面处于竖直方向，且所述标定块5位于俯仰台2上靠近所述工业成像装置3的一侧；通过三维直线运动机构4带动工业成像装置3对焦于此时标定块5上垂直于机器坐标系O-XYZ中X坐标轴的一面；通过三维直线运动机构4带动工业成像装置3运动，使步骤二中的测试边缘出现在工业成像装置3的视场中，并进一步精确调整工业成像装置3在Z轴方向上的运动和位置，直到标定块5的测试边缘处于工业成像装置3的视场中心，采集此时测试边缘在视场中的图像，并记录此时工业成像装置3的X、Z两个直线轴的光栅尺读数分别为X₂、Z₂，如图4所示，计算距离D₃和D₄，D₃＝X₀-X₂，D4＝Z₂-Z₀。

具体的，如图5所示，俯仰台2转动至-90°位置，并且标定块5的测试边缘处于工业成像装置3的视场中心时，所述工业成像装置3在机器坐标系O-XYZ中的坐标为(X₂，Y₂，Z₂)，且该坐标值通过三维直线运动机构4上的光栅尺读取得到；所述回转中心O_R在机器坐标系O-XYZ中的坐标为(X₀，Y₀，Z₀)；距离D₃是指当前状态下，回转中心O_R与标定块5在水平方向上的最大距离；距离D₄是指当前状态下，回转中心O_R与标定块5在竖直方向上的最小距离。

如图7所示，图7示出了俯仰台2转动至-90°位置时，测试边缘处于工业成像装置的视场中心时的图像。

步骤四：根据所述俯仰台2与标定块5的结构特征及相互位置关系，存在距离约束关系D₁＝D₄且D₂＝D₃，因而通过进一步解算即可得到俯仰台2的回转中心O_R在所述测量系统的机器坐标系O-XYZ中的三维空间坐标(X₀,Y₀,Z₀)中的X₀坐标和Z₀坐标。

具体的，所述X₀坐标和Z₀坐标的计算公式为：

其中，X₀表示摇摆台回转轴线的X轴坐标值；Z₀表示摇摆台回转轴线的Z轴坐标值；X₁表示摇摆台在第一状态时，工业成像装置的X轴坐标值，该坐标值为三维直线运动机构中X轴方向直线运动机构上的光栅尺读数；Z₁表示摇摆台在第一状态时，工业成像装置的Z轴坐标值，该坐标值为三维直线运动机构中Z轴方向直线运动机构上的光栅尺读数；X₂表示摇摆台在第二状态时，工业成像装置的X轴坐标值，该坐标值为三维直线运动机构中X轴方向直线运动机构上的光栅尺读数；Z₂表示摇摆台在第二状态时，工业成像装置的Z轴坐标值，该坐标值为三维直线运动机构中Z轴方向直线运动机构上的光栅尺读数。

步骤五：根据需要确定俯仰台2的回转中心O_R的Y₀坐标，例如可以将三维直线运动机构4的Y轴行程中点取作Y₀的值，即将三维直线运动机构中Y轴方向直线运动机构上的光栅尺的中间刻读数取作Y₀的值。从而完成了俯仰台2回转中心O_R的位置标定，即可完成对俯仰台2的回转轴线B位置的标定。

本发明可以准确标定出俯仰台回转轴线的原点在多轴视觉测量系统的机器坐标系中的空间坐标。确定出俯仰台回转轴线的位置，有助于提高复杂形状零件的测量精度和测量效率，具有很大的实际应用价值。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多轴视觉测量系统，其特征在于，所述测量系统包括底座(1)、俯仰台(2)、工业成像装置(3)、三维直线运动机构(4)和标定块(5)；

所述三维直线运动机构(4)安装在所述底座(1)上，所述工业成像装置(3)安装在所述三维直线运动机构(4)上，通过三维直线运动机构(4)可实现工业成像装置(3)在立体环境中进行位移；

