基于球形目标的激光位移传感器光束方向标定

摘要：

搭建了非接触式的三坐标测量系统以便精密测量三维型面.将激光位移传感器通过具有两个回转轴的回转体安装在测量机的Z轴上,从而可根据待测表面的形状来调整传感器的方位.为了使传感器在各个方位上实现测量功能,提出了基于球形目标的光束方向标定方法,并详细阐述了其数学原理.标定时,驱动测量机使传感器分别沿测量机的X,y和Z轴做等间距步进,根据步长和激光束长度的变化建立方程组求解出激光束所在直线的单位方向向量.最后,多次测量尺寸参数已知的六面体标准块规,检验了该测量系统的重复性.结果显示,该系统的测量不确定度为0.048 mm;测量另一直径已知的被测球时,传感器在各个方位上的误差小于0.05 mm,表明所提出的标定方法使测量系统达到了逆向工程的使用要求.得到的数据表明,本文所提出的方法有较高的标定精度和较好的重复性,为实现三维型面的快速扫描测量奠定了基础.

关键词：激光位移传感器、光束方向、非接触测量、三维型面测量、三坐标测量机、标定

所属期刊栏目：23

分类号：TN249;TP212.12(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家科技重大专项资助项目2013ZX04011031

在线出版日期：2015-05-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：678-685