[发明专利]一种基于数控车床的回转类结构特征零件轮廓激光在机测量装置与方法

摘要

本发明涉及一种基于数控车床的回转类结构特征零件轮廓激光在机测量装置与方法，设计可调可拆卸式夹具来装夹传感器，将其装配体通过侧边定位方式安装在车床刀架上，并采用陶瓷标准球对测头进行位姿标定；随后调用测量程序，测量零件曲面离散点到测头的距离值，结合机床坐标，编译算法将一维距离值转换为三维坐标值，得到点云数据；分析处理点云数据并重构其模型，与理论模型对比，分析其误差值及产生原因，实现对回转类零件轮廓型面的高效精密在机测量。本发明实现对回转类结构特征零件轮廓的在机测量及误差分析，测量速度快、精度高，在非接触式激光在机测量研究领域有较好的实用价值和应用前景。

主权项

1.一种基于数控车床的回转类结构特征零件轮廓激光在机测量方法，其特征在于：设计可调可拆卸式夹具来装夹传感器，将其装配体通过侧边定位方式安装在车床刀架上，并采用陶瓷标准球对测头进行位姿标定；随后调用测量程序，测量零件曲面离散点到测头的距离值，结合机床坐标，编译算法将一维距离值转换为三维坐标值，得到点云数据；分析处理点云数据并重构其模型，与理论模型对比，分析其误差值及产生原因，实现对回转类零件轮廓型面的高效精密在机测量；该测量方法包括以下步骤：步骤一、将激光位移传感器与夹具座安装完成，将其装配体依靠侧边定位方式与刀架装配，拧紧固定；步骤二、初步高度校准后，利用三爪卡盘夹紧末端为直径25mm的陶瓷标准球部件，采用最小二乘算法对传感器进行位姿标定，确定其单位矢量方向；步骤三、将待测工件用三爪卡盘夹紧，测量传感器发射端到轮廓表面的一维距离值，结合机床z向位移坐标，依据其数学模型编译C++语言算法，将一维距离值转化为三维点云坐标；步骤四、处理点云数据，导入UG，采用分段拟合方法对点云进行模型重构，并与理论模型进行对比，分析不同型面处误差值，综合考虑测量效率和测量精度，优选测量方案。