申请/专利权人：四川大学

申请日：2021-01-04

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN112629439B

主分类号：G01B11/24

分类号：G01B11/24

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2021.04.27#实质审查的生效;2021.04.09#公开

摘要：本发明公开了一种固定龙门式正交双激光测头测量方法，该测量装置是基于O‑XYZ三轴坐标系建立的，包括龙门架、驱动机构、检测机构和工控机，龙门架包括支柱、横梁、三角梁和底板，驱动机构包括直线轴驱动组件和旋转轴驱动组件，直线轴驱动组件包括X轴直线模组、Y轴直线模组和Z轴电缸，Z轴电缸的底端设置有多功能安装板，旋转轴驱动组件包括精密转台和连接板，检测机构包括正交激光测头和CCD相机，正交激光测头包括横向激光测头和纵向激光测头；该装置能够有效降低因驱动龙门架带来的系统精度误差，CCD相机粗定位使得装置自动化程度更高，正交激光双测头使得检测范围更广，本发明可快速地标定、测量，装置刚性好、结构简单且测量精度高。

主权项：1.一种固定龙门式正交双激光测头测量方法，其特征在于，测量方法使用了测量装置进行测量，测量装置是基于O-XYZ三轴坐标系建立的，其包括龙门架、驱动机构、检测机构和工控机2，所述龙门架包括支柱101、横梁102、三角梁103和底板104，所述驱动机构包括直线轴驱动组件和旋转轴驱动组件，所述直线轴驱动组件包括X轴直线模组201、Y轴直线模组202和Z轴电缸203，所述旋转轴驱动组件包括精密转台204和连接板205，所述检测机构包括正交激光测头和CCD相机303；所述龙门架的设置为：所述横梁102的跨度距离固定且位于底板104上方，与装置坐标系Y轴轴线平行，用于承载部件；所述支柱101定位安装于横梁102的两端，两个支柱101与装置坐标系Z轴轴线平行，用于连接横梁102两端与底板104的顶部；所述三角梁103定位安装于Y轴直线模组202滑块顶部，且侧面与Z轴电缸203相连接，以满足配重与提高强度的要求；所述底板104的顶面与装置坐标系XOY平面平行，所述工控机2、X轴直线模组201、支柱101的底端均安装于XOY平面；所述驱动机构的设置为：所述精密转台204定位安装于X轴直线模组201滑块顶部，所述精密转台204采用直驱电机形式，其轴线与装置坐标系Z轴轴线平行，所述精密转台204顶部设置有被测工件1或标定件3，所述精密转台204将被测工件1或标定件3进行夹紧和定位，并绕精密转台204轴线做旋转运动；X轴直线模组201定位安装在底板104顶部且位于X轴方向，其带动精密转台204沿X轴做直线运动，所述Y轴直线模组202沿Y轴轴线方向安装在横梁102顶部且位于Y轴方向，所述Z轴电缸203定位安装在三角梁103侧面且位于Z轴方向，所述Y轴直线模组202带动三角梁103和Z轴电缸203一起沿Y轴做直线运动，所述Z轴电缸203的底端设置有多功能安装板4；所述检测机构的设置为：所述正交激光测头固定在多功能安装板4底端，所述Z轴电缸203通过多功能安装板4带动正交激光测头沿Z轴做直线运动；所述CCD相机303固定在支柱101上，所述CCD相机303的镜头端面与装置坐标系XOZ平面平行且间隔固定距离，通过CCD相机303对标定件3或工件1进行粗定位；测量方法包括：S1、粗定位：将标定件3定位安装于精密转台204上的连接板205，进入零件粗定位工序，由所述X轴直线模组201带动标定件3移动至CCD相机303工位处，CCD相机303工作，并将标定件3标志位特征传送至工控机2，经过工控机2计算处理，然后控制精密转台204旋转至标定件3的初始标定特征面，所述工控机2控制X轴直线模组201带动标定件3运动至周边标定工位，进入标定件3周边标定工序；S2、所述标定件3到达周边标定工位后，由所述Y轴直线模组202与Z轴电缸203带动横向激光测头301移动至周边标定工位，所述横向激光测头301采集标定件3周边标定特征，并由工控机2计算处理，完成周边测量坐标系的构建与校准；所述周边测量坐标系标定完成后，进入标定件3顶部标定工序：Z轴电缸203带动激光测头向Z轴正方向移动，避免顶部标定过程正交激光测头与标定件3干涉；由X轴直线模组201带动标定件3移动至顶部标定工位，由所述Y轴直线模组202与Z轴电缸203带动纵向激光测头302移动至顶部标定工位，所述纵向激光测头302采集标定件3顶部标定特征，并由工控机2计算处理，完成顶部测量坐标系的构建与校准；至此，所述固定龙门式正交激光双测头测量方法标定阶段已完成，进入零件测量阶段；S3、标定阶段完成后，驱动机构各轴运动至初始位置，将标定件3替换成待测工件1，然后依次完成粗定位、周边检测、顶部检测工序，各工序具体运动步骤和标定过程中对应工序一致。

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