提出一種用于三坐標測量機的非接觸激光測頭的標定系統(tǒng)倚评，該系統(tǒng)利用位置敏感探測器和特別設(shè)計的測頭夾具機構(gòu)對非接觸激光測頭測量光束的軸線進行調(diào)整，使其通過測頭回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)中心条嚼，文中對具體的夾具結(jié)構(gòu)標定方法以及數(shù)據(jù)分析方法做了詳細的論述洲猿。

非接觸激光測頭安裝在三坐標測量機上，可以用于特種脆性材料的內(nèi)外曲面非接觸式測量齿贡。在測量過程中不用翻轉(zhuǎn)工件村会，由內(nèi)外兩個相關(guān)聯(lián)的測量系統(tǒng)實現(xiàn)測量過程。

1. 測頭對測量系統(tǒng)的不確定度的影響

本測量機主要用來測量回轉(zhuǎn)曲面饮乃。采用回轉(zhuǎn)工作臺帶動工件轉(zhuǎn)動泌拐，讓測頭沿著回轉(zhuǎn)曲面的母線運動，在圓柱坐標系中測量刀饥。具有運動簡單涨剧、安全可靠南砰、效率高等優(yōu)點。

工件內(nèi)外表ici的測量用的測頭是不同的樊淑。外測頭要有較大的量程涨拣，以適應(yīng)調(diào)整偏心的需要。安裝內(nèi)測頭的空間緊張铜缠，要求體積要小它褪。外測頭采用日本 key_ence公司的lk031高精度非接觸光學(xué)測頭。該測頭的參考距離30 mm翘悉，量程為15 mm茫打，較大的量程為土件安裝提供了方便，適合在測頭回轉(zhuǎn)體上安裝使用妖混。內(nèi)測頭采用lk010老赤，參考距離為10 mm。

測頭安裝方向有偏差角度月的情況制市。由于β的影響使照射在被測工件表面上的光點偏離理論位置β.r距離抬旺。其中r為非接觸測頭的回轉(zhuǎn)半徑。在測頭安裝方向調(diào)整中就是根據(jù)偏離量β. r來調(diào)整的祥楣，利用光電元件可以檢測到微米量級开财。由于β.r在被測ici的切線方向，因此偏離的影響可以忽略不計误褪。β的另一影響是使光束與被測ici不垂直责鳍。實驗表明，lk031高精度測頭在偏離法線幾十度情況下仍然能夠正常土作兽间，不產(chǎn)生顯著測量誤差历葛，因此安裝方向偏差的影響可以忽略不計。

由于目前商品測頭回轉(zhuǎn)體在設(shè)計上寇羔，均沒有考慮怎樣與激光三角法非接觸測頭配合使用中的定位問題宾哼，需要通過一些附加零件來保證它們的徑向、軸向和角度定位世荐。

2非接觸激光測頭測量軸線的標定

使用坐標測量機進行非接觸測量否因，先安裝測頭回轉(zhuǎn)體舆佩，再安裝測頭介腻。對于外表面測量選用renishaw公司的測頭回轉(zhuǎn)體ph10m、內(nèi)表ici測量選用ph10to測頭回轉(zhuǎn)體可以帶著測頭圍繞z軸360泌榕〗粗停回轉(zhuǎn)，還可繞水平軸在0一105气岁。

第一步如果光束與z軸有夾角诲猴，那么當移動測量機主軸秆候，改變測頭與標靶的距離h時，光點在靶上位置不斷向某一方向移動慌回。聯(lián)調(diào)圖2上的11個螺釘刺洒，使光束與測頭回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)中心(這里假設(shè)測頭回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)中心與測量系統(tǒng)的z軸幣合得很好)平行。

第二步經(jīng)過上述第一步調(diào)整后吼砂，光束雖然與z軸已經(jīng)平行逆航，但是還可能存在偏離，這時一激光光束偏離測頭回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)中心(即z軸軸線)渔肩。那么將 ph10m旋轉(zhuǎn)3600時(調(diào)整內(nèi)測頭測量軸線時一旋轉(zhuǎn)ph10t)因俐，光束打在探測器標靶上的光點將在靶上畫出一個圓，該圓的半徑就是激光光束與測頭回轉(zhuǎn)體中心的偏離量周偎。再次聯(lián)調(diào)圖2上的11個螺釘抹剩，使畫出的圓的半徑減小。

由于兩步中的調(diào)整兒件均為測頭夾具上的11個螺釘蓉坎，進行過第二步調(diào)整以后澳眷，會將第一步調(diào)整的成果有所破壞，但是總體上說袍嬉，激光光束與測頭回轉(zhuǎn)體中心的相對位置向我們的期望值方向更近了一步境蔼。再次幣復(fù)第一、二步調(diào)整伺通，反復(fù)進行箍土，直到第二步過程中圓的半徑調(diào)至0.3 mm。

探測器的信號處理電路把探測器輸出的電流信號經(jīng)處理嫌隆，以電壓方式輸出逸讹。探測器光路前ici用干涉濾光片濾去雜質(zhì)光，只允許測頭發(fā)出的波長670 nm的光束通過荷况。探測器的輸出電壓經(jīng)過數(shù)據(jù)采集片輸入上位機禾计，通過labview軟件進行處理。

這里采用蚌埠市集成光電技術(shù)研究所的探測器產(chǎn)品c204梆甘。在實驗前宇夭，首先對探測器進行標定。當670nm激光光束入射到探測器幾何中心時江伴，輸出0v;當光束在x}或戶方向移動1mm時楔撩，輸出電壓變化1v。

按照上述調(diào)整方案實驗得到表1所示數(shù)據(jù)踢臀。對接下來偏心實驗得到的圓周上的坐標數(shù)據(jù)進行計算測頭時焙番，由于測頭安裝架能夠相對于錐形夾ii的徑向、軸向和角度定位，不必對測頭位置進行幣新調(diào)整缔御，也不必再標定測頭回轉(zhuǎn)半徑抬闷。

3結(jié)語

此套非接觸測頭測量軸線標定系統(tǒng)為獨立的，可以靈活用于其他近似條件下耕突。對于不同波長的非接觸測頭笤成，只需更換相應(yīng)波長的濾光片，以及對光電位置敏感探測器重新標定認可眷茁。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)疹启，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責(zé)蔼卡，也不構(gòu)成任何其他建議喊崖。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳雇逞，對此類作品本站僅提供交流平臺荤懂，不為其版權(quán)負責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻塘砸、圖片节仿、文字如涉及作品版權(quán)問題，請第一時間告知肺沃，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權(quán)并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容罩泰，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn樱猬。