[实用新型]集成光源控制的影像测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子设备领域，尤其涉及一种集成光源控制的影像测量仪。

背景技术

影像测量技术是以机械视觉为研究基础的一门新兴测试技术。它代表的是数字影像科技溶入计量领域，进行空间几何运算的先进测量技术。影像测量仪建立在微米级精确数控的硬件与人性化操作软件的基础上，将各种功能完美集成，最终实现高精度、多功能、智能化。现代化的测量。影像测量仪发展起来了人工智能型的现代光学非接触测量技术，传承了数字化仪器优异的运动精度与运动操控性能，融合了机器视觉软件的灵活性、智能化与自动化的特征，属于当今最前沿的光学尺寸检测设备。

运动控制系统是影像测量系统中的重要组成部分。在影像测量仪的实际应用中，运动控制的定位精度直接影响图片拼接的质量。因此，发明一种用于影像测量仪的高效的运动控制系统至关重要。

现有的影像测量设备中，由于光学尺数据采集、电机控制、光源控制采用不同的驱动控制程序，这些程序运行于非实时的Windows操作系统平台之上，会导致各控制装置无法高效协调工作，现有技术至少存在以下缺陷或不足：

1、X/Y/Z运动控制由于采用开环控制技术，无法消除传动机构误差、背隙，以及工作台阿贝误差，以及电气系统干扰等原因造成的电机运转角度偏差，为实现定位精度要求测量软件需反复读取光学尺坐标位置，并在一次运动结束后根据偏差发送2-3次运动定位操作才能完成准确定位，但这造成了时间浪费且无法达到高效率测量的要求。

2、测量运动方式：首先机台运动并停止在CCD对准待测部位，机台停止并等待机台停止晃动后从CCD获取图像，然后机台运动到下一个待测部位，如此循环完成所有待测部位测量，由于存在反复启停、等待机台完全静止抓图，对复杂工件的测量效率有待提升。

3、人机交互通常采用USB游戏操纵手柄或USB工业操纵杆采集测量仪操纵人员操控意图，数据通过USB传送到计算机，运行于非实时特性的Windows 测量软件分析识别操纵杆传送回来的数据并转化为运动指令，通过PCI插槽下达到运动控制卡，由于HID类USB设备数据通讯较慢和Windows的非实时特性，导致操纵人员操控指令发出到机台运动之间存在较大滞后，给操作带来不便。

4、测量软件运行在Window操作系统之上，由Window为非实时操作系统，在3D测量过程中，由于进程堵塞或响应迟滞，而此时探针已与工件发生碰撞，因刹车指令无法及时发出机台持续运动，探针偏移角度超过安全范围可导致坚硬的红宝石球与工件发生强力碰撞，造成设备或工件损坏，现有技术进行 3D测量时存在较大风险。

5、采用模拟量形式，在机台静止时由于零漂问题设备不存在绝对的静止状态而是动态平衡状态，当光学尺由于安装空间限制无法紧靠传动装置安装。

6、控制器与电脑通信采用USB通信，需独立安装驱动，通信距离过短。且USB协议是非对等协议，必须有主机支持，无法搭建星形结构或者总线式结构，整个设备树必须有个根节点，设备与设备之间无法直接通信，相对而言，以太网和串口都是对等的通信系统。

实用新型内容

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种一体化独立式且能够实现多轴运动的影像测量仪。

为实现上述目的，本实用新型提供一种集成光源控制的影像测量仪，包括主控模块、电源模块、3D测量模块、用于控制电机的电机运动控制模块、用于控制电机运动控制模块的人机交互模块、用于采集光栅尺数据的光栅尺数据采集模块和用于控制光源亮度的光源控制模块，电源模块的输出端分别与主控模块、人机交互模块、光栅尺数据采集模块和3D测量模块连接，主控模块与人机交互模块交互连接，且主控模块的输出端分别与电机运动控制模块、光源控制模块和3D测量模块连接，且主控模块的输入端还与光栅尺数据采集模块连接，光源控制模块向主控模块提供光源控制信号。

其中，该影像测量仪还包括安全保护模块、USB数据通信模块、以太网数据通信模块、数据存储模块和自定义接口模块，所述安全保护模块与主控模块的输入端连接，所述USB数据通信模块、以太网数据通信模块和数据存储模块均与主控模块交互连接，所述主控模块的输出端与自定义接口模块连接。

其中，所述人机交互模块与操作杆电连接，所述电机运动控制模块与电机电连接，所述人机交互模块通过操作杆直接操作主控模块从而控制电机运动控制模块，所述人机交互模块为采用RF传输的无线人机交互模块。

其中，所述3D测量模块与触式侧头电连接，所述触式侧头可反馈信号给主控模块。