[發明專利]一種物體表面形貌掃描重構設備

在審

• 申請號: 201811468148.2
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109458949A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 張寧;董浩浩;劉會霞;韓冠南
• 申請（專利權）人: 西京學院
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種物體表面形貌點式掃描重構設備，包括底板，底板連接的橫向導軌通過橫向導軌伺服電機驅動，橫向導軌伺服電機和PLC控制采集器連接，由PLC控制采集器控制橫向導軌伺服電機帶動橫向導軌滑塊沿著X軸運動；底板連接鋁型材支架，鋁型材支架上連接的縱向導軌由縱向導軌伺服電機驅動，縱向導軌伺服電機和PLC控制采集器連接，由PLC控制采集器控制縱向導軌伺服電機帶動縱向導軌滑塊沿著Y軸運動；縱向導軌滑塊上固定的激光位移傳感器，橫向導軌伺服電機內置編碼器、縱向導軌伺服電機內置編碼器、激光位移傳感器分別同時完成對待測物體表面X、Y、Z坐標的數據采集，本發明結構簡單、掃描精度高、可掃描物體表面任意一點精確坐標。

技術領域

本發明屬于表面形貌測量技術領域，具體涉及一種物體表面形貌掃描重構設備。

背景技術

物體表面形貌掃描測量應用廣泛，可應用于測量分析物體表面粗糙度、波紋度、平面度等；可應用于物體表面探傷；可應用于產品表面質量的檢測；等等。而具體的測量方法分為接觸式測量方法和非接觸式測量方法。接觸式測量方法測量精度高技術成熟，但容易損傷測量物體表面，局限性很大。因此，非接觸式測量方法的進一步探究是非常有必要的。

目前，非接觸測量方法有掃描電子顯微鏡測量法、共焦顯微測量法、離焦檢測法、掃描白光干涉法、激光相移干涉法、變焦顯微測量法等等。可這些設備結構復雜，價錢昂貴，操作較為困難，掃描測量耗時耗力，且有部分設備不能完成對物體表面形貌三維坐標數據的采集。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種物體表面形貌掃描重構設備，結構簡單、掃描精度高、可掃描物體表面任意一點精確坐標。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種物體表面形貌點式掃描重構設備，包括底板10，底板10連接橫向導軌9，橫向導軌9通過橫向導軌伺服電機12驅動，橫向導軌伺服電機12固定在底板10上，橫向導軌伺服電機12的控制端通過第二驅動器13和PLC控制采集器14連接，由PLC控制采集器14控制第二驅動器13間接控制橫向導軌伺服電機12帶動橫向導軌滑塊11沿著X軸運動；

底板10連接鋁型材支架7，鋁型材支架7之間由直角架6連接，鋁型材支架7上連接有縱向導軌3，縱向導軌3由縱向導軌伺服電機4驅動，縱向導軌伺服電機4的控制端通過第一驅動器5和PLC控制采集器14連接，由PLC控制采集器14控制第一驅動器5間接控制縱向導軌伺服電機4帶動縱向導軌滑塊2沿著Y軸運動；

縱向導軌滑塊2上固定有激光位移傳感器1，激光位移傳感器1實現對橫向導軌滑塊11上固定的待測物體表面形貌Z坐標的采集；PLC控制采集器14和PC機8連接，激光位移傳感器1的信號輸出端和控制采集器14連接，橫向導軌伺服電機12內置編碼器、縱向導軌伺服電機4內置編碼器、激光位移傳感器1分別同時完成對待測物體表面X、Y、Z坐標的數據采集。

所述的一種物體表面形貌點式掃描重構設備的掃描重構方法，包括以下步驟：

1)首先確保底板10水平，再將待測物體固定放置到橫向導軌滑塊11上，保證激光位移傳感器1與橫向導軌滑塊11上固定的待測物體的距離在激光位移傳感器1量程范圍內；

2)啟動電源，依據待測物體尺寸的大小，編寫PLC控制程序，將程序導入PLC控制采集器14，控制縱向導軌伺服電機4帶動縱向導軌3上的縱向導軌滑塊2沿Y軸正負方向往復移動，同時控制橫向導軌伺服電機12帶動橫向導軌9上的橫向導軌滑塊11沿著X軸方向正向移動；

3)由橫向導軌伺服電機12內置編碼器實時獲取掃描點的X坐標，由縱向導軌伺服電機4內置編碼器實時獲取掃描點的Y坐標，激光位移傳感器1非接觸測量掃描點Z坐標，一起通過PLC控制采集器14將數據傳輸給PC機8完成三維坐標點數據采集存儲；

4)先用編程軟件對存儲的三維坐標點數據進行處理，然后對處理后的三維坐標點數據進行模型重構。