[发明专利]一种基于激光的精密宝石三维测量装置

说明书

本发明公开了一种基于激光的精密宝石三维测量装置，包括控制器模块，与控制器模块连接的激光传感器、电机驱动模块、PC机，与电机驱动模块连接的旋转平台模块；控制器模块控制电机驱动模块的运转来带动旋转平台模块上的宝石旋转，控制器模块控制激光传感器对旋转的宝石进行扫描并同步采集扫描数据；激光传感器采集的扫描数据通过控制器模块传输至PC机，PC机对扫描数据进行处理和构建宝石的三维模型。本发明能够精确地对宝石原石进行三维测量，并根据扫描数据在PC机上生成对应的三维模型，实现对宝石原石的原始数据的获取和处理。

技术领域

本发明涉及自动化宝石加工技术领域，尤其涉及一种基于激光的精密宝石三维测量装置。

背景技术

我国是珠宝使用和珠宝制造大国，由于珠宝加工工艺复杂，自动化程度低，目前还大量停留在手工加工阶段。随着工业4.0、中国制造2015与传统制造业的融合，智能制造不断深入；为契合2014年武汉市正式启动的“武汉·中国宝谷”千亿珠宝产业集群综合体建设工程，研究宝石加工的智能制造技术具有重要的现实意义。

宝石的设计与加工都离不开原石的原始数据获取，因此实现精确的宝石三维测量与建模是自动化宝石加工中重要的一个环节，对此提出一个基于激光传感器的装置实现宝石三维测量与建模，此装置能够获取精确的宝石原石的三维模型，并能够导出点云文件以供后续加工使用。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于激光的精密宝石三维测量装置，能够精确地对宝石原石进行三维测量，并根据扫描数据在PC机上生成对应的三维模型，实现对宝石原石的原始数据的获取和处理。

为实现上述目的，本发明采用了一种技术方案：一种基于激光的精密宝石三维测量装置，所述基于激光的精密宝石三维测量装置包括控制器模块；与所述控制器模块连接的激光传感器、电机驱动模块、PC机；与所述电机驱动模块连接的旋转平台模块；

所述控制器模块控制所述电机驱动模块运转，带动所述旋转平台模块上的宝石旋转；所述控制器模块控制所述激光传感器对旋转的宝石进行扫描并同步采集扫描数据；所述激光传感器采集的扫描数据通过所述控制器模块传输至所述PC机，所述PC机对扫描数据进行处理，并根据数据处理结果构建宝石的三维模型；

所述旋转平台模块包括夹持部、转盘和平台，所述夹持部安装在所述转盘上用于固定宝石，并随转盘旋转，所述转盘安装在所述平台的上平面；所述夹持部为夹具或支撑结构，所述夹具包括至少一个螺母、至少一个螺栓和夹具台，所述螺栓固定在夹具台上且其位置固定，所述螺母穿过所述螺栓，通过调节各个螺母的位置以固定宝石；所述支撑结构包括至少一个支撑柱、至少一个垫片和支撑台，所述支撑柱设有螺纹，且固定在所述支撑台上，所述垫片穿过所述支撑柱，通过所述支撑柱上的螺纹来调整各个垫片的高度以固定宝石。

进一步地，所述控制器模块包括通讯单元，所述PC机通过所述通讯单元分别与所述控制器模块、激光传感器进行通讯。

进一步地，所述控制器模块包括液晶显示单元，用于显示或设置所述激光传感器和电机驱动模块的参数。

进一步地，所述电机驱动模块包括电机和电机编码器，所述转盘与电机连接，并由所述电机带动其旋转，所述电机编码器分别向所述控制器模块和PC机反馈所述电机的位置信息。

进一步地，所述PC机上安装有配套软件和数据采集卡，所述激光传感器采集的扫描数据传输至所述数据采集卡中，通过所述配套软件对所述数据采集卡中的扫描数据进行处理和构建宝石的三维模型。

进一步地，所述配套软件包括传感器设置模块、图像数据处理模块和电机设置模块，所述传感器设置模块和电机设置模块分别设置所述激光传感器和电机驱动模块的参数，所述图像数据处理模块对扫描数据进行处理和构建宝石的三维模型。