[發明專利]基于光柵辨別的曲面拼接區表面形貌特征檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 201910397291.5
• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN110095088B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 吳石;趙洪偉;劉獻禮;宋厚旺;張添源
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

本發明公開了基于光柵辨別的曲面拼接區表面形貌特征檢測方法及裝置，包括外殼和設置在外殼底端的投影光源，其特征在于：所述外殼的頂端固定連接基座，所述基座的頂端嵌接有測頭柄，所述基座的底端固定連接有透鏡，所述外殼的內部通過螺釘孔固定連接有光柵檢測裝置。該種發明設計合理，能夠實現曲面拼接區的表面形貌的檢測，通過可拆卸的外殼可將待檢測工件放入分光鏡；通過在外殼內部的光柵檢測裝置以及嵌的無線信號發生裝置和光線傳感器利用小波變換理論可以對光柵所檢測的圖像進行圖像變換為電信號傳遞給計算機；通過計算機可利用光斑深淺對表面形貌的幅值情況進行分析；通過小波方法可對光柵所采集的圖像進行處理，對高低頻情況進行分析。

技術領域

本發明涉及光學領域和數控加工在機測量技術領域，特別涉及基于光柵辨別的曲面拼接區表面形貌特征檢測方法及裝置。

背景技術

現有技術，對具有非回轉與非對稱特征的未知拼接曲面的精確測量與評定具有較大難度，對于加工后拼接曲面的面型測量，大部分采用藍光數碼三維掃描儀或三坐標測量機以及其他接觸式測量儀對其進行測量，前兩種測量方法雖然精確，但是，由于需要把已加工零件從加工機床上移除到測量儀器上，這種工件移動再裝卡的過程不僅會產生定位誤差，還會延長測量周期，使得測量過程變得繁瑣，接觸式的測量方法不但對工件材料和工件陡峭程度有要求，而且還需要對測量值進行相應的誤差補償與測頭補償。

隨著航空航天、造船、汽車及模具產業的飛速發展，拼接曲面的應用變得越來越廣泛，同時，對高效率、高精度的測量及評定的要求也越來越高，因此，曲面光滑(粗糙)程度的測量與評定就有著重要的意義。

發明內容

本發明的主要目的在于提供基于光柵辨別的曲面拼接區表面形貌特征檢測方法及裝置，可以有效解決背景技術中的問題。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

基于光柵辨別的曲面拼接區表面形貌特征檢測方法及裝置，包括外殼和設置在外殼底端的投影光源，所述外殼的頂端固定連接基座，所述基座的頂端嵌接有測頭柄，所述基座的底端固定連接有透鏡，所述外殼的內部通過螺釘孔固定連接有光柵檢測裝置；

所述光柵檢測裝置的兩側分別嵌接有無線信號發生裝置和光線傳感器，所述光柵檢測裝置的表面中部自上而下貫穿設置有凹槽，所述光柵檢測裝置的中部開有空腔，所述光柵檢測裝置的底端轉動連接有旋轉軸，所述旋轉軸的一端固定連接有卡座，所述卡座的內部嵌接有大量等寬等間距的平行狹縫構成的分光鏡，所述光線傳感器的底端固定連接有小波發生器，所述光柵檢測裝置的頂端設置有調節旋鈕，所述外殼的外表面一側開有開口；

所述光柵檢測裝置包括固定支架、檢測機構、信號收集裝置和調節機構；

固定支架包括小波發生器、螺釘孔；檢測機構包括分光鏡、凹槽和空腔；信號收集裝置包括無線信號發生裝置和光線傳感器；調節機構包括調節旋鈕和旋轉軸。

進一步地，所述光柵檢測裝置集成在可拆卸的刀夾上，無線信號發生裝置用于將信號進行收集然后無線傳輸到計算機。

進一步地，所述分光鏡下方放置有待測的曲面拼接工件，工件放置在機床上，便于透光性。

進一步地，所述旋轉軸用于調節分光鏡的角度。

進一步地，所述外殼為球形結構，所述外殼的材質為金屬，且外殼的內壁為粗糙面。

進一步地，所述投影光源為環形LED燈源。

進一步地，所述分光鏡通過旋轉軸為可拆卸結構。

基于光柵辨別的曲面拼接區表面形貌特征檢測方法及裝置，包括以下步驟：

S1:基于光柵投影法的檢測方法