[发明专利]一种物体表面形貌扫描重构设备在审

专利信息
申请号: 201811468148.2 申请日: 2018-12-03
公开(公告)号: CN109458949A 公开(公告)日: 2019-03-12
发明(设计)人: 张宁;董浩浩;刘会霞;韩冠南 申请(专利权)人: 西京学院
主分类号: G01B11/24 分类号: G01B11/24
代理公司: 西安智大知识产权代理事务所 61215 代理人: 贺建斌
地址: 710123 *** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 纵向导轨 横向导轨 伺服电机 采集器 滑块 激光位移传感器 伺服电机驱动 物体表面形貌 铝型材支架 底板连接 物体表面 重构设备 扫描 编码器 内置 底板 数据采集 固定的 可扫描 点式
【说明书】:

一种物体表面形貌点式扫描重构设备,包括底板,底板连接的横向导轨通过横向导轨伺服电机驱动,横向导轨伺服电机和PLC控制采集器连接,由PLC控制采集器控制横向导轨伺服电机带动横向导轨滑块沿着X轴运动;底板连接铝型材支架,铝型材支架上连接的纵向导轨由纵向导轨伺服电机驱动,纵向导轨伺服电机和PLC控制采集器连接,由PLC控制采集器控制纵向导轨伺服电机带动纵向导轨滑块沿着Y轴运动;纵向导轨滑块上固定的激光位移传感器,横向导轨伺服电机内置编码器、纵向导轨伺服电机内置编码器、激光位移传感器分别同时完成对待测物体表面X、Y、Z坐标的数据采集,本发明结构简单、扫描精度高、可扫描物体表面任意一点精确坐标。

技术领域

本发明属于表面形貌测量技术领域,具体涉及一种物体表面形貌扫描重构设备。

背景技术

物体表面形貌扫描测量应用广泛,可应用于测量分析物体表面粗糙度、波纹度、平面度等;可应用于物体表面探伤;可应用于产品表面质量的检测;等等。而具体的测量方法分为接触式测量方法和非接触式测量方法。接触式测量方法测量精度高技术成熟,但容易损伤测量物体表面,局限性很大。因此,非接触式测量方法的进一步探究是非常有必要的。

目前,非接触测量方法有扫描电子显微镜测量法、共焦显微测量法、离焦检测法、扫描白光干涉法、激光相移干涉法、变焦显微测量法等等。可这些设备结构复杂,价钱昂贵,操作较为困难,扫描测量耗时耗力,且有部分设备不能完成对物体表面形貌三维坐标数据的采集。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种物体表面形貌扫描重构设备,结构简单、扫描精度高、可扫描物体表面任意一点精确坐标。

为了达到上述目的,本发明采取的技术方案为:

一种物体表面形貌点式扫描重构设备,包括底板10,底板10连接横向导轨9,横向导轨9通过横向导轨伺服电机12驱动,横向导轨伺服电机12固定在底板10上,横向导轨伺服电机12的控制端通过第二驱动器13和PLC控制采集器14连接,由PLC控制采集器14控制第二驱动器13间接控制横向导轨伺服电机12带动横向导轨滑块11沿着X轴运动;

底板10连接铝型材支架7,铝型材支架7之间由直角架6连接,铝型材支架7上连接有纵向导轨3,纵向导轨3由纵向导轨伺服电机4驱动,纵向导轨伺服电机4的控制端通过第一驱动器5和PLC控制采集器14连接,由PLC控制采集器14控制第一驱动器5间接控制纵向导轨伺服电机4带动纵向导轨滑块2沿着Y轴运动;

纵向导轨滑块2上固定有激光位移传感器1,激光位移传感器1实现对横向导轨滑块11上固定的待测物体表面形貌Z坐标的采集;PLC控制采集器14和PC机8连接,激光位移传感器1的信号输出端和控制采集器14连接,横向导轨伺服电机12内置编码器、纵向导轨伺服电机4内置编码器、激光位移传感器1分别同时完成对待测物体表面X、Y、Z坐标的数据采集。

所述的一种物体表面形貌点式扫描重构设备的扫描重构方法,包括以下步骤:

1)首先确保底板10水平,再将待测物体固定放置到横向导轨滑块11上,保证激光位移传感器1与横向导轨滑块11上固定的待测物体的距离在激光位移传感器1量程范围内;

2)启动电源,依据待测物体尺寸的大小,编写PLC控制程序,将程序导入PLC控制采集器14,控制纵向导轨伺服电机4带动纵向导轨3上的纵向导轨滑块2沿Y轴正负方向往复移动,同时控制横向导轨伺服电机12带动横向导轨9上的横向导轨滑块11沿着X轴方向正向移动;

3)由横向导轨伺服电机12内置编码器实时获取扫描点的X坐标,由纵向导轨伺服电机4内置编码器实时获取扫描点的Y坐标,激光位移传感器1非接触测量扫描点Z坐标,一起通过PLC控制采集器14将数据传输给PC机8完成三维坐标点数据采集存储;

4)先用编程软件对存储的三维坐标点数据进行处理,然后对处理后的三维坐标点数据进行模型重构。

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