[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

本發明公開了一種一鍵式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，運動平臺包括下平臺、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的中平臺以及與第二絲桿機構配合的上平臺，光譜共焦測高機構包括固定架、CCD相機、設于固定架上端的大視場光學鏡頭、設于大視場光學鏡頭下方一側的光譜共焦鏡頭，下平臺下方設有照明光源，上平臺上設有玻璃板。本發明還公開了該一鍵式3D輪廓測量設備的測量計算方法。本發明可以同軸共焦非接觸式一鍵測量3D輪廓，具有更高分辨率、更高精度、更快速、檢測范圍更廣等優點。

技術領域

本發明涉及檢測技術領域，特別涉及一種一鍵式3D輪廓測量設備及其測量計算方法。

背景技術

現在市場的影像尺寸測量儀，一般有三次元測量儀、二次元測量儀和測量投影儀。而二次元測量儀跟測量投影儀難以區別，都是光學檢測儀器，在結構和原理上二次元測量儀通常是連接PC電腦上同時連同軟件一起進行操作，精度在0.002MM以內，測量投影儀內部是自帶微型電腦的，因此不需要再連接電腦，但在精度上卻沒有二次元測量儀那么精準，影像測量儀精度一般只能達0.01MM以內。三次元測量儀是在三次元測量的基礎上加一個超聲測量或紅外測量探頭，用于測量被測物體的厚度以及盲孔深度等，這些往往二次元測量儀無法測量，但三次元測量儀也有一定的缺陷：1.測高探頭采用接觸法測量，無法測量部分表面不能接觸的物體；2.探頭工作時，需頻繁移動座標，檢測速度慢；3.因探頭有一定大小，因些無法測量過小內徑的盲孔；4.探頭因采用接觸法測量，而接觸面有一定寬度，當檢測凹凸不平表面時，測量值會有較大誤差，同時一般測量范圍都較小。光纖同軸位移傳感器以非接觸方式測量高度和厚度，解決了過去三角測距方式中無法克服的誤差問題，如何開發出可以同軸共焦非接觸式一鍵測量的3D輪廓測量設備成為亟待解決的熱點問題。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有技術的上述不足，提供一種一鍵式3D輪廓測量設備及其測量計算方法，具有可以非接觸檢測、更高分辨率、檢測速率更快、一鍵式測量、更高精度等優點。

本發明為達到上述目的所采用的技術方案是：

一種一鍵式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。

進一步地，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。

進一步地，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。

進一步地，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。

進一步地，所述的機架、固定架、上平臺、中平臺以及下平臺均為大理石結構。