[發明專利]用于產品曲面鏡面三維輪廓檢測裝置及其檢測方法

在審

• 申請號: 201910831796.8
• 申請日: 2019-09-04
• 公開（公告）號: CN110487215A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 萬新軍;解樹平;張卓男;董韶;楊浩哲
• 申請（專利權）人: 蘇州瑞霏光電科技有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 32312 蘇州周智專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 周雅卿<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種用于產品曲面鏡面三維輪廓檢測裝置，其特征在于：包括工作架，所述工作架的內部安裝有樣品臺、圖像發生裝置、至少兩組圖像采集裝置、角度擺動裝置、旋轉裝置和升降裝置；

所述圖像發生裝置和兩組所述圖像采集裝置均位于所述樣品臺的上方；

所述角度擺動裝置驅動所述樣品臺傾斜至一定的角度；

所述旋轉裝置驅動所述樣品臺周向旋轉；

所述升降裝置驅動所述樣品臺靠近和/或遠離所述圖像采集裝置；

所述圖像采集裝置與接收端信號連接。

2.根據權利要求1所述的用于產品曲面鏡面三維輪廓檢測裝置，其特征在于：所述圖像采集裝置包括第一圖像采集單元和第二圖像采集單元，所述第一圖像采集單元的成像方向的中軸線與所述第一圖像采集單元所在的縱向線形成有第一夾角，所述第二圖像采集單元的成像方向的中軸線與所述第二圖像采集單元所在的縱向線形成有第二夾角，所述第一夾角的夾角值小于所述第二夾角的夾角值。

3.根據權利要求2所述的用于產品曲面鏡面三維輪廓檢測裝置，其特征在于：所述第一圖像采集單元包含至少兩個呈一排設置的第一相機，所有所述第一相機的成像方向一致；所述第二圖像采集單元包含至少兩個呈一排設置的第二相機，所有所述第二相機的成像方向一致。

4.根據權利要求3所述的用于產品曲面鏡面三維輪廓檢測裝置，其特征在于：所述第一相機的焦距和所述第二相機的焦距不同和/或相同。

5.根據權利要求1所述的用于產品曲面鏡面三維輪廓檢測裝置，其特征在于：所述升降裝置包括升降臺、位于升降臺兩側的導向桿以及電機，所述電機固定在所述工作架的內部，所述電機的輸出軸與所述導向桿的一端固定，所述導向桿與所述升降臺機械連接，所述導向桿轉動帶動所述升降臺升降。

6.根據權利要求1所述的用于產品曲面鏡面三維輪廓檢測裝置，其特征在于：所述旋轉裝置為驅動所述樣品臺周向旋轉的周向旋轉臺，所述角度擺動裝置為驅動所述周向旋轉臺繞x軸或者y軸擺動的角度擺動臺，所述周向旋轉臺位于所述角度擺動臺的上方，所述樣品臺位于與所述周向旋轉臺的上方。

7.根據權利要求1所述的用于產品曲面鏡面三維輪廓檢測裝置，其特征在于：所述圖像發生裝置為產生條紋形圖像的顯示屏。

8.一種根據權利要求1所述的用于產品曲面鏡面三維輪廓檢測裝置的檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、啟動圖像發生裝置，其產生的條紋圖像經過待測樣品的表面反射，被圖像采集裝置接收；

S2、根據待測樣品的尺寸大小和曲面陡度選擇圖像采集裝置，待測樣品尺寸大/陡度小時選擇第一圖像采集裝置，待測樣品尺寸小/陡度大時選擇第二圖像采集裝置。

S3、通過升降裝置將待測樣品移動至所選擇圖像采集裝置的視場范圍以內；

S4、在樣品臺上設置若干標識點，所述標識點分布于待測樣品的外周；

S5、通過角度擺動臺傾斜待測樣品至一定角度，使得待測樣品的邊緣部分能夠反射條紋圖像到所選擇圖像采集裝置；

S6、圖像發生裝置顯示一系列相移的條紋圖像，所選擇圖像采集裝置拍攝經過待測樣品反射的一系列條紋圖像，拍攝的圖像被傳送到接受端處理；

S7、接收端處理根據接收到的一系列條紋圖像重構出待測樣品表面上參與反射的區域的三維輪廓，同時計算得到樣品臺上的標識點的三維坐標；

S8、啟動周向旋轉臺使樣品臺周向旋轉一定角度，待測樣品表面上參與反射的區域發生變化，但和之前區域還是有一定的重疊，重復步驟S5-S7，重構新的參與反射的區域的三維輪廓和標識點的新的三維坐標；

S9、重復S8，直至待測樣品表面的區域都被重構出來；

S10、接收端通過標識點的三維坐標對每次重構得到的區域三維輪廓數據進行拼接，拼接得到待測樣品表面的完整三維輪廓，再將拼接后的產品三維輪廓數據與標準設計模型文件進行比對，即可得到待測樣品的三維輪廓誤差分布。