CN112461177A - 一种点激光测头在机标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于在机测量技术领域，特别涉及一种点激光测头在机标定方法。所述标定方法包括：S1、将点激光测头安装在机床主轴上，在机床工作台上放置一个方形工件，记录所述方形工件上的基准面在机床上的Z向坐标值，记为第一Z向坐标值；S2、将点激光测头调整为工作位姿，控制点激光测头的激光束照射到所述基准面上，使点激光测头的读数为第一中间值，记录此时主轴在机床上的Z向坐标值，记为第二Z向坐标值。发明提出的点激光测头在机标定方法实现了点激光测头的在机标定，操作简便，结果可靠。

Description

一种点激光测头在机标定方法
技术领域
本发明属于在机测量技术领域，特别涉及一种点激光测头在机标定方法。
背景技术
与接触式测量相比，非接触测量具备与工件无接触、无测针球头半径补偿、无接近回退动作等优势，非常适合复杂曲面类零件的测量。点激光测头作为一种非接触测量设备，在坐标测量领域已得到了一定范围的应用。
点激光测头通过特定的装置接口与机床刀柄连接在一起，再通过机床刀柄安装在机床主轴上，在数控系统控制下，机床各轴运动使点激光测头相对于工件发生空间运动，可实现点激光测头对工件的非接触在机测量。
点激光测头用于在机测量，以其读数为量程中间值时主轴端面到激光束点的距离视为其长度，要实现在机测量编程自动化控制，必须获取点激光测头的长度，此长度无法直接进行测量。理论设计要求点激光测头安装在机床主轴上，激光束与机床主轴同轴同心，实际由于点激光测头安装误差、机械加工误差等原因导致激光束与机床主轴不同轴同心，要实现在机测量结果的修正，需要获得点激光测头的光束空间矢量和点激光测头在X、Y轴方向的偏心。
目前现有技术中还没有一种能够在在机状态下对点激光测头位置进行精确标定的方法。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种点激光测头在机标定方法，所述标定方法包括：
S1、将点激光测头安装在机床主轴上，在机床工作台上放置一个方形工件，记录所述方形工件上的基准面在机床上的Z向坐标值，记为第一Z向坐标值；
S2、将点激光测头调整为工作位姿，控制点激光测头的激光束照射到所述基准面上，使点激光测头的读数为第一中间值，记录此时主轴在机床上的Z向坐标值，记为第二Z向坐标值；
S3、根据第一Z向坐标值和第二Z向坐标值，计算得到点激光测头长度；
S4、取下方形工件，在机床工作台上固定一个标准球；通过机床主轴调整点激光测头位置，控制点激光测头的激光束照射在标准球的顶点处，使点激光测头的读数为第一中间值；
S5、运行九点测球程序，在每一个测量点位暂停运行程序，操作机床主轴运动，使点激光测头读数为第一中间值，分别采集标准球上九个点的机床坐标值；
S6、采用最小二乘法，根据步骤五中采集的九个点的机床坐标值，拟合出第一球心坐标，并将第一球心坐标输入到机床工件坐标系中；
S7、重复执行步骤S5，并采用最小二乘法拟合得到第二球心坐标；
S8、将点激光测头调整为反工作位姿，重复执行步骤五，并采用最小二乘法，拟合得到第三球心坐标；
S9、根据第二球心坐标和第三球心坐标，计算得到点激光测头相对于主轴的偏心值；
S10、将点激光测头调整为工作位姿，运行九点测球程序，在每一个测量点位暂停运行程序，操作机床主轴运动，是点激光测头读数为第二中间值，分别采集标准球上的九个点的机床坐标值；采用最小二乘法，根据九个点的机床坐标值拟合出第四球心坐标；
S11、运行九点测球程序，在每一个测量点位暂停运行程序，操作机床主轴运动，是点激光测头读数为第三中间值，分别采集标准球上的九个点的机床坐标值；采用最小二乘法，根据九个点的机床坐标值拟合出第五球心坐标；其中，所述第三中间值小于第二中间值；
S12、根据第四球心坐标和第五球心坐标，计算得到点激光测头的光束方向矢量。
进一步的，所述机床上设置有XYZ机械坐标轴系，且X坐标轴、Y坐标轴、Z坐标轴相互垂直，所述机床主轴能够沿X坐标轴和/或Y坐标轴和/或Z坐标轴运动。
进一步的，所述基准面是在所述方形工件的顶部加工得到的一个平面，所述方形工件上的基准面与机床的X坐标轴、Y坐标轴平行。
