[发明专利]基于多轴精密运动机构的微小零件三维形貌测量方法

说明书

一种基于多轴精密运动机构的微小零件三维形貌测量方法，属于微小零件非接触形貌测量技术领域。本发明为解决现有微小零件的三维形貌很难获得精确测量的问题。包括：将被测目标固定在三维电动平移台的z轴升降台上，视觉测头固定在二维转台上，并使被测目标的中心位于二维转台的两轴线交点处，将两轴线交点处作为坐标原点，使视觉测头的光轴通过坐标原点；控制二维转台旋转带动视觉测头绕坐标原点二维旋转扫描，实现对被测目标的三维形貌观测。本发明可实现微小零部件表面三维形貌精确测量。

技术领域

本发明涉及基于多轴精密运动机构的微小零件三维形貌测量方法，属于微小零件非接触形貌测量技术领域。

背景技术

在工业和国防等行业中，经常会有微小零件三维尺寸的检测需求，对各种复杂形状的微小零件进行三维形貌检测始终是个难题。由于尺寸太小，各种基于结构光的扫描仪很难精确地测出零件的三维尺寸信息，同时各种接触式检测设备如三坐标测量机也很难实现微小零件的三维形貌测量。

发明内容

针对现有微小零件的三维形貌很难获得精确测量的问题，本发明提供一种基于多轴精密运动机构的微小零件三维形貌测量方法。

本发明的一种基于多轴精密运动机构的微小零件三维形貌测量方法，包括，

将被测目标固定在三维电动平移台的z轴升降台上，视觉测头固定在二维转台上，并使被测目标的中心位于二维转台的两轴线交点处，将两轴线交点处作为坐标原点，使视觉测头的光轴通过坐标原点；

控制二维转台旋转带动视觉测头绕坐标原点二维旋转扫描，实现对被测目标的三维形貌观测。

根据本发明所述的基于多轴精密运动机构的微小零件三维形貌测量方法，所述被测目标通过水平支撑架固定在三维电动平移台的z轴升降台上。

根据本发明所述的基于多轴精密运动机构的微小零件三维形貌测量方法，所述三维电动平移台包括x轴平移台、y轴平移台和z轴升降台，

x轴平移台位于底层，y轴平移台安装于x轴平移台的运动工作台上，x轴平移台和y轴平移台的运动方向互相垂直；z轴升降台安装于y轴平移台的运动工作台上，z轴升降台的运动方向垂直于xy平面。

根据本发明所述的基于多轴精密运动机构的微小零件三维形貌测量方法，水平支撑架的一端固定于z轴升降台的运动工作台中心，另一端连接被测目标。

根据本发明所述的基于多轴精密运动机构的微小零件三维形貌测量方法，二维转台包括水平轴转台和竖直轴转台，竖直轴转台位于底层，水平轴转台安装于竖直轴转台的旋转工作台上；水平轴转台和竖直轴转台的轴在空间上正交。

根据本发明所述的基于多轴精密运动机构的微小零件三维形貌测量方法，视觉测头通过调焦平移台固定于水平轴转台的旋转工作台上；

调焦平移台的运动方向垂直于水平轴转台和竖直轴转台的旋转轴所成平面。

根据本发明所述的基于多轴精密运动机构的微小零件三维形貌测量方法，调焦平移台的运动方向与视觉测头的光轴方向一致。

根据本发明所述的基于多轴精密运动机构的微小零件三维形貌测量方法，所述x轴平移台、y轴平移台、z轴升降台、水平轴转台和竖直轴转台均为气浮平台。

根据本发明所述的基于多轴精密运动机构的微小零件三维形貌测量方法，x轴平移台、y轴平移台和z轴升降台的行程均为±80mm，全行程范围内角度误差≤1，定位精度为0.5μm。

根据本发明所述的基于多轴精密运动机构的微小零件三维形貌测量方法，水平轴转台和竖直轴转台的角定位精度为2，径向跳动量为1μm，水平跳动量为1μm。