[实用新型]多传感器测量机坐标统一和精度检定的标准器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种坐标统一和精度检定标准器。特别是涉及一种集图像传感器，接触式传感器和非接触位移传感器等多种传感器的多传感器测量机坐标统一和精度检定的标准器。

背景技术

坐标测量机是工件尺寸测量的重要手段，在多个行业中广泛应用。目前，由于工件更加精密化、专业化，结构也越发精巧复杂，传统的接触式单一传感器很多情况下难以满足测量的需求。多传感器复合测量机能够实现以往单个传感器难以完成的测量工作。将图像传感器，接触式传感器和非接触位移传感器等多个传感器等集成到同一个测量机上，能够实现不同特征、尺寸的竞争型、合作型和互补型测量，达到最优测量的目的。例如：利用影像测量微孔的直径，利用非接触位移传感器测量镜头的自由曲面等。

实现多传感器的复合测量，需要将多个传感器进行坐标的统一，即将多个坐标系统一到同一个坐标系下。通常具有某种几何特征或某几种几何特征组合的实物标准器作为多传感器坐标融合(配准)的媒介，例如传统坐标机检定时所最长使用的标准球。在仅使用单一接触式传感器的测量机上，以标准球作为实物标准器表现出很好效果，广为业界接受。在理论上，接触式传感器于标准球上多处取点，可以测得球心的三维坐标；图像传感器测得标准球的赤道圆可以解得球心二维坐标；非接触距离传感器捕获标准球的天顶极点，也可获知球心二维坐标。但是在精度要求较高时，如亚微米级的高精度复合测量中，如何将多个传感器的不同坐标系统一到同一个坐标系下，上述传统方法存在不足。以非接触距离传感器捕获天顶极点为例，受距离传感器分辨力限制，传感器获得极点，数值不再改变时，在X——Y平面上所对应不是唯一的一个点，而是一个区域。再如，图像传感器在标准球赤道圆上采点时，对光源照明质量提出很高要求。此外，球体加工需特殊工艺，当需要与其它物体结合或再加工时都存在工艺难度。

在亚微米级复合测量中如何将多个传感器的不同坐标系高精度的统一到同一个坐标系中，以实现测量机的高精度测量；如何解决传统接触式坐标测量机所使用的标准球在多传感器坐标统一中的不适用性；如何检定复合式测量机的测量精度，等等多个问题需要解决。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种多传感器测量机坐标统一和精度检定的标准器。

本实用新型所采用的技术方案是：一种多传感器测量机坐标统一和精度检定的标准器，是用于集图像传感器、接触式传感器和非接触位移传感器为一体的复合式坐标测量机的标定，其特征在于，包括有底座和固定设置在底座上的2个以上结构相同高度不同的标定器。

本实用新型的多传感器测量机坐标统一和精度检定的标准器，可实现接触式传感器、图像传感器、非接触位移传感器的两两坐标统一或三者坐标统一。以及测量机全局测量空间内测量精度检定，操作简单方便，标定效率高。本实用新型中的标定器以圆柱基材、经典车削工艺、由超精加工设备一次装夹制成，工艺成熟；且可获得圆度、圆柱度、同轴度、垂直度等误差小于几十纳米级别的制件。图像传感器对锥台顶圆一次成像，接触式传感器二维测圆，减少了多维运动带入的影响。由2个以上所述的标定器组成的标准器，适用于高精度复合测量机的全局测量空间或局部测量空间的精度检定。

附图说明

图1是本实用新型多传感器测量机坐标统一和精度检定的标准器的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本实用新型中标定器的结构示意图；

图4是本实用新型中标定器的侧视图；

图5是图4的俯视图；

图6是复合式坐标测量机的结构示意图；

图7是本实用新型中标定器标定时的示意图；

图8是复合式坐标测量机标定XY方向的模型示意图；

图9是复合式坐标测量机标定Z方向的模型示意图。

图中

1：底座2：标定器

21：圆柱体 22：圆锥台

3：复合式坐标测量机机架4：复合式坐标测量机X轴

5：复合式坐标测量机Z轴 6：工作台(Y轴)

7：标准器V：图像传感器

P：接触式传感器L：非接触位移传感器

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型的多传感器测量机坐标统一和精度检定的标准器做出详细说明。