进一步的，在所述工作位姿时，所述点激光测头相对机床主轴处于一个固定的位置，并以这个固定的位置作为工件测量时的位姿；此时所述机床主轴的旋转角度记为第一角度值。
进一步的，所述点激光测头长度计算公式为：
L＝Zr-Zb，
其中，L是指点激光测头长度，Zb是指第一Z向坐标值，Zr是指第二Z向坐标值。
进一步的，所述标准球的直径不大于30mm。
进一步的，所述反工作位姿是指在工作位姿下将机床主轴旋转180°后的状态，此时主轴旋转角度为第二角度值；
当第一角度值大于180°时，第二角度值等于第一角度值减180°；当第一角度值小于180°时，第二角度值等于第一角度值加180°。
进一步的，所述点激光测头相对于机床主轴在X坐标轴、Y坐标轴方向上的偏心值计算公式为：
Figure BDA0002773101260000031
其中，Xoffset是点激光测头相对于机床主轴在X坐标轴上的偏心值；Yoffset是点激光测头相对于机床主轴在Y坐标轴上的偏心值；Xp1是第二球心坐标的X轴坐标值；Xp2是第三球心坐标的X轴坐标值；Yp1是第二球心坐标的Y轴坐标值；Yp2是第三球心坐标的Y轴坐标值。
进一步的，所述点激光测头的光束方向矢量计算公式为：
Figure BDA0002773101260000041
其中，I为点激光测头的光束在X坐标轴方向上的矢量；J为点激光测头的光束在Y坐标轴方向上的矢量；K为点激光测头的光束在Z坐标轴方向上的矢量；XD1是第四球心坐标的X轴坐标值；YD1是第四球心坐标的Y轴坐标值；ZD1是第四球心坐标的Z轴坐标值；XD2是第五球心坐标的X轴坐标值；YD2是第五球心坐标的Y轴坐标值；ZD2是第五球心坐标的Z轴坐标值。
本发明提出的点激光测头在机标定方法实现了点激光测头的在机标定，操作简便，结果可靠。
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标定方法的流程示意图；
图2示出了根据本发明实施例的测量点激光测头长度时的场景示意图；
图3示出了根据本发明实施例的测量点激光测头相对于机床主轴的偏心值时的场景示意图；
图4示出了根据本发明实施例的测量点激光测头的光束方向矢量时的场景示意图。
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。
本发明实施例提供了一种点激光测头在机标定方法，示例性的，如图1所示，所述标定方法包括：
步骤一：将点激光测头安装在机床主轴上，在机床工作台上放置一个方形工件，记录所述方形工件上的基准面在机床上的Z向坐标值，记为第一Z向坐标值；
具体的，所述机床上设置有XYZ机械坐标轴系，且X坐标轴、Y坐标轴、Z坐标轴相互垂直，所述机床主轴能够沿X坐标轴和/或Y坐标轴和/或Z坐标轴运动。
如图2所示，所述基准面是在所述方形工件的顶部加工得到的一个平面，所述方形工件上的基准面与机床的X坐标轴、Y坐标轴平行；所述第一Z向坐标值是指所述基准面与机床工作台的距离。
步骤二：将点激光测头调整为工作位姿，控制点激光测头的激光束照射到所述基准面上，使点激光测头的读数为第一中间值，记录此时主轴在机床上的Z向坐标值，记为第二Z向坐标值；
具体的，在工作位姿时，点激光测头相对主轴处于一个固定的位置，并以这个固定的位置作为工件测量时的位姿，此位姿可由用户根据实际测量使用需求确定；此时主轴的旋转角度记为第一角度值。
步骤二中点激光测头的读数为第一中间值是指：点激光测头与基准面的距离为第一中间值DM；第二Z向坐标值是指机床主轴与机床工作台的距离。
步骤三：根据第一Z向坐标值和第二Z向坐标值，计算得到点激光测头长度；
具体的，所述点激光测头长度计算公式为：L＝Zr-Zb，其中，L是指点激光测头长度，Zb是指第一Z向坐标值，Zr是指第二Z向坐标值。
优选的，计算得到点激光测头长度后，可将点激光测头长度输入到机床刀具表中。
步骤四：取下方形工件，在机床工作台上固定一个标准球；通过机床主轴调整点激光测头位置，控制点激光测头的激光束照射在标准球的顶点处，使点激光测头的读数为第一中间值；
具体的，所述标准球的直径不大于30mm。
如图3所示，步骤四中点激光测头的读数为第一中间值是指：点激光测头与标准球顶点的距离为第一中间值DM。
