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1、2015年8月宇航计测技术Aug.,2015第35卷第4期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.35,No.4試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試文章编号:1000-7202(2015)04-0019-05中图分类号:O435文献标识码:A光学坐标测量机的搭建与实现毕超吕来鹏房建国刘勇杨希(北京航空精密机械研究所精密制造技术航空科技重点实验室,北京100076)摘要为了高速高精高效地完成中小型复杂型面零件的测量,基于激光
2、位移传感器和三坐标测量机等搭建了非接触式的光学坐标测量机,从而将测量机和光学测头的优点结合起来以应对空间自由曲面的测量任务。通过测头标定技术获得测量光束所在直线的单位方向向量,进而将激光测头的一维距离值转化为测量光斑的三维坐标值,然后通过坐标系转换将此坐标值转化到统一的测量机坐标系下,进而完成被测曲面三维点云的创建。最后,对一个直径已知的球在10个不同方位进行测量,通过点云数据拟合球面方程得到其直径作为测量结果,所得各次测量结果的误差均小于0.05mm,充分说明所搭建的测量系统的有效性。关键词坐标测量机非接触光学测头Establis
3、hmentandRealizationoftheOpticalCoordinateMeasuringMachineBIChaoLVLai-pengFANGJian-guoLIUYongYANGXi(AviationKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonPrecisionManufacturingTechnology,BeijingPrecisionEngineeringInstituteforAircraftIndustry,Beijing100076)AbstractForthepurposeo
4、fmeasuringmiddleandsmallworkpieceswithcomplexsurfacesinarapid,preciseandefficientmanner,anon-contactopticalcoordinatemeasuringmachinebasedonthela-serdisplacementsensorandcoordinatemeasuringmachineisestablished,whichcombinestheadvantagesofCMMandopticalsensortogethertode
5、alwiththemeasurementofsculpturedsurfaces.Throughcalibra-tion,theunitvectorofthemeasuringbeamofthesensorcanbederived,whichcanbeusedtotransformtheone-dimensionallengthofthelaserbeamtothethree-dimensionalcoordinatesofthelaserpointonthesurface.Andthenthecoordinatesofmeasur
6、ingpointscanbeconvertedtothesamecoordinatesystemoftheCMMtocompletetheconstructionofthedataclouds.Finally,ametallicspherewhosediameteris50mmismeasuredbythesystemat10differentorientations.Throughtheleastsquaresfitofthedatacloud,themeasuringerrorsareallsmallerthan0.05mm,w
7、hichmanifeststhevalidityofthesystemsetup.KeywordsCoordinatemeasuringmachineNon-contactOpticalsensor收稿日期:2015-01-16,修回日期:2015-03-23基金项目:中国航空工业集团公司技术创新基金项目(2011F30324)作者简介:毕超(1987-),男,硕士研究生,工程师,主要研究方向:精密测试技术及仪器。·20·宇航计测技术2015年1引言2系统的测量原理随着现代设计和制造技术的发展,越来越多的2.1激光测头外参数标定工业
8、产品具有了复杂的形状结构,如航空发动机中基于光学三角法的激光位移传感器,主要由激的叶片等。在航空航天领域中,叶片作为发动机的光发射器、聚焦透镜、接收透镜以及位置敏感器件等关键零件,多呈现为弯扭上升的形态特征,其轮廓形组成,它利用光源、
