[发明专利]蜂窝芯表面轮廓测量方法

权利要求书

1.一种蜂窝芯表面轮廓测量方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：测量平台搭建

在三轴数控机床的工作台上搭建蜂窝芯的测量平台，其中O-XYZ坐标系为机床运动坐标系；

将蜂窝芯固定于工作台，根据待测蜂窝芯表面对面的面形形状，设计对应支撑结构；

线激光传感器安装在三轴数控机床，使线激光的入射方向沿着Z方向；线激光沿Y轴或X轴做直线扫描运动，做固定步距扫描测量；线激光测量时记录每条激光线对应的测头运动坐标；

步骤2：确定线激光测头的安装误差角

将线激光测头安装的倾斜误差依次分解为绕Z轴旋转α_Z角度，绕Y轴旋转α_y角度，绕X轴旋转α_x角度；线激光测量后的数据坐标系与机床坐标系存在错位，另建立线激光测量数据坐标系为o_l-x_ly_lz_l，其中x_l轴和z_l轴为线激光测量数据本身的坐标，x_l轴为激光线方向，z_l轴为测量高度值，y_l轴为沿机床运动方向为线激光补充的坐标轴；

为确定线激光测头绕Z轴的安装误差角α_Z，绕Y轴的安装误差角α_y和绕X轴的安装误差角α_x，进行规定路径扫描蜂窝芯；

利用扫描后的数据计算出线激光测头绕Z轴的安装误差角α_Z、绕Y轴的安装误差角α_y和绕X轴的安装误差角α_x；

步骤3：扫描待测蜂窝芯

线激光测头校准后，由数控机床带动传感器按照一定路径扫描，确保整个蜂窝芯都被扫描到；

步骤4：被测蜂窝芯表面重建

根据线激光测头的安装误差角和所记录的机床的运行坐标，确定出坐标变换矩阵，将测量的在线激光坐标系下的测量数据经坐标变换统一到全局坐标系；坐标变换关系为：

P＝R_l×P_l+T (9)

其中P(X,Y,Z)为测量后的数据在全局坐标系下对应的坐标，P_l(x_l,0,z_l)为线激光测量的数据，旋转变换矩阵R_l为：

R_l＝R_x(α_x)×R_y(α_y)×R_z(α_Z) (10)

R_x，R_y，R_z分别为α_x，α_y，α_Z三个误差角所对应的旋转变换矩阵；T＝[x₀,y₀,z₀]^T为测量数据对应的传感器测头在机床中的坐标；

对全局坐标系下的测量数据进行蜂窝芯表面的重建。

2.根据权利要求1所述的蜂窝芯表面轮廓测量方法，其特征还在于所述线激光沿Y轴做直线运动，做固定步距扫描测量的实现方法为：

利用Y轴电机的编码器脉冲信号或光栅尺反馈信号作为线激光测量的触发信号，编码器脉冲的间隔即为线激光测量的步距Δ_y；

将机床的三个轴的编码器脉冲信号或者是光栅尺反馈信号，接入脉冲计数处理系统，在Y轴电机的编码器脉冲信号或光栅尺反馈信号触发线激光测量时，同时触发该脉冲计数处理系统记录下三个轴的脉冲数，根据脉冲数与实际运动的距离的关系，能够确定测头运动坐标[x₀,y₀,z₀]。