非接觸式曲面掃描系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光機電一體化,具體涉及一種新型的非接觸式曲面掃描系統。
【背景技術】
[0002]曲面測量在工業生產中十分重要,是檢測產品質量的重要手段和改進生產工藝的重要依據。對于物體曲面的測量可以分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式測量是測量頭與工件表面直接進行接觸測量,沿著工件形狀進行掃描運動。目前主要是采用三坐標機進行測量,其主要缺點是對被測對象表面容易造成不同程度的損傷。非接觸測量是當今曲面測量的發展方向,其中,激光三角法由于其具有非接觸、不易損傷表面,材料適應性廣,結構簡單,測量范圍大,抗干擾,測量點小,精度高,可用于實時快速測量等特點,在曲面測量中有著獨特的優勢。
[0003]目前,應用激光三角法原理進行曲面測量的主要有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,但是價格非常昂貴。而ID激光位移傳感器價格不到2D激光位移傳感器的十分之一,精度較高,在工業化應用當中具備獨特的優勢。
【發明內容】
[0004]本發明針對現有技術的不足,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。
[0005]本發明所采取的技術方案:
通過ID激光位移傳感器,利用2個全反射棱鏡改變激光束的入射角度和對運動平臺的控制,實現對物體表面的2D測量。PC發送指令控制運動平臺和全反射棱鏡的運動,并采集位置信號及激光位移傳感器的位移信號,通過程序處理,最終得出整個物體的形面數據。
[0006]本發明結構簡單,測量效率高,能有效地節省成本。
【附圖說明】
[0007]圖1:本發明結構示意圖;
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,7-伺服電機,8-被測物體,9-運動平臺。
【具體實施方式】
[0008]以下結合附圖對本發明的原理、結構作進一步說明。
[0009]如圖1所示,激光位移傳感器由激光發射器I和激光接受器2組成。激光發射器I發射激光束3通過全反射棱鏡4和全反射棱鏡5射到被測物體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6控制轉動角度,被測物體8放在運動平臺9上,運動平臺9的運動由伺服電機7控制。
[0010]如圖2所示,當伺服電機6控制全反射棱鏡5順時針轉動一定角度時,激光束3在被測物體8的表面的入射點將向左移動。當伺服電機6控制全反射棱鏡5逆時針轉動一定角度時,激光束3在被測物體表面的入射點將向右移動,從而形體一條掃描線。同時,伺服電機7控制運動平臺9移動,掃描點將形成一片2D的掃描帶。
[0011]如圖3所示,控制與信號采集系統由激光位移傳感器,運動平臺,控制系統,信號采集系統組成。PC發出指令信號控制伺服電機從而控制運動平臺及棱鏡的運動,同時,運動平臺及棱鏡的位置信號由編碼盤傳遞給PC端。激光位移傳感器將位移信號直接傳遞給PC端,從而完成信號的采集。
【主權項】
1.非接觸式曲面掃描系統,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射器和激光接受器組成;激光發射器發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物體的表面,經被測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控制轉動角度,從而調整激光束在入射點位置; 所述的被測物體放在運動平臺上,運動平臺的運動由伺服電機控制。
【專利摘要】本發明公開了一種非接觸式曲面掃描系統。本發明通過1D激光位移傳感器,利用2個全反射棱鏡改變激光束的入射角度和對運動平臺的控制,實現對物體表面的2D測量。PC發送指令控制運動平臺和全反射棱鏡的運動,并采集位置信號及激光位移傳感器的位移信號,通過程序處理,最終得出整個物體的形面數據。本發明結構簡單,測量效率高,能有效地節省成本。
【IPC分類】G01B11/24
【公開號】CN105466352
【申請號】CN201510817277
【發明人】方輝
【申請人】浙江大學舟山海洋研究中心
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月23日