一種非接觸式尺寸測(cè)量?jī)x的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種非接觸式尺寸測(cè)量?jī)x，包括光柵元件、投影物鏡、聚光照明器、直線步進(jìn)電機(jī)、鏡頭、光學(xué)接口器，所述光學(xué)接口器內(nèi)安裝有線陣CCD，所述線陣CCD的一端與垂直驅(qū)動(dòng)模塊相連，所述垂直驅(qū)動(dòng)模塊與時(shí)序產(chǎn)生電路相連，所述時(shí)序產(chǎn)生電路與信號(hào)處理電路相連，所述信號(hào)處理電路與圖像輸出模塊相連。本實(shí)用新型利用光和CCD圖像傳感器拍攝并采集工件焊縫表面的原始圖像信息，通過(guò)數(shù)字圖像處理手段可以獲取工件焊縫表面的三維信息，并計(jì)算其尺寸參數(shù)，該檢測(cè)具有直觀性、非接觸性、高效性等優(yōu)點(diǎn)，便于進(jìn)行推廣使用。
【專利說(shuō)明】
一種非接觸式尺寸測(cè)量?jī)x
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種非接觸式尺寸測(cè)量?jī)x。
【背景技術(shù)】
[0002]非接觸式測(cè)量是指不接觸被測(cè)物體的前提下進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。其測(cè)量精度可以達(dá)到微米級(jí)，非接觸式測(cè)量?jī)x利用CCD采集變焦鏡下樣品的影像，再配合XYZ軸移動(dòng)平臺(tái)及自動(dòng)變焦鏡，運(yùn)用影像分析原理，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理影像信號(hào)，對(duì)科研生產(chǎn)零件進(jìn)行精密的幾何數(shù)據(jù)的測(cè)量，并可進(jìn)行CPK數(shù)值的分析。
[0003]非接觸測(cè)量方法以光電、電磁、超聲波等技術(shù)為基礎(chǔ)，在儀器的感受元件不與被測(cè)物體表面接觸的情況下，即可獲取被測(cè)物體的各種外表或內(nèi)在的數(shù)據(jù)特征。非接觸測(cè)量方法可分為光學(xué)法和非光學(xué)法。光學(xué)法包括結(jié)構(gòu)光法、激光三角法、激光測(cè)距法、干涉測(cè)量法和圖像分析法等；而非光學(xué)法包括聲學(xué)測(cè)量法、磁學(xué)測(cè)量法、X射線掃描法、電渦流測(cè)量法等。
[0004]目前，工件在焊接完成后，需要對(duì)焊縫的尺寸參數(shù)進(jìn)行測(cè)量控制，由于焊接過(guò)程的復(fù)雜性，導(dǎo)致焊縫表面因材質(zhì)反光特性不同，以及復(fù)雜的輪廓結(jié)構(gòu)都會(huì)造成激光條紋的粗細(xì)不均、灰度變化強(qiáng)烈、噪聲較多等問(wèn)題，因此采用傳統(tǒng)的非接觸式測(cè)量方法無(wú)法滿足測(cè)量的準(zhǔn)確性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種非接觸式尺寸測(cè)量?jī)x。
[0006]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種非接觸式尺寸測(cè)量?jī)x，包括光柵元件、投影物鏡、聚光照明器、直線步進(jìn)電機(jī)、鏡頭、光學(xué)接口器，所述光學(xué)接口器內(nèi)安裝有線陣CCD，所述線陣CCD的一端與垂直驅(qū)動(dòng)模塊相連，所述垂直驅(qū)動(dòng)模塊與時(shí)序產(chǎn)生電路相連，所述時(shí)序產(chǎn)生電路與信號(hào)處理電路相連，所述信號(hào)處理電路與圖像輸出模塊相連。
[0008]進(jìn)一步地，所述光柵元件采用光刻技術(shù)制作由6幅格雷碼光柵和3幅相移光柵組成的物理光柵，最小條紋長(zhǎng)34μπι，厚度為2mm，投射條紋對(duì)比度I: 100，每幅光柵圖像移動(dòng)投影及圖像傳輸時(shí)間為0.5s。
[0009]進(jìn)一步地，所述直線步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)滾軸絲桿進(jìn)行平移切換光柵元件，從而切換各幅光柵的圖案;所述聚光照明器用于投射光柵元件的條紋圖案，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件表面的編碼調(diào)制。
[0010]其工作原理為:用聚光照明器將光柵元件投影于被測(cè)工件表面，光柵條紋經(jīng)過(guò)工件表面形狀調(diào)制后會(huì)發(fā)生變形，其變形程度取決于物體表面高度及投射器與相機(jī)的相對(duì)位置，再由CCD進(jìn)行采集，從而獲得被測(cè)物體的三維圖像。
