[發明專利]一種一鍵式3D輪廓測量設備及其測量計算方法

有效

• 申請號: 201710935135.0
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107607059B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 鄭長文
• 申請（專利權）人: 東莞市嘉儀自動化設備科技有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B11/00;G01B11/03;G01B11/06
• 代理公司: 廣東莞信律師事務所 44332
• 代理人: 馮蓉

1.一種一鍵式3D輪廓測量設備的測量計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：采用63*63的相機標定板對CCD相機進行標定，把標定板放置在CCD相機視場中的隨機位置，拍圖，找到標定板，拍18張有效圖片，得出一個像素與實際距離之間的比例關系d1，實際距離的單位為mm；

S2：利用大視場光學鏡頭將產品輪廓影像縮小5-50倍后傳遞至CCD相機做數字化處理，同時通過3D測量軟件預先內置的編程指令快速抓取產品輪廓圖，測出的像素值與d1的乘積以及CCD相機與平臺的角度可以換算得出實際物體的輪廓尺寸；

S3：在3D測量軟件中建立模板，模板的目的是讓3D測量軟件能找到目標物體，再在圖像中框選需要測量的項，測量以載物臺為基準的點、線、圓、圓弧、R角等基本尺寸測量以及物體的高度；

S4：把測量物體運動到光譜共焦鏡頭下方，運動平臺X軸和CCD相機的X軸之間的夾角α，運動平臺Y軸和CCD相機的Y軸之間的夾角β，夾角α和夾角β也是XY運動方向分別與CCD相機之間的夾角；

S5：計算X軸夾角α：設定運動平臺最左邊點A(x₁，y₁)，最右邊點B(x₂，y₂)，

則夾角α：計算Y軸夾角β：設定運動平臺最左邊點C(x₃，y₃)，最右邊點D(x₄，y₄)，則夾角β：

S6：設定圖像x軸與馬達x軸的夾角為α₁，圖像x軸與馬達x軸的夾角為β₁，設定光譜點為M(x₀，y₀),光譜儀坐標為G(x，y),則光譜點運動到光譜儀位置：馬達x軸需運動：△x＝|(x-x₀)|cosα₁+|(y-y₀)|sinβ₁；馬達y軸需運動：△y＝-|(x-x₀)|sinα₁+|(y-y₀)|cosβ1。

2.如權利要求1所述的一鍵式3D輪廓測量設備的測量計算方法，其特征在于，還包括一鍵式3D輪廓測量設備，所述一鍵式3D輪廓測量設備包括伺服驅動器、光譜共焦位移傳感器、機架、運動平臺、光譜共焦測高機構以及防護外罩，所述運動平臺包括設于機架上端的下平臺、設于下平臺上的第一絲桿運動機構和第二絲桿運動機構、與第一絲桿機構配合連接的中平臺以及與第二絲桿機構配合連接的上平臺，所述光譜共焦測高機構包括設于下平臺上的固定架、設于固定架上端的大視場光學鏡頭、設于大視場光學鏡頭上方的CCD相機、設于固定架內側的升降機構以及與升降機構連接且位于大視場光學鏡頭一側的光譜共焦鏡頭，所述下平臺下方設有照明光源，所述上平臺上設有玻璃板，通過調節升降機構和運動平臺形成同軸共焦點且焦點對準被測物的瞬間感光而完成測量。

3.如權利要求2所述的一鍵式3D輪廓測量設備的測量計算方法，其特征在于，所述的第一絲桿運動機構和第二絲桿運動機構均包括馬達、絲桿以及套設于絲桿上的絲桿螺母，馬達連接有馬達座，絲桿連接有絲桿支座，馬達通過聯軸器連接絲桿，馬達座還連接有緩沖膠圈，絲桿螺母上設有光感片，在所述中平臺和下平臺在上表面均設有光感鋁滑軌以及設于光感鋁滑軌上的光電開關。

4.如權利要求2所述的一鍵式3D輪廓測量設備的測量計算方法，其特征在于，所述的中平臺上設有供上平臺移動的交叉滾子導軌，所述第二絲桿運動機構驅動所述上平臺運動，所述下平臺上設有供中平臺移動的交叉滾子導軌，所述第一絲桿運動機構驅動所述中平臺運動。

5.如權利要求2所述的一鍵式3D輪廓測量設備的測量計算方法，其特征在于，所述的升降機構包括與固定架連接的測量底板、與測量底板連接的移動板以及與移動板上端連接的第一馬達座和限位塊，所述移動板的下端連接有第二馬達，所述測量底板上設有移動導軌供移動板運動，所述第一馬達座連接有第一馬達，所述第一馬達通過轉軸連接所述限位塊，所述限位塊通過一擺臂連接有鏡頭固定座，鏡頭固定座連接有所述光譜共焦鏡頭，限位塊下方連接有光電開關。