一种激光轮廓仪的校准装置的制作方法

1.本实用新型涉及设备校准的技术领域，尤其涉及一种激光轮廓仪的校准装置。


背景技术：

2.激光轮廓测量仪(以下简称激光轮廓仪)是采用高精度激光位移传感器，非接触实时监测被测物轮廓变化数据的精密设备。其工作原理是：激光轮廓测量仪发射激光光线，激光经柱面物镜扩散为条状光束，光束照射到所测物体表面经反射回到激光轮廓仪的cmos上成像，通过感知光线方向与高度方向的测量信息，最终完成物体轮廓的测量。
3.由于激光轮廓仪多用于精密加工产品的非接触在线检测，为了保证其量值准确，需要对激光轮廓仪进行定期校准。目前常用的校准方式是使用可以复现不同量值的标定块或者具有多个不同测量尺寸的标定块对激光轮廓仪进行校准。
4.但目前常用的校准方式有如下技术问题，由于标定块与激光轮廓仪是分体式结构，当需要进行不同项目的测量时，需要不停移动标定块或激光轮廓仪，每次移动会改变标定块与激光轮廓仪的相对位置，造成不同个角度或位置等偏差，导致测量存在较大的误差，降低校准的准确率。


技术实现要素：

5.本实用新型提出一种激光轮廓仪的校准装置，所述激光轮廓仪的校准装置在标定块中设有可供激光轮廓仪作参考校正的导轨，以减少标定块与激光轮廓仪因相对位置改变而造成的测量误差，提高校准的准确率。
6.本实用新型实施例的第一方面提供了一种激光轮廓仪的校准装置，所述激光轮廓仪的校准装置包括：导轨滑块、标定块、支架和激光轮廓仪；
7.所述标定块设置在所述导轨滑块上，所述支架包括支架横梁，所述激光轮廓仪设置在所述支架横梁的底面，所述导轨滑块设置在所述支架横梁下方，并与所述激光轮廓仪设置在同一垂直线上。
8.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述导轨滑块包括导轨、滑块和调平旋钮；
9.所述导轨呈工字型，所述滑块设置在所述导轨的顶面，并在所述导轨的顶面来回移动，所述调平旋钮设置在所述导轨的底面。
10.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述滑块的侧面设有垂直于所述导轨的棱边，且所述棱边与所述滑块在所述导轨的移动方向相平行。
11.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述滑块的顶面光滑平整且所述滑块的顶面设有若干个用于吸附所述标定块的磁性吸附点。
12.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述标定块的顶面设有若干个相同或不同的标准模块，每个所述标准模块设有一组标准值。
13.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述标定块的底面的中心位置设有标定水平泡。
14.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述支架还包括底座，所述支架横梁设置在所述底座上。
15.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述底座设有调平与升降旋钮，所述调平与升降旋钮卡接在所述支架横梁，以调整所述支架横梁上升或下降的位置。
16.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述支架横梁的中心位置还设有支架水平泡，所述支架水平泡与所述激光轮廓仪触碰连接。
17.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述支架横梁还设有多个螺栓孔，所述支架横梁通过所述螺栓孔与所述激光轮廓仪固定连接。
