[发明专利]基于组合点激光测头的未知自由曲面测量方法与测头装置

摘要

本发明公开了一种基于组合点激光测头的未知自由曲面测量方法与测头装置。将三个点激光测头安装在三坐标测量机的Z轴上，主激光测头在前，竖直放置；左、右激光测头在后，斜向放置，与竖直方向成120°。测量时，首先由主激光测头，对被测量曲面进行等间距逐行扫描，并对扫描数据进行逐行处理，根据截面线上点的外法线，与X轴正方向所成角度θ的值，把截面线离散成θ∈[0°，60°]、θ∈[60°，120°]、θ∈(120°， 180°]的曲线段，记录它们的位置。以这些位置值，指导左、右激光测头，分别对θ∈[0°，60°)，θ∈(120°，180°]的截面段进行二次测量。通过多测头数据组合，实现对未知自由曲面的完整测量。利用点激光测头的组合，实现倾角在[0°，180°]内的复杂自由曲面的完整测量。

主权项

1.一种基于组合点激光测头的未知自由曲面测量方法，其特征在于：该方法的步骤为：1)主激光测头根据事先设定的测量边界与采样步长，对被测曲面进行等间距逐行扫描，并记录各个截面的扫描数据及对应行号；2)每完成一个截面的扫描，数据处理线程开启；该线程首先对截面数据进行去噪音点处理；接着将处理后的数据点拟合成三次NURBS曲线；然后根据曲线上，点的外法线与机器坐标系X轴正方向，所成角度θ的大小，将曲线离散成θ∈[0°，60°)、θ∈[60°，120°]、θ∈(120°，180°]的三种曲线段，分别记为第II、I、III类曲线段，并记录它们的位置，同时将形成第I类曲线段的测量点记为主数据；最后，根据第II类曲线段的分布位置，为左激光测头的二次测量，规划好测量路径；根据第III类曲线段的分布位置，为右激光测头的二次测量，规划好测量路径；当前截面数据处理完成后，该线程终止，到主激光测头扫描完下一个截面后，再重新开启；3)主激光测头完成测量后，系统根据“数据处理线程”提供的左激光测头的测量路径，对第II类曲线段处的截面进行二次测量，并记录测量数据与对应行号，记为左数据；4)左激光测头完成测量后，系统根据“数据处理线程”提供的右激光测头的测量路径，对第III类曲线段处的截面进行二次测量，并记录测量数据与对应行号，记为右数据；5)测量完成后，系统以行号为基准，合并主数据、左数据和右数据，并作为最后的测量结果。