优选的，步骤四还包括：记录此时标准球顶点在机床上的坐标值，分别记为第三X向坐标值、第三Y向坐标值、第三Z向坐标值；将第三X向坐标值、第三Y向坐标值、第三Z向坐标值分别减去标准球半径，将得到的数值输入机床工件坐标系参数中。该步骤的作用是：计算标准球的球心在机床坐标系下的坐标值，并将其作为运行九点测球程序时的测量工件坐标系。
步骤五：运行九点测球程序，在每一个测量点位暂停运行程序，操作机床主轴运动，使点激光测头读数为第一中间值，分别采集标准球上九个点的机床坐标值。由于点激光测头的光束方向矢量不确定，在确保九个测量点位的点激光测头读数均为第一中间值，便可根据九个测量点位的机床坐标值可拟合球心坐标。
需要说明的是，所述九点测球程序是根据标定策略预先手工编写好的球测量程序，是存储在数控系统中控制机床测量运动的程序。
步骤六：采用最小二乘法，根据步骤五中采集的九个点的机床坐标值，拟合出第一球心坐标，并将第一球心坐标输入到机床工件坐标系中。
步骤七：重复执行步骤五，并采用最小二乘法拟合得到第二球心坐标；
步骤八：将点激光测头调整为反工作位姿，重复执行步骤五，并采用最小二乘法，拟合得到第三球心坐标；
具体的，在工作位姿下将机床主轴旋转180°，即为反工作位姿。例如，当点激光测头为反工作位姿时，记录主轴旋转角度为第二角度值。当第一角度值大于180°时，第二角度值＝第一角度值-180°；当第一角度值小于180°时，第二角度值＝第一角度值+180°。
步骤九：根据第二球心坐标和第三球心坐标，计算得到点激光测头相对于机床主轴的偏心值；
具体的，所述点激光测头相对于机床主轴在X坐标轴、Y坐标轴方向上的偏心值计算公式为：
Figure BDA0002773101260000071
其中，Xoffset是点激光测头相对于机床主轴在X坐标轴上的偏心值；Yoffset是点激光测头相对于机床主轴在Y坐标轴上的偏心值；Xp1是第二球心坐标的X轴坐标值；Xp2是第三球心坐标的X轴坐标值；Yp1是第二球心坐标的Y轴坐标值；Yp2是第三球心坐标的Y轴坐标值。
步骤十：将点激光测头调整为工作位姿，运行九点测球程序，在每一个测量点位暂停运行程序，操作机床主轴运动，是点激光测头读数为第二中间值，分别采集标准球上的九个点的机床坐标值；采用最小二乘法，根据九个点的机床坐标值拟合出第四球心坐标；
步骤十一：运行九点测球程序，在每一个测量点位暂停运行程序，操作机床主轴运动，是点激光测头读数为第三中间值，分别采集标准球上的九个点的机床坐标值；采用最小二乘法，根据九个点的机床坐标值拟合出第五球心坐标；
如图4所示，所述第三中间值D2小于第二中间值D1。
步骤十二：根据第四球心坐标和第五球心坐标，计算得到点激光测头的光束方向矢量。
具体的，所述点激光测头的光束方向矢量计算公式为：
Figure BDA0002773101260000081
其中，I为点激光测头的光束在X坐标轴方向上的矢量；J为点激光测头的光束在Y坐标轴方向上的矢量；K为点激光测头的光束在Z坐标轴方向上的矢量；XD1是第四球心坐标的X轴坐标值；YD1是第四球心坐标的Y轴坐标值；ZD1是第四球心坐标的Z轴坐标值；XD2是第五球心坐标的X轴坐标值；YD2是第五球心坐标的Y轴坐标值；ZD2是第五球心坐标的Z轴坐标值。
本发明使用基准面、标准球获得点激光测头的标定结果，基于标定结果可实现点激光测头在机测量自动化控制和在机测量结果修正。
实施例1
对一台配置GNC61数控系统的科德KMC800机床，进行米铱点激光测头ILD2300-20的在机标定。步骤如下：
步骤一，安装点激光测头和方形工件在机床上，方形工件顶部平面的第一Z向坐标值为100mm。
步骤二，将点激光测头调整为工作位姿，控制点激光测头的激光束照射到所述基准面上，使点激光测头的读数为第一中间值0mm，记录第二Z向坐标值为368.328mm。
步骤三，根据点激光测头长度计算公式，计算得到点激光测头长度为268.328mm。
步骤四，取下方形工件，在机床工作台上固定一个直径20mm标准球；通过机床主轴调整点激光测头位置，控制点激光测头的激光束照射在标准球的顶点处，使点激光测头的读数为第一中间值0mm。
