[发明专利]一种复合式坐标测量机融合标定器

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合式坐标测量机融合标定器，特别适用于复合了探针 、影像、光谱共焦传感器的高精度坐标测量机的融合标定。

背景技术

测量机已成为标准尺寸检测工具，有着广泛的应用。随着零部件几何特 征的复杂化、加工尺寸的精密化，出现了复合多种传感器的坐标测量机，用 以获取全部几何特征的测量并提高测量数据的可靠性。例如，复合传统接触 式探针、影像传感器和光谱共焦传感器的坐标测量机。传统的接触式探针， 适用范围广，但测量分辨率取决于探针半径，对尺寸较小的孔洞、台阶不能 测量，也不能完成边缘点的测量，同时，测量速度较慢；影像测量适合边缘 点的检测，光谱共焦方法适于孔洞、台阶测量，且测量速度快。因此，三种 传感器形成互补，可大幅提高坐标测量机的测量能力和测量速度。

实际上，复合多种传感器已经成为坐标测量机的重要发展趋势。复合坐 标测量机的关键技术之一是：多传感器的数据融合，即使各传感器的测量数 据可统一在同一坐标系下，完成被测件几何特征的真实再现。融合标定是多 传感器数据融合的主要手段，利用标准器确定各传感器的相对位置关系，通 过坐标变换将各传感器测量数据统一到一个坐标系。融合标定技术，特别是 标准器的设计，是复合坐标测量机厂家的关键技术，一直处于保密状态。

因此，本发明的发明人亟需构思一种新技术以改善其问题。

发明内容

本发明旨在提供一种复合式坐标测量机融合标定器，其可以实现探针、 影像、光谱共焦三种传感器的两两融合标定或三者融合标定，实现高精度、 高效率的坐标测量。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种复合式坐标测量机融合标定器，包括水平工作台、标准球和球座， 所述标准球通过所述球座设置在所述水平工作台上，其中所述标准球整体为 球状，在其上设置有一圆环状的环带；所述环带设置在所述标准球的上半球 部分，其包括环带本体和设置在所述环带本体两侧的内侧壁和外侧壁，其中 所述内侧壁和/或所述外侧壁与水平线的夹角在60°-120°之间。

优选地，所述环带的半径为标准球半径的0％-80％之间，该环带的半径指 内侧壁所在的圆形的半径。

优选地，还包括水平工作台、底座、龙门架立柱、龙门架横梁、升降Z 轴和传感器模组，其中所述球座设置在所述水平工作台上，所述水平工作台 设置在所述底座上，所述龙门架立柱分立设置在所述水平工作台的两侧；所 述龙门架横梁水平设置在所述龙门架立柱上方，并与所述水平工作台所在的 平面平行；所述升降Z轴滑动设置在所述龙门架横梁上，所述传感器模组通 过升降Z轴活动设置在所述标准球的上方，所述传感器模组包括影像传感器、 探针传感器和距离传感器中的至少两种。

优选地，所述环带本体凹向所述球体的内部，其具有一定的凹向深度。

优选地，所述环带本体沿着所述球体的外表面突起，其具有一定的突起 高度。

优选地，所述标准球的材质为玻璃、碳化硅、氮化硅、蓝宝石中的一种 或者多种。

优选地，所述环带通过激光直写技术加工而成。

优选地，所述标准球的轴心与所述球座的轴心一致。

优选地，所述距离传感器为光谱共焦传感器、激光三角测距传感器、激 光聚焦传感器中的一种或者多种。

采用上述技术方案，本发明至少包括如下有益效果：

本发明所述的复合式坐标测量机融合标定器，利用传统坐标测量机常用 的标准球，在其顶部用MEMS技术制作一道圆环状的环带，即形成融合标定器 ，制作方便，成本低。用一个标定器可实现探针、影像、光谱共焦传感器的 两两融合标定或三者融合标定，操作简单方便，标定效率高。融合标定器的 加工精度很高，可用于高精度复合测量机的融合标定。另外利用多个本发明 所述标定器，进行空间排布，形成组合标定器，可完成整个测量空间内的多 传感器融合标定。

附图说明

图1为本发明所述的复合式坐标测量机融合标定器的结构示意图(略去标 准球)；

图2为本发明所述的标准球的结构示意图；

图3为标准球的俯视图；

图4为图3的局部放大图；

图5为探针传感器位置标定方法示意图；

图6为影像传感器位置标定方法示意图；

图7为光谱共焦传感器位置标定方法示意图；