[發明專利]一種潛望式影像測量儀

有效

• 申請號: 201010523894.4
• 申請日: 2010-10-29
• 公開（公告）號: CN102052894A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 楊聰;徐一華
• 申請（專利權）人: 蘇州天準精密技術有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G02B13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明為一種特殊的影像測量儀，通過采用潛望物鏡的方式，解決普通影像測量儀無法測量工件側壁、孔內側壁的難題，極大的拓寬了影像測量儀的應用范圍。

背景技術

影像測量儀是一種新興的幾何量測量儀器，能高效的完成二維尺寸的測量，相對于傳統的接觸式坐標測量機，影像測量儀對二維平面尺寸的測量具有絕對的優勢，但是由于僅限于二維測量和簡單的高度測量，嚴重限制了影像測量儀的應用范圍。

目前，影像測量儀需要借助棱鏡等輔助手段才能實現側壁的測量，這種方式局限性較大，需要在待測的各個位置都放置棱鏡，且不能實現對孔內壁的測量。

在近年來的文獻中，還沒有發現解決這個問題的報道。

發明內容

本發明介紹了一種潛望式影像測量儀，它以三軸CNC移動工作臺[1]為主體，配備顯微鏡[2]、潛望物鏡[3]、CCD、照明系統[4]、電氣控制卡[5]和個人計算機[6]。

三軸CNC移動工作臺[1]分為XY移動平臺和Z軸，XY移動平臺用于承載被測工件，顯微鏡[2]固定于Z軸上，顯微鏡下端固定有潛望物鏡[3]，Z軸的上下運動可以控制顯微鏡的聚焦清晰度。XYZ三個軸均由直線導軌、滾珠絲杠和直流伺服控制系統組成，可以獲得非常高的定位精度。三軸工作臺可在計算機的控制下，由電氣控制卡[5]的驅動，實現程序控制，滿足自動測量的需要。

個人計算機[6]配備圖像采集卡，接收由顯微鏡[2]和CCD所構成光學成像系統捕獲的工件圖像數據；個人計算機[6]包括精密測量模塊，利用圖像處理技術，對獲取的圖像數據進行處理，完成對XYZ三維移動工作臺[1]上工件的測量；個人計算機[6]通過向電氣控制卡發送命令來移動XYZ三維移動工作臺[1]，使得需要測量的區域移動到顯微鏡的可視區域內；照明系統[4]在不同工件、不同測量要求下，保證光學成像系統獲取到高質量的圖像數據。圖1給出了本發明的整體結構示意圖。

潛望物鏡[3]安裝在顯微鏡前端，潛望物鏡內部安裝有45度的棱鏡，通過棱鏡將工件側壁或孔內壁的圖像反射到顯微鏡內部成像，如同在水平方向上成像效果一樣；潛望物鏡下端的棱鏡部分與上部之間為活動連接，通過一個微電機的轉動來控制棱鏡反射面的朝向，以保證側壁朝向任何方向時，都能方便的完成測量。

電氣控制卡[5]包括：三軸運動控制、伺服電機驅動、照明控制、光柵尺讀數、操作手柄支持、與個人計算機通訊等功能。為了實現對棱鏡朝向的精確控制，需要增加一軸的伺服控制及驅動，采用絕對式旋轉編碼器反饋棱鏡的轉動角度，控制系統內部采用PID算法對棱鏡電機進行速度跟蹤，并精確定位其運動位置。

本發明具有如下優點：

(1)拓寬了影像測量儀的應用范圍，避免用戶重復購買影像測量儀和接觸式坐標測量機；

(2)工件擺放無需找正，側壁朝向任何方向都能進行高精度測量；

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖。

圖2是本發明的工作原理示意圖。

圖3是本發明的潛望物鏡結構示意圖。

圖4是本發明的自動找正測量示意圖。

圖中主要結構為：1-XYZ三軸移動工作臺，2-顯微鏡、3-潛望物鏡、4-照明系統、5-電氣控制卡、6-個人計算機、7-被測工件、8-45度棱鏡、9-連接管、10-棱鏡組件、11-傳動組件。

具體實施方式

潛望式影像測量儀以三軸CNC移動工作臺[1]為主體，配備顯微鏡[2]、潛望物鏡[3]、CCD、照明系統[4]、電氣控制卡[5]和個人計算機[6]。

三軸CNC自動移動工作臺[1]分為XY移動平臺和Z軸，XY移動平臺用于承載被測工件，顯微鏡[2]固定于Z軸上，顯微鏡下端固定有潛望物鏡[3]，Z軸的上下運動可以控制顯微鏡的聚焦清晰度。XYZ三個軸均由直線導軌、滾珠絲杠和直流伺服控制系統組成，可以獲得非常高的定位精度。三軸工作臺可在計算機的控制下，由電氣控制卡[5]的驅動，實現程序控制，滿足自動測量的需要。

個人計算機[6]配備圖像采集卡，接收由顯微鏡[2]和CCD所構成光學成像系統捕獲的工件圖像數據；個人計算機[6]包括測量模塊，利用圖像處理技術，對獲取的圖像數據進行處理，完成對XYZ三維移動工作臺[1]上工件的測量。

潛望物鏡[3]安裝在顯微鏡[2]的下端，它們之間通過螺紋連接。潛望物鏡[3]由三個部分組成：連接管[9]、棱鏡組件[10]和傳動組件[11]，結構參加附圖3。