[发明专利]一种一维球或锥窝阵列的高精度检测装置及检测方法

说明书

本发明公开一种一维球或锥窝阵列的高精度检测装置，包括L型基座、一维球或锥窝阵列，所述L型基座具有水平部和竖直部的L形结构，所述L型基座竖直部表面固定连接有一维球阵列或锥窝阵列，所述L型基座水平部固定连接有一维高精度位移台，在所述一维高精度位移台上固定有测头；所述测头包括固定底座，所述固定底座上按直线依次安装有透镜、分光镜以及激光器，所述分光镜一侧固定有四象限探测器，所述四象限探测器上设有电源接口及信号输出接口，所述信号输出接口连接数据采集模块相应的通道口。其方法通过几何运算可测量两标准球球心以及两锥窝之间距离。解决了锥窝精度校准问题，也使性能评价过程更加简单和方便，节省了测量成本。

技术领域

本发明属于长度检定技术领域，涉及一种一维球或锥窝阵列的高精度检测装置及检测方法。

背景技术

针对关节臂式坐标测量机或者激光跟踪仪性能评价所采用一维球或锥窝阵列的精度溯源问题，主要采用高精度三坐标测量机或者专用测量设备进行标定。但在采用上述方法对一维球阵列标定时，校准精度已经达到较高水平，但存在着拟合误差。对于锥窝精度校准来说，由于其特殊的结构问题，无论是三坐标测量机还是专用的测量仪都无法解决其精度校准问题，本发明采用非接触测量方式，可以解决两个锥窝之间精度校准问题，实现一维球或锥窝阵列高精度检测。

发明内容

本发明旨在克服上述技术的缺陷，提供一种一维球或锥窝阵列的高精度检测装置及检测方法，以解决一维球或锥窝阵列的精度溯源问题，以使关节臂式坐标测量机和激光跟踪仪性能评价过程更加简单和方便，在很大程度上节省了测量成本。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

一种一维球或锥窝阵列的高精度检测装置，包括L型基座4、一维球或锥窝阵列2，其特征在于，所述L型基座具有水平部和竖直部的L形结构，所述L型基座4竖直部表面固定连接有一维球阵列或锥窝阵列2，所述L型基座4水平部固定连接有一维高精度位移台1，在所述一维高精度位移台1上固定有测头3；所述测头包括固定在一维高精度位移台上的固定底座33，所述固定底座33上按直线依次安装有透镜32、分光镜31、激光器34，所述分光镜31一侧固定有四象限探测器35，所述四象限探测器35上设有电源接口及信号输出接口，所述信号输出接口连接数据采集模块相应的通道口，其中X方向、Y方向位移所述信号输出接口连接于数据采集模块相应的通道口。

优选地，所述一维高精度位移台，包括固定于L型基座的一维高精度位移台底座14，所述一维高精度位移台底座14上表面设有两根导轨12，两根所述导轨12上滑动连接有由电机15驱动的一维高精度位移台工作台11，所述一维高精度位移台底座14外侧通过支架固定连接有激光干涉仪13的测量反射镜，以配合激光干涉仪定位一维高精度位移台位移长度。

优选地，所述一维球阵列2，包括标准球21和球杆22，所述球杆22固定于L型基座竖直部表面，所述球杆的凹口设有磁铁，所述标准球21部分嵌入凹口中并被磁铁吸附固定。

一种一维球或锥窝阵列的高精度检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、将测头3固定在一维高精度位移台工作台11上，电机驱动一维高精度位移台1，使得测头3上激光器34的激光照射在一维球阵列其中一个标准球表面，电机15移动一维高精度位移台，直到测头3上激光器34的激光照射到一维球阵列的下一个标准球表面，然后重复上述步骤，进行测量；

(2)、y_ij表示测头由第i个标准球位置移动到第j个标准球位置时，由激光干涉仪13测得的一维高精度位移台1的位移距离，Δx_i、Δz_i是第i个标准球分别在X方向和Z方向上球心的偏移距离，Δx_j、Δz_j是第j个标准球分别在X方向和Z方向上球心的偏移距离；则由第i个标准球球心到第j个标准球的球心在X方向和Z方向上的偏移量Δx_ij、Δz_ij分别为：