步骤五：运行九点测球程序，在每一个测量点位暂停运行程序，操作机床主轴运动，使点激光测头读数为第一中间值0mm，分别采集标准球上九个点的机床坐标值。
步骤六：采用最小二乘法，根据步骤五中采集的九个点的机床坐标值，拟合出第一球心坐标(-1.218，-0.025，349.019)，并将第一球心坐标输入到机床工件坐标系中。
步骤七：重复执行步骤五，并采用最小二乘法拟合得到第二球心坐标(-1.192，-0.014，349.014)。
步骤八：将点激光测头调整为反工作位姿，重复执行步骤五，并采用最小二乘法，拟合得到第三球心坐标(-1.263，0.108，349.016)。
步骤九：根据第二球心坐标和第三球心坐标，采用偏心值计算公式，计算得到点激光测头相对于机床主轴的偏心值Xoffset＝-0.035mm，Yoffset＝0.061mm。
步骤十：将点激光测头调整为工作位姿，运行九点测球程序，在每一个测量点位暂停运行程序，操作机床主轴运动，使点激光测头读数为第二中间值8mm，分别采集标准球上的九个点的机床坐标值；采用最小二乘法，根据九个点的机床坐标值拟合出第四球心坐标(-1.209，-0.036，357.019)。
步骤十一：运行九点测球程序，在每一个测量点位暂停运行程序，操作机床主轴运动，是点激光测头读数为第三中间值-8mm，分别采集标准球上的九个点的机床坐标值；采用最小二乘法，根据九个点的机床坐标值拟合出第五球心坐标(-1.169，0，341.012)；
步骤十二：根据第四球心坐标和第五球心坐标，采用光束方向矢量计算公式，计算得到点激光测头的光束方向矢量I＝0.0025，J＝0.0023，K＝-0.9999。
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 (9)

1.一种点激光测头在机标定方法，其特征在于，所述标定方法包括：
S1、将点激光测头安装在机床主轴上，在机床工作台上放置一个方形工件，记录所述方形工件上的基准面在机床上的Z向坐标值，记为第一Z向坐标值；
S2、将点激光测头调整为工作位姿，控制点激光测头的激光束照射到所述基准面上，使点激光测头的读数为第一中间值，记录此时主轴在机床上的Z向坐标值，记为第二Z向坐标值；
S3、根据第一Z向坐标值和第二Z向坐标值，计算得到点激光测头长度；
S4、取下方形工件，在机床工作台上固定一个标准球；通过机床主轴调整点激光测头位置，控制点激光测头的激光束照射在标准球的顶点处，使点激光测头的读数为第一中间值；
S5、运行九点测球程序，在每一个测量点位暂停运行程序，操作机床主轴运动，使点激光测头读数为第一中间值，分别采集标准球上九个点的机床坐标值；
S6、采用最小二乘法，根据步骤五中采集的九个点的机床坐标值，拟合出第一球心坐标，并将第一球心坐标输入到机床工件坐标系中；
S7、重复执行步骤S5，并采用最小二乘法拟合得到第二球心坐标；
S8、将点激光测头调整为反工作位姿，重复执行步骤五，并采用最小二乘法，拟合得到第三球心坐标；
S9、根据第二球心坐标和第三球心坐标，计算得到点激光测头相对于主轴的偏心值；
S10、将点激光测头调整为工作位姿，运行九点测球程序，在每一个测量点位暂停运行程序，操作机床主轴运动，是点激光测头读数为第二中间值，分别采集标准球上的九个点的机床坐标值；采用最小二乘法，根据九个点的机床坐标值拟合出第四球心坐标；
S11、运行九点测球程序，在每一个测量点位暂停运行程序，操作机床主轴运动，是点激光测头读数为第三中间值，分别采集标准球上的九个点的机床坐标值；采用最小二乘法，根据九个点的机床坐标值拟合出第五球心坐标；其中，所述第三中间值小于第二中间值；
S12、根据第四球心坐标和第五球心坐标，计算得到点激光测头的光束方向矢量。
2.根据权利要求1所述的点激光测头在机标定方法，其特征在于，所述机床上设置有XYZ机械坐标轴系，且X坐标轴、Y坐标轴、Z坐标轴相互垂直，所述机床主轴能够沿X坐标轴和/或Y坐标轴和/或Z坐标轴运动。
3.根据权利要求2所述的点激光测头在机标定方法，其特征在于，所述基准面是在所述方形工件的顶部加工得到的一个平面，所述方形工件上的基准面与机床的X坐标轴、Y坐标轴平行。