18.相比于现有技术，本实用新型实施例提供的一种激光轮廓仪的校准装置，包括以下有益效果：本实用新型设有导轨滑块和标定块，通过导轨滑块固定标定块并对准标定块，当标定块与激光轮廓仪出现相对移动时，可以让标定块与激光轮廓仪可以以导轨滑块作参考物作校正，减少调整相对位置的次数和因相对移动时造成不同个角度或位置等偏差，减少出现误差的概率，提高激光轮廓仪校准的准确率与校准效率。
附图说明
19.图1是本实用新型一实施例提供的一种激光轮廓仪的校准装置的结构示意图；
20.图2是本实用新型一实施例提供的导轨滑块的结构示意图；
21.图3是本实用新型一实施例提供的标定块的结构示意图；
22.图4是本实用新型一实施例提供的支架的结构示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.目前常用的校准有如下技术问题，由于标定块与激光轮廓仪是分体式结构，当需要进行不同项目的测量时，需要不停移动标定块或激光轮廓仪，每次移动会改变标定块与激光轮廓仪的相对位置，造成不同个角度或位置等偏差，导致测量存在较大的误差，降低校准的准确率。
25.为了解决上述问题，下面将通过以下具体的实施例对本技术实施例提供的一种激光轮廓仪的校准装置进行详细介绍和说明。
26.参照图1，示出了本实用新型一实施例提供的一种激光轮廓仪的校准装置的结构示意图。
27.其中，作为示例的，所述激光轮廓仪的校准装置可以包括：导轨滑块1、标定块2、支架3和激光轮廓仪4；
28.所述标定块2设置在所述导轨滑块1上，所述支架3包括支架横梁31，所述激光轮廓仪4设置在所述支架横梁31的底面，所述导轨滑块1设置在所述支架横梁31下方，并与所述激光轮廓仪4设置在同一垂直线上。
29.具体地，所述导轨滑块1和标定块2与激光轮廓仪4可以保持一定的间距，该间距可
以是激光轮廓仪4的作测试校准的间距。
30.参照图2，示出了本实用新型一实施例提供的导轨滑块的结构示意图。为了方便调整标定块2，让标定块2可以来回移动，所述导轨滑块1包括导轨11、滑块12和调平旋钮13；
31.所述导轨11呈工字型，所述滑块12设置在所述导轨11的顶面，并在所述导轨11的顶面来回移动，所述调平旋钮13设置在所述导轨11的底面。
32.具体地，滑块12可以沿着导轨11的顶部来回移动，并在移动过程中带动标定块2来回移动。
33.调平旋钮13可以用于校准导轨11，使导轨11处于水平状态。
34.参照图2，为了让滑块12和导轨11可以保持垂直且方便用户调整滑块12和标定块2的位置，在本实施例中，所述滑块12的侧面设有垂直于所述导轨11的棱边，且所述棱边与所述滑块12在所述导轨11的移动方向相平行。
35.该棱边为滑块12的前棱边，具体是指滑块12正面上棱边，前棱边平直且垂直于导轨11滑动方向。
36.参照图2，为了能让标定块2与滑块12贴合得更加牢固，防止标定块2在移动过程中与滑块12脱离，在本实施例中，所述滑块12的顶面光滑平整且所述滑块12的顶面设有若干个用于吸附所述标定块2的磁性吸附点14。
37.具体地，若干个磁性吸附点14可以分别设置在滑块12顶面的各个顶点和侧边的边沿。
38.参照图3，示出了本实用新型一实施例提供的标定块的结构示意图，由于标定块2需要见不同的标定，为了满足校准要求，在本实施例中，所述标定块2的顶面设有若干个相同或不同的标准模块，每个所述标准模块设有一组标准值。
39.在可选的实施例中，标准模块可以包括对齐基线模块21、角度与点线距标定标准模块22、r角标定标准模块23、半圆直径与面积标定标准模块24和宽度与高差标准模标准模块25等等。
40.不同的标准模块可以进行不同的标定，在实际操作中，用户也可以根据实际需要进行调整，可以调整标准模块的数量以及标准模块的类型。
41.在安装固定标定块2时，为了能让标定块2保持水平以及让用户可以调整标定块2的角度，在本实施例中，所述标定块2的底面的中心位置设有标定水平泡26。
