非接觸式曲面掃描系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光機(jī)電一體化，具體涉及一種新型的非接觸式曲面掃描系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]曲面測(cè)量在工業(yè)生產(chǎn)中十分重要，是檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段和改進(jìn)生產(chǎn)工藝的重要依據(jù)。對(duì)于物體曲面的測(cè)量可以分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式測(cè)量是測(cè)量頭與工件表面直接進(jìn)行接觸測(cè)量，沿著工件形狀進(jìn)行掃描運(yùn)動(dòng)。目前主要是采用三坐標(biāo)機(jī)進(jìn)行測(cè)量，其主要缺點(diǎn)是對(duì)被測(cè)對(duì)象表面容易造成不同程度的損傷。非接觸測(cè)量是當(dāng)今曲面測(cè)量的發(fā)展方向，其中，激光三角法由于其具有非接觸、不易損傷表面，材料適應(yīng)性廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量范圍大，抗干擾，測(cè)量點(diǎn)小，精度高，可用于實(shí)時(shí)快速測(cè)量等特點(diǎn)，在曲面測(cè)量中有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
[0003]目前，應(yīng)用激光三角法原理進(jìn)行曲面測(cè)量的主要有ID激光位移傳感器和2D激光位移傳感器。2D激光位移傳感器可以直接掃描物體表面，但是價(jià)格非常昂貴。而ID激光位移傳感器價(jià)格不到2D激光位移傳感器的十分之一，精度較高，在工業(yè)化應(yīng)用當(dāng)中具備獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于ID激光位移傳感器的非接觸式曲面掃描系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案:
通過ID激光位移傳感器，利用2個(gè)全反射棱鏡改變激光束的入射角度和對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體表面的2D測(cè)量。PC發(fā)送指令控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和全反射棱鏡的運(yùn)動(dòng)，并采集位置信號(hào)及激光位移傳感器的位移信號(hào)，通過程序處理，最終得出整個(gè)物體的形面數(shù)據(jù)。
[0006]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量效率高，能有效地節(jié)省成本。
【附圖說明】
[0007]圖1:本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2a和圖2b:工作過程不意圖；
圖3:控制與采集原理示意圖；
圖中:1-激光發(fā)射器，2-激光接收器，3-激光束，4-全反射棱鏡，5-全反射棱鏡2，6-伺服電機(jī)，7-伺服電機(jī)，8-被測(cè)物體，9-運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0008]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理、結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明。
[0009]如圖1所示，激光位移傳感器由激光發(fā)射器I和激光接受器2組成。激光發(fā)射器I發(fā)射激光束3通過全反射棱鏡4和全反射棱鏡5射到被測(cè)物體8的表面。反射的激光束3杯激光接受器2接受。全反射棱鏡5由伺服電機(jī)6控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度，被測(cè)物體8放在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)9上，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)9的運(yùn)動(dòng)由伺服電機(jī)7控制。
[0010]如圖2所示，當(dāng)伺服電機(jī)6控制全反射棱鏡5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度時(shí)，激光束3在被測(cè)物體8的表面的入射點(diǎn)將向左移動(dòng)。當(dāng)伺服電機(jī)6控制全反射棱鏡5逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度時(shí)，激光束3在被測(cè)物體表面的入射點(diǎn)將向右移動(dòng)，從而形體一條掃描線。同時(shí)，伺服電機(jī)7控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)9移動(dòng)，掃描點(diǎn)將形成一片2D的掃描帶。
[0011]如圖3所示，控制與信號(hào)采集系統(tǒng)由激光位移傳感器，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，控制系統(tǒng)，信號(hào)采集系統(tǒng)組成。PC發(fā)出指令信號(hào)控制伺服電機(jī)從而控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)及棱鏡的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)及棱鏡的位置信號(hào)由編碼盤傳遞給PC端。激光位移傳感器將位移信號(hào)直接傳遞給PC端，從而完成信號(hào)的采集。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.非接觸式曲面掃描系統(tǒng)，包括ID激光位移傳感器，其特征在于:所述的ID激光位移傳感器由激光發(fā)射器和激光接受器組成;激光發(fā)射器發(fā)射的激光束通過第一全反射棱鏡和第二全反射棱鏡入射到被測(cè)物體的表面，經(jīng)被測(cè)物體的表面反射的激光束由激光接受器接受； 所述的第二全反射棱鏡由伺服電機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度，從而調(diào)整激光束在入射點(diǎn)位置； 所述的被測(cè)物體放在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)由伺服電機(jī)控制。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非接觸式曲面掃描系統(tǒng)。本發(fā)明通過1D激光位移傳感器，利用2個(gè)全反射棱鏡改變激光束的入射角度和對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體表面的2D測(cè)量。PC發(fā)送指令控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和全反射棱鏡的運(yùn)動(dòng)，并采集位置信號(hào)及激光位移傳感器的位移信號(hào)，通過程序處理，最終得出整個(gè)物體的形面數(shù)據(jù)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量效率高，能有效地節(jié)省成本。
【IPC分類】G01B11/24
【公開號(hào)】CN105466352
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510817277
【發(fā)明人】方輝
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)舟山海洋研究中心
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年11月23日