4.根据权利要求2所述的点激光测头在机标定方法，其特征在于，在所述工作位姿时，所述点激光测头相对机床主轴处于一个固定的位置，并以这个固定的位置作为工件测量时的位姿；此时所述机床主轴的旋转角度记为第一角度值。
5.根据权利要求1所述的点激光测头在机标定方法，其特征在于，所述点激光测头长度计算公式为：
L＝Zr-Zb，
其中，L是指点激光测头长度，Zb是指第一Z向坐标值，Zr是指第二Z向坐标值。
6.根据权利要求1所述的点激光测头在机标定方法，其特征在于，所述标准球的直径不大于30mm。
7.根据权利要求4所述的点激光测头在机标定方法，其特征在于，所述反工作位姿是指在工作位姿下将机床主轴旋转180°后的状态，此时主轴旋转角度为第二角度值；
当第一角度值大于180°时，第二角度值等于第一角度值减180°；当第一角度值小于180°时，第二角度值等于第一角度值加180°。
8.根据权利要求1所述的点激光测头在机标定方法，其特征在于，所述点激光测头相对于机床主轴在X坐标轴、Y坐标轴方向上的偏心值计算公式为：
Figure FDA0002773101250000031
其中，Xoffset是点激光测头相对于机床主轴在X坐标轴上的偏心值；Yoffset是点激光测头相对于机床主轴在Y坐标轴上的偏心值；Xp1是第二球心坐标的X轴坐标值；Xp2是第三球心坐标的X轴坐标值；Yp1是第二球心坐标的Y轴坐标值；Yp2是第三球心坐标的Y轴坐标值。
9.根据权利要求1所述的点激光测头在机标定方法，其特征在于，所述点激光测头的光束方向矢量计算公式为：
Figure FDA0002773101250000032
其中，I为点激光测头的光束在X坐标轴方向上的矢量；J为点激光测头的光束在Y坐标轴方向上的矢量；K为点激光测头的光束在Z坐标轴方向上的矢量；XD1是第四球心坐标的X轴坐标值；YD1是第四球心坐标的Y轴坐标值；ZD1是第四球心坐标的Z轴坐标值；XD2是第五球心坐标的X轴坐标值；YD2是第五球心坐标的Y轴坐标值；ZD2是第五球心坐标的Z轴坐标值。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113175895A (zh) * 2021-04-23 2021-07-27 中国工程物理研究院流体物理研究所 一种多探头射线方程标定装置及标定方法
CN113945156A (zh) * 2021-11-05 2022-01-18 巨轮(广州)智能装备有限公司 一种砼试件边长测量方法及测量装置
CN113970293A (zh) * 2021-10-15 2022-01-25 湖北三江航天险峰电子信息有限公司 一种点激光的精确在机测量方法及系统
CN114061459A (zh) * 2022-01-18 2022-02-18 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种非接触式照相测孔标定装置及方法
CN114136212A (zh) * 2021-11-30 2022-03-04 问好 三坐标测量机的点激光测头出光方向标定方法
CN114322763A (zh) * 2021-12-16 2022-04-12 科德数控股份有限公司 一种激光校对方法
CN114858063A (zh) * 2022-06-15 2022-08-05 合肥工业大学 具有自初始化功能的球棒球心距测量装置及其使用方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090244550A1 (en) * 2008-03-27 2009-10-01 Mori Seiki Co., Ltd. Method for controlling a machine tool and apparatus therefor
CN101614534A (zh) * 2009-07-20 2009-12-30 重庆大学 可实现复合测量的多种传感器的安装结构
CN103528519A (zh) * 2013-10-21 2014-01-22 中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所 一种点投射光学测头空间位置矢量的测量标定方法
