[发明专利]一种正交点激光双测头位姿标定试件

权利要求书

1.一种正交点激光双测头位姿标定试件，其特征在于，其包括装夹轴段(Ⅰ)、水平测头标定轴段(Ⅱ)、竖直测头标定轴段(Ⅲ)；

所述装夹轴段(Ⅰ)位于标定试件坐标系Z轴负方向的端部，装夹轴段(Ⅰ)包括定位圆柱面(101)和夹紧棱柱面(102)；定位圆柱面(101)轴线与试件坐标系Z轴轴线重合，其端面与试件坐标系XOY基准面的距离为已知固定值；夹紧棱柱面(102)为所述标定试件固定于检测装置的吸合面，其轴线与试件坐标系Z轴轴线重合；

所述水平测头标定轴段(Ⅱ)由校准偏心圆柱面(201)、校准圆柱面(202)、周边找正平面(203)、凸台式阶梯面(204)、”十”字槽(205)、周边校准凸台(206)、水平标定片(207)组成；所述校准偏心圆柱面(201)位于装夹轴段(Ⅰ)的上部，其轴线沿试件坐标系X、Y方向偏离已知固定值；所述校准圆柱面(202)位于校准偏心圆柱面(201)的上部，其轴线与试件坐标系Z轴重合，构成水平测头坐标系标定后的检验特征面；

所述周边找正平面(203)位于校准圆柱面(202)的上部，与凸台式阶梯面(204)相互垂直，且到试件坐标系Z轴的距离为已知固定值，标定过程中，在周边找正平面(203)X方向探测已知间隔距离的两点，利用水平测头(401)反馈的两点位置差值，计算出标定试件绕Z轴的旋转找正角度，构成水平测头坐标系Y轴线性零位的标定特征；凸台式阶梯面(204)的每个阶梯面相互平行且相对距离已知，每个凸台式阶梯面(204)的横向直角棱边与纵向直角棱边相互垂直；”十”字槽(205)所在平面与周边找正平面(203)关于试件坐标系XOZ基准面对称，所述”十”字槽(205)关于试件坐标系YOZ基准面对称，其横截面为矩形，其水平槽的对称面与试件坐标系XOY基准面重合，”十”字槽(205)的槽宽为已知固定值且大于水平测头(401)测量范围内的最大光斑尺寸，在探测过程中，”十”字槽(205)横向和纵向的直角棱边可触发水平测头测量值的突变，构成水平测头坐标系X、Z轴线性零位的标定特征；所述周边校准凸台(206)所在平面与凸台式阶梯面(204)关于试件坐标系YOZ基准面对称，所述周边校准凸台(206)中心与试件坐标系X轴重合，其顶部特征面与试件坐标系XOY基准面平行，周边校准凸台(206)的长、宽、高为已知特征值；

所述竖直测头标定轴段(Ⅲ)位于水平测头标定轴段(Ⅱ)的上部，由圆环式阶梯面(301)、顶部校准凸台(302)、顶部找正平面(303)、”T”型槽(304)、竖直标定片(305)组成；顶部找正平面(303)与试件坐标系XOY基准面的距离为已知固定值，构成竖直测头坐标系Z轴线性零位的标定特征，如果标定试件在Z轴方向有偏转角度，则竖直测头(402)沿试件坐标系Y向探测已知距离的两点，并在探测的起点与终点沿-X方向进行第二次探测，直至”T”型槽(304)的水平直角棱边触发突变，若起点与终点的第二次探测距离存在位置差，则可通过位置差与第一次探测的已知距离计算出Z轴的旋转找正角度；”T”型槽(304)所在平面与顶部找正平面(303)重合，其横截面为矩形，所述”T”型槽(304)关于试件坐标系XOZ基准面对称，且”T”型槽(304)水平槽的对称面与试件坐标系YOZ基准面重合，所述”T”型槽(304)的槽宽为已知固定值，且大于竖直测头(402)测量范围内的最大光斑尺寸，竖直测头(402)在横向和纵向探测过程中，”T”型槽(304)直角棱边可触发竖直测头(402)测量值的突变，构成竖直测头坐标系X、Y轴线性零位的标定特征；圆环式阶梯面(301)的每个阶梯面相互平行且相对距离已知；所述顶部校准凸台(302)中心与试件坐标系Z轴重合，其长、宽、高为已知特征值。

2.根据权利要求1所述的一种正交点激光双测头位姿标定试件，其特征在于水平标定片(207)的厚度与水平测头(401)焦点处光斑直径相等，竖直标定片(305)的厚度与竖直测头(402)焦点处光斑直径相等，不同厚度的标定片可适应不同型号的点激光测头。

3.根据权利要求1所述的一种正交点激光双测头位姿标定试件，其特征在于水平测头标定轴段(Ⅱ)的周边找正平面(203)、凸台式阶梯面(204)、”十”字槽(205)、周边校准凸台(206)按照标定、校准过程中的工位顺序间隔90°分布。