[发明专利]影像测量刀具系统及其测量方法

权利要求书

1.一种影像测量刀具系统，包括钣金仪器座、显示器、电脑主机、鼠标键盘、控制台，所 述的控制台、鼠标键盘、电脑主机和显示器设于钣金仪器座上，所述的鼠标键盘和显示器分 别与电脑主机连接，电脑主机与控制台连接，还包括工作台移动机构、升降机构、工作台面、 玻璃块、夹持待测刀具的夹具、底光源板、横向图像采集装置、纵向图像采集装置，所述的工 作台移动机构和升降机构设于控制台上并与控制台连接，所述的工作台面设于工作台移动 机构上方，所述的玻璃块设于工作台面上表面，所述的夹持待测刀具的夹具设于玻璃块中 部，所述的纵向图像采集装置固定于升降机构上并设于夹持待测刀具的夹具上方，所述的 横向图像采集装置通过角度旋转装置沿纵向图像采集装置轴心旋转连接，所述的纵向图像 采集装置包括纵向镜头表面灯、纵向镜头和纵向摄录机，所述的横向图像采集装置包括横 向转角镜头表面灯、横向转角镜头、横向摄录机，所述的底光源板设于工作台面上并设于纵 向摄像镜头一侧。

2.根据权利要求1所述的一种影像测量刀具系统，其特征在于：所述的角度旋转装置包 括旋转拉手、旋转驱动部分和角度调节限定部分，所述旋转驱动部分包括旋转气缸，所述角 度调节限定部分包括底座、固定套、转动套、封盖、转轴、限位块、第一外齿圈、第二外齿圈、 轴向挡板、固定块及转动块；所述旋转气缸的驱动轴与转轴的一端相连接，所述底座和固定 套均通过轴承依次套装在转轴的气缸连接端，所述第一外齿圈套在转轴外侧并固装在固定 套侧部，所述第二外齿圈套在转轴外侧并固装在第一外齿圈侧部，在第一外齿圈和第二外 齿圈轴向方向上留有间隙，且第一外齿圈和第二外齿圈的齿形和齿数均相同，在轴向投影 方向上，第一外齿圈的外齿与第二外齿圈的外齿交错设置，且第一、第二外齿圈的外齿之间 相差半个相邻齿间夹角；所述轴向挡板套在转轴外侧并固装在第二外齿圈侧部，在轴向挡 板上设置有开口槽；所述封盖套装在轴向挡板外侧的转轴上，封盖相对于转轴可轴向移动 和绕转轴转动；所述第一外齿圈和第二外齿圈的轴向中心线与转轴的轴向中心线相重合； 所述限位块固装在第一外齿圈和第二外齿圈内侧面所对应的转轴上，所述固定块、转动块 均位于第一外齿圈、第二外齿圈内侧面与转轴之间的环形空间内，且固定块和转动块分别 位于限位块的两侧，固定块与轴向挡板固定连接，转动块通过连接杆与封盖相固接，所述连 接杆通过轴向挡板的开口槽与封盖相连接；所述转动套位于固定套与封盖之间，旋转拉手 套于转动套外，且转动套与封盖相固接，所述第一外齿圈、第二外齿圈及轴向挡板均位于转 动套内部，在转动套内壁上设置有内齿，内齿的齿形与第一外齿圈、第二外齿圈的齿形相 同；所述转动套内齿分别与第一外齿圈、第二外齿圈相啮合配合；所述转动套轴向中心线与 转轴的轴向中心线相重合。

3.根据权利要求1所述的一种影像测量刀具系统，其特征在于：所述的工作台移动机构 包括相互垂直的X向丝杆和Y向丝杆，所述的X向丝杆和Y向丝杆上分别设有X向调节轴和Y向 调节轴。

4.根据权利要求1所述的一种影像测量刀具系统，其特征在于：所述的升降机构上设有 升降手轮。

5.根据权利要求1所述的一种影像测量刀具系统，其特征在于：所述的工作台面采用金 属制成，工作台面的尺寸为404x228mm。

6.根据权利要求1所述的一种影像测量刀具系统，其特征在于：所述的玻璃块尺寸为 260x160mm。

7.根据权利要求1所述的一种影像测量刀具系统，其特征在于：所述的工作台移动机构 运行行程为200x100mm。

8.根据权利要求1所述的一种影像测量刀具系统，其特征在于：所述的纵向镜头和横向 镜头的变焦物镜分辨率为0.7-4.5X；所述的纵向镜头和横向镜头的变焦物镜视频总倍率为 30X-230X。

9.根据权利要求1所述的一种影像测量刀具系统，其特征在于：所述的底光源板、纵向 镜头表面灯和横向转角镜头表面灯均使用LED，所述的LED尺寸为7至1.1mm。

10.根据权利要求1所述的一种影像测量刀具系统测量方法，包括下列步骤：

(1)将待测刀具固定在夹持待测刀具的夹具上，使前刀面面向横向镜头，背向底光源 板；

(2)利用电脑主机通过控制台分别对工作台移动机构进行水平方向左右前后移动控制 和对升降机构上下移动控制，工作台移动机构使工作台面沿X向或Y向移动和升降机构上下 移动，在工作台面移动过程中使工作台面上方的纵向镜头和横向镜头实时提取轮廓图像中 刀具两侧的轮廓线，求解两直线夹角，角度旋转装置使横向图像采集装置绕纵向图像采集 装置转动，横向图像采集装置在转动过程中实时提取轮廓图像中刀具两侧的轮廓线，求解 两直线夹角，使刀具转动到该夹角的最小测量位置，从而确定刀具角度的最佳测量位置，从 而实现刀具五个轴的测量；

(3)利用纵向图像采集装置和横向图像采集装置采集刀具的轮廓图像，并将其送入电 脑主机，电脑主机内的刀具测量处理单元，刀具测量处理单元可以将刀具真实图像与此工 件的CAD图纸进行比较，并能测量差值，刀具测量处理单元还具有仿形功能，即根据测量数 据生成CAD图纸；

(4)电脑主机中的刀具测量处理单元除了具备测量的常用功能外，增加视频区的十字 线对位功能，通过键盘方向键调节十字线可以快速的测量出刀口的角度，可以通过键盘数 字键1、2快速切换横向镜头和纵向镜头，从而能从不同角度和方向观测被测物体，在测量工 作区域中，增加了六个快速检测距离的功能，点到点的距离、点到直线的距离、线到线的距 离、圆心到直线的距离、圆心到圆心的距离、圆环的厚度。