CN105404238A (zh) * 2015-10-22 2016-03-16 南京航空航天大学 一种在机激光测量中测头位姿的线性化标定方法
CN107044831A (zh) * 2017-03-08 2017-08-15 杭州电子科技大学 测量方向可变的激光测头装置及其使用方法
CN110500978A (zh) * 2019-09-25 2019-11-26 上海交通大学 点激光传感器的光束方向矢量和零点位置在线标定方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090244550A1 (en) * 2008-03-27 2009-10-01 Mori Seiki Co., Ltd. Method for controlling a machine tool and apparatus therefor
CN101614534A (zh) * 2009-07-20 2009-12-30 重庆大学 可实现复合测量的多种传感器的安装结构
CN103528519A (zh) * 2013-10-21 2014-01-22 中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所 一种点投射光学测头空间位置矢量的测量标定方法
CN105404238A (zh) * 2015-10-22 2016-03-16 南京航空航天大学 一种在机激光测量中测头位姿的线性化标定方法
CN107044831A (zh) * 2017-03-08 2017-08-15 杭州电子科技大学 测量方向可变的激光测头装置及其使用方法
CN110500978A (zh) * 2019-09-25 2019-11-26 上海交通大学 点激光传感器的光束方向矢量和零点位置在线标定方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘勇等: ""光学测头光束方向多种标定方法的研究与比较"", 《测控技术》 *
李昆等: ""基于GNC61数控系统的在机测量技术研究"", 《机床与液压》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113175895A (zh) * 2021-04-23 2021-07-27 中国工程物理研究院流体物理研究所 一种多探头射线方程标定装置及标定方法
CN113970293A (zh) * 2021-10-15 2022-01-25 湖北三江航天险峰电子信息有限公司 一种点激光的精确在机测量方法及系统
CN113970293B (zh) * 2021-10-15 2024-01-05 湖北三江航天险峰电子信息有限公司 一种点激光的精确在机测量方法及系统
CN113945156A (zh) * 2021-11-05 2022-01-18 巨轮(广州)智能装备有限公司 一种砼试件边长测量方法及测量装置
CN114136212A (zh) * 2021-11-30 2022-03-04 问好 三坐标测量机的点激光测头出光方向标定方法
CN114322763A (zh) * 2021-12-16 2022-04-12 科德数控股份有限公司 一种激光校对方法
CN114322763B (zh) * 2021-12-16 2023-09-26 科德数控股份有限公司 一种激光校对方法
CN114061459A (zh) * 2022-01-18 2022-02-18 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种非接触式照相测孔标定装置及方法
CN114858063A (zh) * 2022-06-15 2022-08-05 合肥工业大学 具有自初始化功能的球棒球心距测量装置及其使用方法
CN114858063B (zh) * 2022-06-15 2024-02-13 合肥工业大学 具有自初始化功能的球棒球心距测量装置及其使用方法

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