[發明專利]影像測量刀具系統及其測量方法

在審

• 申請號: 201610096895.2
• 申請日: 2016-02-22
• 公開（公告）號: CN105674882A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 彭雄良
• 申請（專利權）人: 東莞市嘉騰儀器儀表有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 東莞市神州眾達專利商標事務所(普通合伙) 44251
• 代理人: 劉漢民

1.一種影像測量刀具系統，包括鈑金儀器座、顯示器、電腦主機、鼠標鍵盤、控制臺，所 述的控制臺、鼠標鍵盤、電腦主機和顯示器設于鈑金儀器座上，所述的鼠標鍵盤和顯示器分 別與電腦主機連接，電腦主機與控制臺連接，還包括工作臺移動機構、升降機構、工作臺面、 玻璃塊、夾持待測刀具的夾具、底光源板、橫向圖像采集裝置、縱向圖像采集裝置，所述的工 作臺移動機構和升降機構設于控制臺上并與控制臺連接，所述的工作臺面設于工作臺移動 機構上方，所述的玻璃塊設于工作臺面上表面，所述的夾持待測刀具的夾具設于玻璃塊中 部，所述的縱向圖像采集裝置固定于升降機構上并設于夾持待測刀具的夾具上方，所述的 橫向圖像采集裝置通過角度旋轉裝置沿縱向圖像采集裝置軸心旋轉連接，所述的縱向圖像 采集裝置包括縱向鏡頭表面燈、縱向鏡頭和縱向攝錄機，所述的橫向圖像采集裝置包括橫 向轉角鏡頭表面燈、橫向轉角鏡頭、橫向攝錄機，所述的底光源板設于工作臺面上并設于縱 向攝像鏡頭一側。

2.根據權利要求1所述的一種影像測量刀具系統，其特征在于：所述的角度旋轉裝置包 括旋轉拉手、旋轉驅動部分和角度調節限定部分，所述旋轉驅動部分包括旋轉氣缸，所述角 度調節限定部分包括底座、固定套、轉動套、封蓋、轉軸、限位塊、第一外齒圈、第二外齒圈、 軸向擋板、固定塊及轉動塊；所述旋轉氣缸的驅動軸與轉軸的一端相連接，所述底座和固定 套均通過軸承依次套裝在轉軸的氣缸連接端，所述第一外齒圈套在轉軸外側并固裝在固定 套側部，所述第二外齒圈套在轉軸外側并固裝在第一外齒圈側部，在第一外齒圈和第二外 齒圈軸向方向上留有間隙，且第一外齒圈和第二外齒圈的齒形和齒數均相同，在軸向投影 方向上，第一外齒圈的外齒與第二外齒圈的外齒交錯設置，且第一、第二外齒圈的外齒之間 相差半個相鄰齒間夾角；所述軸向擋板套在轉軸外側并固裝在第二外齒圈側部，在軸向擋 板上設置有開口槽；所述封蓋套裝在軸向擋板外側的轉軸上，封蓋相對于轉軸可軸向移動 和繞轉軸轉動；所述第一外齒圈和第二外齒圈的軸向中心線與轉軸的軸向中心線相重合； 所述限位塊固裝在第一外齒圈和第二外齒圈內側面所對應的轉軸上，所述固定塊、轉動塊 均位于第一外齒圈、第二外齒圈內側面與轉軸之間的環形空間內，且固定塊和轉動塊分別 位于限位塊的兩側，固定塊與軸向擋板固定連接，轉動塊通過連接桿與封蓋相固接，所述連 接桿通過軸向擋板的開口槽與封蓋相連接；所述轉動套位于固定套與封蓋之間，旋轉拉手 套于轉動套外，且轉動套與封蓋相固接，所述第一外齒圈、第二外齒圈及軸向擋板均位于轉 動套內部，在轉動套內壁上設置有內齒，內齒的齒形與第一外齒圈、第二外齒圈的齒形相 同；所述轉動套內齒分別與第一外齒圈、第二外齒圈相嚙合配合；所述轉動套軸向中心線與 轉軸的軸向中心線相重合。

3.根據權利要求1所述的一種影像測量刀具系統，其特征在于：所述的工作臺移動機構 包括相互垂直的X向絲桿和Y向絲桿，所述的X向絲桿和Y向絲桿上分別設有X向調節軸和Y向 調節軸。

4.根據權利要求1所述的一種影像測量刀具系統，其特征在于：所述的升降機構上設有 升降手輪。

5.根據權利要求1所述的一種影像測量刀具系統，其特征在于：所述的工作臺面采用金 屬制成，工作臺面的尺寸為404x228mm。

6.根據權利要求1所述的一種影像測量刀具系統，其特征在于：所述的玻璃塊尺寸為 260x160mm。

7.根據權利要求1所述的一種影像測量刀具系統，其特征在于：所述的工作臺移動機構 運行行程為200x100mm。

8.根據權利要求1所述的一種影像測量刀具系統，其特征在于：所述的縱向鏡頭和橫向 鏡頭的變焦物鏡分辨率為0.7-4.5X；所述的縱向鏡頭和橫向鏡頭的變焦物鏡視頻總倍率為 30X-230X。

9.根據權利要求1所述的一種影像測量刀具系統，其特征在于：所述的底光源板、縱向 鏡頭表面燈和橫向轉角鏡頭表面燈均使用LED，所述的LED尺寸為7至1.1mm。

10.根據權利要求1所述的一種影像測量刀具系統測量方法，包括下列步驟：

(1)將待測刀具固定在夾持待測刀具的夾具上，使前刀面面向橫向鏡頭，背向底光源 板；

(2)利用電腦主機通過控制臺分別對工作臺移動機構進行水平方向左右前后移動控制 和對升降機構上下移動控制，工作臺移動機構使工作臺面沿X向或Y向移動和升降機構上下 移動，在工作臺面移動過程中使工作臺面上方的縱向鏡頭和橫向鏡頭實時提取輪廓圖像中 刀具兩側的輪廓線，求解兩直線夾角，角度旋轉裝置使橫向圖像采集裝置繞縱向圖像采集 裝置轉動，橫向圖像采集裝置在轉動過程中實時提取輪廓圖像中刀具兩側的輪廓線，求解 兩直線夾角，使刀具轉動到該夾角的最小測量位置，從而確定刀具角度的最佳測量位置，從 而實現刀具五個軸的測量；

(3)利用縱向圖像采集裝置和橫向圖像采集裝置采集刀具的輪廓圖像，并將其送入電 腦主機，電腦主機內的刀具測量處理單元，刀具測量處理單元可以將刀具真實圖像與此工 件的CAD圖紙進行比較，并能測量差值，刀具測量處理單元還具有仿形功能，即根據測量數 據生成CAD圖紙；

(4)電腦主機中的刀具測量處理單元除了具備測量的常用功能外，增加視頻區的十字 線對位功能，通過鍵盤方向鍵調節十字線可以快速的測量出刀口的角度，可以通過鍵盤數 字鍵1、2快速切換橫向鏡頭和縱向鏡頭，從而能從不同角度和方向觀測被測物體，在測量工 作區域中，增加了六個快速檢測距離的功能，點到點的距離、點到直線的距離、線到線的距 離、圓心到直線的距離、圓心到圓心的距離、圓環的厚度。