[发明专利]一种用于磨削加工的光学测量系统及应用方法

权利要求书

1.一种用于磨削加工的光学测量系统，其特征在于，包括照明光源、承物台、投影光学组件、显示屏、计算机，待加工工件放置在承物台上，磨削加工时，照明光源照明待加工工件，投影光学组件将待加工工件的图像投射在显示屏的显示平面上；计算机控制所述显示平面显示预存的工件参考标尺图形，并定位在定位基线上，将所述工件参考标尺图形与待加工工件的投影进行比对，根据比对信息调整磨削加工设备的位移，进行磨削加工。

2.根据权利要求1所述的用于磨削加工的光学测量系统，其特征在于，所述承物台三维方向位置可调。

3.根据权利要求1所述的用于磨削加工的光学测量系统，其特征在于，所述投影光学组件包括投影物镜和分光板，显示屏采用透明显示屏，投影光束经投影物镜后传输到分光板上，经分光板反射后成像在透明显示屏上，在分光板后方设有显示屏背光源。

4.根据权利要求1所述的用于磨削加工的光学测量系统，其特征在于，所述投影光学组件包括前置物镜、同轴光分光板、投影物镜和分光板，在同轴光分光板一侧设有同轴光光源，同轴光光源发出的光经同轴光分光板反射并经前置物镜准直在待加工工件表面，待加工工件表面反射的投影光束依次经前置透镜、同轴光分光板、投影物镜和分光板后，成像在透明显示屏上；

所述前置物镜的镜头采用倍率为1的双远心镜头，倍率低于投影物镜。

5.根据权利要求1所述的用于磨削加工的光学测量系统，其特征在于，所述投影光学组件包括投影物镜和分光板，投影光束经投影物镜后传输到分光板上，经分光板透射后成像在常规显示屏上，在分光板的反射方向设有观察窗。

6.根据权利要求1所述的用于磨削加工的光学测量系统，其特征在于，所述用于磨削加工的光学测量系统采用箱体结构，在承物台位置留有伸出口，在显示屏上方对应的箱体处设有观察窗，在观察窗处设有读数放大镜，或者，安装一个可同时获取参考标尺图形边界和相对应的工件图形边界图像的摄像头。

7.一种用于磨削加工的光学测量方法，其特征在于，包括步骤：

获取标准工件在显示平面上显示的标准工件图像；在显示平面上显示预存的与标准工件设计尺寸对应的标准工件参考标尺，根据标准工件图像对标准工件参考标尺进行标定，获得投影光学组件的放大倍率；

获取待加工工件在显示平面上显示的待加工工件图像，在显示平面上显示预存的与待加工工件设计尺寸对应的待加工工件参考标尺，将待加工工件图像和待加工工件参考标尺均定位在定位基线上，然后根据标定的投影光学组件的放大倍率，计算出理想边界，根据理想边界和待加工工件图像之间的像素差异值，控制移动磨削加工设备对待加工工件进行磨削，实现精密磨削加工。

8.根据权利要求7所述的用于磨削加工的光学测量方法，其特征在于，根据标准工件图像对标准工件参考标尺进行标定，步骤如下：

(1-1)获取标准工件图像，图像两端边界分别为A₀、B₀，在显示平面上显示预存的与标准工件设计尺寸对应的标准工件参考标尺，标准工件参考标尺两端边界分别为A_s、B_s；

(1-2)获取标准工件参考标尺长度包含的像素数目m_s；

(1-3)对比标准工件参考标尺和标准工件图像一端边界A_s和A′₀，得到二者之间的像素细分差值Δm₁，同样对比标准工件参考标尺和标准工件另一端边界B_S和B₀′，得到二者之间的像素细分差值Δm₂；

得到标准工件图像相对于标准工件的标定放大倍率为：

式中，L₀表示标准工件的实际长度，σ为显示屏单元像素尺寸。