[发明专利]一种一键式3D轮廓测量设备及其测量计算方法

权利要求书

1.一种一键式3D轮廓测量设备的测量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采用63*63的相机标定板对CCD相机进行标定，把标定板放置在CCD相机视场中的随机位置，拍图，找到标定板，拍18张有效图片，得出一个像素与实际距离之间的比例关系d1，实际距离的单位为mm；

S2：利用大视场光学镜头将产品轮廓影像缩小5-50倍后传递至CCD相机做数字化处理，同时通过3D测量软件预先内置的编程指令快速抓取产品轮廓图，测出的像素值与d1的乘积以及CCD相机与平台的角度可以换算得出实际物体的轮廓尺寸；

S3：在3D测量软件中建立模板，模板的目的是让3D测量软件能找到目标物体，再在图像中框选需要测量的项，测量以载物台为基准的点、线、圆、圆弧、R角等基本尺寸测量以及物体的高度；

S4：把测量物体运动到光谱共焦镜头下方，运动平台X轴和CCD相机的X轴之间的夹角α，运动平台Y轴和CCD相机的Y轴之间的夹角β，夹角α和夹角β也是XY运动方向分别与CCD相机之间的夹角；

S5：计算X轴夹角α：设定运动平台最左边点A(x₁，y₁)，最右边点B(x₂，y₂)，

则夹角α：计算Y轴夹角β：设定运动平台最左边点C(x₃，y₃)，最右边点D(x₄，y₄)，则夹角β：

S6：设定图像x轴与马达x轴的夹角为α₁，图像x轴与马达x轴的夹角为β₁，设定光谱点为M(x₀，y₀),光谱仪坐标为G(x，y),则光谱点运动到光谱仪位置：马达x轴需运动：△x＝|(x-x₀)|cosα₁+|(y-y₀)|sinβ₁；马达y轴需运动：△y＝-|(x-x₀)|sinα₁+|(y-y₀)|cosβ1。

2.如权利要求1所述的一键式3D轮廓测量设备的测量计算方法，其特征在于，还包括一键式3D轮廓测量设备，所述一键式3D轮廓测量设备包括伺服驱动器、光谱共焦位移传感器、机架、运动平台、光谱共焦测高机构以及防护外罩，所述运动平台包括设于机架上端的下平台、设于下平台上的第一丝杆运动机构和第二丝杆运动机构、与第一丝杆机构配合连接的中平台以及与第二丝杆机构配合连接的上平台，所述光谱共焦测高机构包括设于下平台上的固定架、设于固定架上端的大视场光学镜头、设于大视场光学镜头上方的CCD相机、设于固定架内侧的升降机构以及与升降机构连接且位于大视场光学镜头一侧的光谱共焦镜头，所述下平台下方设有照明光源，所述上平台上设有玻璃板，通过调节升降机构和运动平台形成同轴共焦点且焦点对准被测物的瞬间感光而完成测量。

3.如权利要求2所述的一键式3D轮廓测量设备的测量计算方法，其特征在于，所述的第一丝杆运动机构和第二丝杆运动机构均包括马达、丝杆以及套设于丝杆上的丝杆螺母，马达连接有马达座，丝杆连接有丝杆支座，马达通过联轴器连接丝杆，马达座还连接有缓冲胶圈，丝杆螺母上设有光感片，在所述中平台和下平台在上表面均设有光感铝滑轨以及设于光感铝滑轨上的光电开关。

4.如权利要求2所述的一键式3D轮廓测量设备的测量计算方法，其特征在于，所述的中平台上设有供上平台移动的交叉滚子导轨，所述第二丝杆运动机构驱动所述上平台运动，所述下平台上设有供中平台移动的交叉滚子导轨，所述第一丝杆运动机构驱动所述中平台运动。

5.如权利要求2所述的一键式3D轮廓测量设备的测量计算方法，其特征在于，所述的升降机构包括与固定架连接的测量底板、与测量底板连接的移动板以及与移动板上端连接的第一马达座和限位块，所述移动板的下端连接有第二马达，所述测量底板上设有移动导轨供移动板运动，所述第一马达座连接有第一马达，所述第一马达通过转轴连接所述限位块，所述限位块通过一摆臂连接有镜头固定座，镜头固定座连接有所述光谱共焦镜头，限位块下方连接有光电开关。