42.参照图4，示出了本实用新型一实施例提供的支架的结构示意图。在一可选的实施例中，所述支架3还包括底座32，所述支架横梁31设置在所述底座32上。
43.底座32可以支撑起支架横梁31，使得支架横梁31上的激光轮廓仪4与导轨11滑块121和标定块2保持一定的检测校准间距。
44.为了方便用于调整支架横梁31的高度以及激光轮廓仪4与导轨11滑块121和标定块2相互之间的检测校准间距，在一实施例中，所述底座32设有调平与升降旋钮33，所述调平与升降旋钮33卡接在所述支架横梁31，以调整所述支架横梁31上升或下降的位置。
45.参照图4，具体地，支架横梁31可以设置在底座32上，通过调平与升降旋钮33固定支架横梁31在底座32的高度，当支架横梁31到达用户所需的高度时，可以拧紧调平与升降旋钮33。当用户需要调整支架横梁31时，可以松开调平与升降旋钮33。
46.由于激光轮廓仪4设置在支架横梁31上，为了让激光轮廓仪4与支架横梁31保持平
行且平稳，在一实施例中，所述支架横梁31的中心位置还设有支架水平泡34，所述支架水平泡34与所述激光轮廓仪4触碰连接。
47.在又一可选的实施例中，为了能让激光轮廓仪4可以固定得更加牢固，所述支架横梁31还设有多个螺栓孔35，所述支架横梁31通过所述螺栓孔35与所述激光轮廓仪4固定连接。
48.在进行校准前，用户可以预先完成以下的准备操作：
49.(1)安装固定：将被校准的激光轮廓仪通过螺栓孔安装在支架横梁上，将标定块安置在导轨滑块上，再将导轨滑块和标定块的整体安装在支架横梁的正下方。
50.(2)调高、调平：根据激光轮廓仪的检测校准参数，调节调平与升降旋钮，使激光轮廓测量仪距离标定块处于规定的测量高度，并使支架水平泡保持水平状态。接着再调节调平旋钮，让导轨处于水平状态，并使得标定水平泡处于水平状态。
51.(3)对齐：打开激光轮廓仪，让使标定块前棱边与滑块前棱边对齐。整体调整导轨滑块与标定块，使对齐基线模块与激光轮廓仪的激光束对齐。
52.(4)测量：缓慢推动导轨滑块，依次测量标定块的角度、点线距、r角、半径、面积、宽度、高差等参数。
53.(5)数据处理：通过将测量结果与标准值进行对比，得到各个计量参数的示值误差与重复性误差。
54.在校准过程与数据时，用户可以在被校准的激光轮廓仪的z轴高度测量范围内选取3个校准点，在调平与对齐完成的前提下，缓慢推动滑块沿被校准的激光轮廓仪的y轴反方向移动。接着分别记录激光轮廓仪在3个高度校准点位置下的一系列角度、点线距离、r角、半圆直径、半圆面积、高差与宽度等量值。每组测量三次，按照公式(1)计算各个量值的示值误差，按照公式(2)计算重复性。
[0055][0056][0057]
上式中，a1、a2、a3分别为激光轮廓仪的某项被测量的3次测量值，a0为标定块的标准值，d为示值误差；a
max
为第i校准点3次测量结果的最大值，a
min
为第i校准点3次测量结果的最小值，r为重复性,c为极差系数。
[0058]
z轴的工作范围：通过调节调平与升降旋钮，使被校准的激光轮廓仪从上至下移动，通过观察轮廓仪z轴数据显示，记录z轴从出现数据感应到数据感应消失时z轴的支架移动距离，即为z轴的工作范围。
[0059]
在本实施例中，本实用新型实施例提供的一种激光轮廓仪的校准装置，包括以下有益效果：本实用新型设有导轨滑块和标定块，通过导轨滑块固定标定块并对准标定块，当标定块与激光轮廓仪出现相对移动时，可以让标定块与激光轮廓仪可以以导轨滑块作参考物作校正，减少调整相对位置的次数和因相对移动时造成不同个角度或位置等偏差，减少出现误差的概率，提高激光轮廓仪校准的准确率和校准效率。
[0060]
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润
饰也视为本实用新型的保护范围。