[发明专利]一种量程扩展器及其测量方法、测量系统

说明书

本发明公开了一种量程扩展器，其包括扩展支架和分别设于扩展支架两侧的第一标准球组和第二标准球组。本发明还提供了一种上述量程扩展器的测量方法，利用两组标准球组相互固定的位置关系，将坐标测量机在不同测量位置处的坐标系拟合统一在同一个坐标系下，使得坐标测量机的测量范围向任意方向延伸，从而达到扩展坐标测量机量程的目的，现场大范围测量时，只需选用便携式坐标测量机并辅以本量程扩展器即可，其结构简单、易操作，不仅能大幅提高测量效率和测量精度，还能大大节省测量成本。另外，本发明还提供一种测量系统，其包括坐标测量机和上述量程扩展器。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体涉及一种量程扩展器及其测量方法、测量系统。

背景技术

在一些产品(如汽车)的研发试制过程中，通常都需要对产品及其生产线进行现场测量(尺寸或坐标的测量)和验证。一般选用常用的便携式坐标测量机和量程大的激光跟踪仪这两种测量设备完成现场测量，前者量程偏小，因而测量范围小，但因其购买投入少、维护成本低而被广泛采用，后者量程大，但因其购买昂贵、维护成本高而使一般企业望而却步，较少采用。为了解决便携式坐标测量机量程不足的问题，通常采用“分布局部测量法”，即将整个需要测量的范围分解成若干个局部，再用便携式坐标测量机分步、分区域进行测量，但测量过程需要多次进行拼接，导致累积误差大、工作效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于扩展坐标测量机量程的量程扩展器。还提供一种该量程扩展器的测量方法。另外，还提供一种使用该量程扩展器的测量系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种量程扩展器，其包括扩展支架、第一标准球组和第二标准球组，所述第一标准球组和第二标准球组分别设于所述扩展支架的两侧，所述第一标准球组和第二标准球组的标准球数量相同且不少于三个。

上述的量程扩展器中，所述第一标准球组和所述第二标准球组分别设于所述扩展支架的两端端部，或者，所述第一标准球组和所述第二标准球组分别设于所述扩展支架的两端端部及端部与中部之间的部位。

上述的量程扩展器中，所述第一标准球组和第二标准球组中的任意两个标准球之间设有间距。

上述的量程扩展器中，所述标准球的半径均相同。

上述的量程扩展器中，所述标准球通过焊接或粘胶固定在所述扩展支架上。

本发明还提供一种量程扩展器的测量方法，其包括如下步骤：

步骤一，确定上述任一项内容所述的量程扩展器的第一标准球组中的标准球与第二标准球组中的标准球之间一一对应的位置关系和位置关系函数；

步骤二，将坐标测量机置于第一测量位置，测量出第一标准球组的各个标准球在坐标测量机于第一测量位置处坐标系下的中心坐标；根据所述位置关系函数计算出第二标准球组的各个标准球在坐标测量机于第一测量位置处坐标系下的理论中心坐标；

步骤三，将坐标测量机移至第二测量位置，测量出第二标准球组的各个标准球在坐标测量机于第二测量位置处坐标系下的实际中心坐标；

步骤四，将第二标准球组的各个标准球的实际中心坐标与理论中心坐标逐一对应并拟合统一，从而将坐标测量机于第二测量位置处坐标系拟合统一到坐标测量机于第一测量位置处坐标系，实现坐标测量机的量程扩展。

上述的量程扩展器的测量方法中，当每组标准球组中的标准球数量大于三个时，测量时选取每组标准球组中的三个或者少于总数的标准球进行坐标测量。

上述的量程扩展器的测量方法中，所述位置关系函数为一次函数。

上述的量程扩展器的测量方法中，所述位置关系函数为极坐标函数。

本发明还提供一种测量系统，其包括坐标测量机以及上述任一项内容所述的量程扩展器。