[0011]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型利用光和CCD圖像傳感器拍攝并采集工件焊縫表面的原始圖像信息，通過(guò)數(shù)字圖像處理手段可以獲取工件焊縫表面的三維信息，并計(jì)算其尺寸參數(shù)，該檢測(cè)具有直觀性、非接觸性、高效性等優(yōu)點(diǎn)，便于進(jìn)行推廣使用。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0014]請(qǐng)參閱圖1，圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]所述一種非接觸式尺寸測(cè)量?jī)x，包括光柵元件1、投影物鏡2、聚光照明器3、直線步進(jìn)電機(jī)4、鏡頭5、光學(xué)接口器6，所述光柵元件I采用光刻技術(shù)制作由6幅格雷碼光柵和3幅相移光柵組成的物理光柵，最小條紋長(zhǎng)34μπι，厚度為2mm，投射條紋對(duì)比度1:100，每幅光柵圖像移動(dòng)投影及圖像傳輸時(shí)間為0.5s。所述直線步進(jìn)電機(jī)4帶動(dòng)滾軸絲桿進(jìn)行平移切換光柵元件I，從而切換各幅光柵的圖案;所述聚光照明器3用于投射光柵元件I的條紋圖案，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件7表面的編碼調(diào)制。
[0016]所述光學(xué)接口器6內(nèi)安裝有線陣CCD8，所述線陣CCD8的一端與垂直驅(qū)動(dòng)模塊9相連，所述垂直驅(qū)動(dòng)模塊9與時(shí)序產(chǎn)生電路10相連，所述時(shí)序產(chǎn)生電路10與信號(hào)處理電路11相連，所述信號(hào)處理電路11與圖像輸出模塊12相連。
[0017]其工作原理為:用聚光照明器3將光柵元件I投影于被測(cè)工件表面，光柵條紋經(jīng)過(guò)工件表面形狀調(diào)制后會(huì)發(fā)生變形，其變形程度取決于物體表面高度及投射器與相機(jī)的相對(duì)位置，再由CCD進(jìn)行采集，從而獲得被測(cè)物體的三維圖像。利用光和CCD圖像傳感器拍攝并采集工件焊縫表面的原始圖像信息，通過(guò)數(shù)字圖像處理手段可以獲取工件焊縫表面的三維信息，并計(jì)算其尺寸參數(shù)，該檢測(cè)具有直觀性、非接觸性、高效性等優(yōu)點(diǎn)，便于進(jìn)行推廣使用。
[0018]上述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非接觸式尺寸測(cè)量?jī)x，其特征在于:包括光柵元件(I)、投影物鏡(2)、聚光照明器(3)、直線步進(jìn)電機(jī)(4)、鏡頭(5)、光學(xué)接口器(6)，所述光學(xué)接口器(6)內(nèi)安裝有線陣CCD(8)，所述線陣CXD(S)的一端與垂直驅(qū)動(dòng)模塊(9)相連，所述垂直驅(qū)動(dòng)模塊(9)與時(shí)序產(chǎn)生電路(10)相連，所述時(shí)序產(chǎn)生電路(10)與信號(hào)處理電路(11)相連，所述信號(hào)處理電路(11)與圖像輸出模塊(12)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非接觸式尺寸測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述光柵元件(I)采用光刻技術(shù)制作由6幅格雷碼光柵和3幅相移光柵組成的物理光柵，最小條紋長(zhǎng)34μπι，厚度為2_，投射條紋對(duì)比度1:100，每幅光柵圖像移動(dòng)投影及圖像傳輸時(shí)間為0.5s。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種非接觸式尺寸測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述直線步進(jìn)電機(jī)(4)帶動(dòng)滾軸絲桿進(jìn)行平移切換光柵元件(I)，從而切換各幅光柵的圖案;所述聚光照明器(3)用于投射光柵元件(I)的條紋圖案，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件(7)表面的編碼調(diào)制。
【文檔編號(hào)】G01B11/25GK205679194SQ201620598764
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日 公開(kāi)號(hào)201620598764.X, CN 201620598764, CN 205679194 U, CN 205679194U, CN-U-205679194, CN201620598764, CN201620598764.X, CN205679194 U, CN205679194U
【發(fā)明人】俆松香
【申請(qǐng)人】廣州甫豐五金電子有限公司