具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述：

如图1所示，一种用于环形薄壁工件的双传感器测量系统，包括XY定位平台、旋转台103、手调台105、Z向驱动平台109、两个传感器调节装置以及两个距离传感器107。

所述XY定位平台具有X方向移动的X向驱动平台102以及Y方向移动的Y向驱动平台101，主要用于环形薄壁工件的移动与定位。在XY定位平台上设置有用于Z向旋转的旋转台103，所述旋转台103上设置有手调安装位104，手调安装位104安装有手调台105，手调台105上设置有装夹环形薄壁工件106的工件载具，所述手调台105用于微调环形薄壁工件106的位置，本实施例中，手调台105主要用于环形薄壁工件在X/Y向的移动以及旋转调节。

所述手调台105包括用于X向移动的X向平移微调组件、用于Y向移动的Y向平移微调组件、用于绕X向旋转的X向倾角台110以及用于绕Y向旋转的Y向倾角台111。当距离传感器107测量出环形薄壁工件中心轴与旋转台103的转轴轴线的偏移量时，该结构不仅可以通过X向平移微调组件消除X向偏移量、通过Y向平移微调组件来消除Y向的偏移量，还可以通过X向倾角台110和Y向倾角台111来消除环形薄壁工件106所在的空间倾斜角度，适用于中心轴和底面不垂直的环形薄壁工件106，确保测量前环形薄壁工件106的中心轴是重合旋转台103的旋转轴线，以便于提高测量精度。

在本实施例，所述手调安装位104为一固定在手调台105底部的安装板，安装板通过螺钉固定在所述旋转台103上。所述工件载具为一环形座，环形薄壁工件106的底部安装在所述环形座的内圈，并通过紧固件实现装夹。

所述Z向驱动平台109用于距离传感器107在Z方向上移动与定位，其上通过传感器安装架108对称设置有两个用于调节距离传感器107位置的传感器调节装置，每个传感器调节装置上对应安装有一个距离传感器107。

本实施例中，所述距离传感器107为色散共焦传感器，竖直设置在所述传感器调节装置，并具有90°出光的光源，且距离传感器107的光路相互对齐，用于测量距离传感器107到环形薄壁工件106内外壁的距离、以及测量环形薄壁工件106的面形、圆度、圆柱度等，其精度为nm级。

具体地，所述Z向驱动平台109上对称设置有用于调节距离传感器107位置的传感器调节装置，传感器调节装置包括用于Z向移动的Z向平动微调组件112、用于X向移动的X向平动微调组件113、用于绕Z向旋转的Z向角度微调组件114以及用于绕Y向旋转的Y向角度微调组件115。所述传感器调节装置可以调节距离传感器107在Z/X向的位置以及Z/Y向的角度，方便距离传感器10的光路调节。

本实施例还设置有标准球116，其直径8mm，加工精度为30nm，可拆卸安装在手调台105上。

测量前，标准球116安装在手调台105上，通过调节X向驱动平台102、Y向驱动平台101、Z向驱动平台109调整标准球116的位置，以及通过传感器调节装置调整距离传感器107的光路位置，当距离传感器107的光路对准标准球116的球心时，光路即为对齐。光路对齐后，拆除标准球116即可。

在本实施例中，X向驱动平台102、Y向驱动平台101以及Z向驱动平台109均包括伺服电机、丝杆传动结构以及滑台，伺服电机通过丝杆传动结构带动滑台做直线运动，一般其行程在1000mm以内，精度在μm级。

X向平移微调组件、Y向平移微调组件、Z向平动微调组件112以及X向平动微调组件113的结构均与驱动平台结构类似，一般手动控制丝杆传动结构带动滑台做直线运动，其行程在mm级别，调节精度在μm级别。

X向倾角台110、Y向倾角台111、Z向角度微调组件114以及Y向角度微调组件115的结构均类似，均包括开设有弧形槽的安装座、设置有弧形底面的转动块以及微调组件，转动块通过微调组件转动设置在安装座上，使转动块可以绕着弧形槽的轴线转动，从而实现角度调节。所述角度调节范围在±10°，调节精度在0.01°。

一种用于环形薄壁工件的双传感器测量方法，基于上述的用于环形薄壁工件的双传感器测量系统。

在测量环形薄壁工件106之前，首先进行两个位移传感器107的光路对齐操作：

首先，将标准球116安装在手调台105上，通过移动X向驱动平台102、Y向驱动平台(101)以及Z向驱动平台109，使标准球116移动至两个位移传感器之间。其次，调节传感器调节装置的Y方向的自由度，使标准球116位于两个位移传感器的量程范围以内；再调节传感器调节装置的X、Z方向的自由度，使两个位移传感器的光路对准标准球116的球心。如图2所示，实现两个位移传感器107的光路对齐，此时拆除标准球116。

然后开始环形薄壁工件的对心与检测，其包括以下步骤：

第一步：安装环形薄壁工件106至工件载具；

第二步：移动XY定位平台，使环形薄壁工件106移动至两个距离传感器107的下方；再移动Z向驱动平台109，使两个距离传感器107移动至底部环形薄壁工件106的水平截面a所在的薄壁处，如图3所示；

第三步：通过控制旋转台103旋转和X向驱动平台102平移测量环形薄壁工件106，并记录距离传感器107的读数，根据几何关系计算出环形薄壁工件106在水平截面a处圆心相对于旋转台103旋转轴线的偏心坐标O_a(x_a，y_a，z_a)；

第四步：移动Z向驱动平台109，使两个距离传感器107移动至顶部环形薄壁工件106的水平截面b所在的薄壁处；

第五步：通过控制旋转台103旋转和X向驱动平台102平移，测量环形薄壁工件106，并记录距离传感器107的读数，根据几何关系计算出环形薄壁工件106在水平截面b处圆心相对于旋转台103的旋转轴线的偏心坐标O_b(x_b，y_b，z_b)；

第六步：根据水平截面a和水平截面b处圆心的偏心坐标，计算环形薄壁工件106的中心轴在YZ平面的倾角α以及在XZ平面上的倾角β，公式如下：

第七步：根据倾角α和β，分别调节手调台105绕X轴、Y轴旋转的自由度，使得环形薄壁工件106的中心轴与旋转台103的旋转轴线平行，实现测量环形薄壁工件106的倾角调节。

第八步：控制旋转台103旋转和X向驱动平台102平移测量环形薄壁工件106，并记录色散共焦传感器108读数，根据几何关系计算出环形薄壁工件106在水平截面b处圆心相对于旋转轴线的偏心坐标为(x_b1，y_b1，z_b)；旋转台103的旋转轴线为X/Y原点的参考系，那么根据x_b1和y_b1调节手调台105，可以消除X、Y方向上的偏心距离，进而使环形薄壁工件106的中心轴与旋转台103的旋转轴线重合，实现对心。

第九步：如图4所示，使双位移传感器移动至环形薄壁工件106的薄壁测量起始点；如图5所示，需要控制Z定位平台110平移和旋转台103转动实现双位移传感器对环形薄壁工件106的螺旋扫描测量。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。