所述俯仰台(2)安装在所述底座(1)上，所述标定块(5)设置在所述俯仰台(2)上。

2.根据权利要求1所述的多轴视觉测量系统，其特征在于，所述三维直线运动机构(4)包括X轴方向直线运动机构、Y轴方向直线运动机构和Z轴方向直线运动机构；

所述X轴方向直线运动机构滑动安装在所述底座(1)上，所述Y轴方向直线运动机构滑动安装在X轴方向直线运动机构上，所述Z轴方向直线运动机构滑动安装在Y轴方向直线运动机构上。

3.根据权利要求2所述的多轴视觉测量系统，其特征在于，所述X轴方向直线运动机构、Y轴方向直线运动机构和Z轴方向直线运动机构上均配备有气浮导轨和光栅尺。

4.根据权利要求2或3所述的多轴视觉测量系统，其特征在于，所述工业成像装置(3)安装在Z轴方向直线运动机构的一端，所述工业成像装置(3)通过三维直线运动机构(4)可在X轴方向和/或Y轴方向和/或Z轴方向上移动；

所述X轴方向、Y轴方向和Z轴方向分别与所述测量系统的机器坐标系O-XYZ的X坐标轴、Y坐标轴和Z坐标轴平行；

所述测量系统的机器坐标系O-XYZ为空间直角坐标系。

5.根据权利要求1所述的多轴视觉测量系统，其特征在于，所述俯仰台(2)包括台体、安装座，所述台体通过两个相互对称转轴安装在安装座上，并且所述转轴的转动角度为-90°～+90°；

所述转轴的中心轴线与俯仰台(2)的回转轴线重合。

6.根据权利要求5所述的多轴视觉测量系统，其特征在于，所述俯仰台(2)内置圆光栅尺。

7.一种多轴视觉测量系统中俯仰台回转轴线位置的标定方法，其特征在于，所述标定方法包括：

将俯仰台调整为第一状态，获取工业成像装置在机器坐标系O-XYZ中的第一坐标；

将俯仰台调整为第二状态，获取工业成像装置在机器坐标系O-XYZ中的第二坐标；

根据第一坐标和第二坐标计算得到俯仰台回转轴线位置坐标。

8.根据权利要求7所述的俯仰台回转轴线位置的标定方法，其特征在于，所述将俯仰台调整为第一状态包括：

将俯仰台的台面调整为水平面，将所述标定块放置在所述台面上；

使标定块的厚度所在的方向与测量系统的机器坐标系O-XYZ中X坐标轴方向平行，标定块的高度所在的方向与测量系统的机器坐标系O-XYZ中Z坐标轴方向平行；

将调整好位置的标定块固定在台面上；

通过三维直线运动机构带动工业成像装置运动，使标定块的测试边缘位于工业成像装置的视场中心。

9.根据权利要求8所述的俯仰台回转轴线位置的标定方法，其特征在于，所述将俯仰台调整为第二状态包括：

将俯仰台的台面调整为竖直面；

通过三维直线运动机构带动工业成像装置运动，使标定块的测试边缘位于工业成像装置的视场中心。

10.根据权利要求7-9中任一所述的俯仰台回转轴线位置的标定方法，其特征在于，通过下列公式计算得到所述俯仰台回转轴线位置坐标：

其中，X₀表示摇摆台回转轴线的X轴坐标值；Z₀表示摇摆台回转轴线的Z轴坐标值；X₁表示摇摆台在第一状态时，工业成像装置的X轴坐标值，该坐标值为三维直线运动机构中X轴方向直线运动机构上的光栅尺读数；Z₁表示摇摆台在第一状态时，工业成像装置的Z轴坐标值，该坐标值为三维直线运动机构中Z轴方向直线运动机构上的光栅尺读数；X₂表示摇摆台在第二状态时，工业成像装置的X轴坐标值，该坐标值为三维直线运动机构中X轴方向直线运动机构上的光栅尺读数；Z₂表示摇摆台在第二状态时，工业成像装置的Z轴坐标值，该坐标值为三维直线运动机构中Z轴方向直线运动机构上的光栅尺读数；

所述俯仰台回转轴线的Y轴坐标值y₀为三维直线运动机构中Y轴方向直线运动机构上的光栅尺的中间刻读数。

Images