[发明专利]用于产品曲面镜面三维轮廓检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种用于产品曲面镜面三维轮廓检测装置，其特征在于：包括工作架，所述工作架的内部安装有样品台、图像发生装置、至少两组图像采集装置、角度摆动装置、旋转装置和升降装置；

所述图像发生装置和两组所述图像采集装置均位于所述样品台的上方；

所述角度摆动装置驱动所述样品台倾斜至一定的角度；

所述旋转装置驱动所述样品台周向旋转；

所述升降装置驱动所述样品台靠近和/或远离所述图像采集装置；

所述图像采集装置与接收端信号连接。

2.根据权利要求1所述的用于产品曲面镜面三维轮廓检测装置，其特征在于：所述图像采集装置包括第一图像采集单元和第二图像采集单元，所述第一图像采集单元的成像方向的中轴线与所述第一图像采集单元所在的纵向线形成有第一夹角，所述第二图像采集单元的成像方向的中轴线与所述第二图像采集单元所在的纵向线形成有第二夹角，所述第一夹角的夹角值小于所述第二夹角的夹角值。

3.根据权利要求2所述的用于产品曲面镜面三维轮廓检测装置，其特征在于：所述第一图像采集单元包含至少两个呈一排设置的第一相机，所有所述第一相机的成像方向一致；所述第二图像采集单元包含至少两个呈一排设置的第二相机，所有所述第二相机的成像方向一致。

4.根据权利要求3所述的用于产品曲面镜面三维轮廓检测装置，其特征在于：所述第一相机的焦距和所述第二相机的焦距不同和/或相同。

5.根据权利要求1所述的用于产品曲面镜面三维轮廓检测装置，其特征在于：所述升降装置包括升降台、位于升降台两侧的导向杆以及电机，所述电机固定在所述工作架的内部，所述电机的输出轴与所述导向杆的一端固定，所述导向杆与所述升降台机械连接，所述导向杆转动带动所述升降台升降。

6.根据权利要求1所述的用于产品曲面镜面三维轮廓检测装置，其特征在于：所述旋转装置为驱动所述样品台周向旋转的周向旋转台，所述角度摆动装置为驱动所述周向旋转台绕x轴或者y轴摆动的角度摆动台，所述周向旋转台位于所述角度摆动台的上方，所述样品台位于与所述周向旋转台的上方。

7.根据权利要求1所述的用于产品曲面镜面三维轮廓检测装置，其特征在于：所述图像发生装置为产生条纹形图像的显示屏。

8.一种根据权利要求1所述的用于产品曲面镜面三维轮廓检测装置的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、启动图像发生装置，其产生的条纹图像经过待测样品的表面反射，被图像采集装置接收；

S2、根据待测样品的尺寸大小和曲面陡度选择图像采集装置，待测样品尺寸大/陡度小时选择第一图像采集装置，待测样品尺寸小/陡度大时选择第二图像采集装置。

S3、通过升降装置将待测样品移动至所选择图像采集装置的视场范围以内；

S4、在样品台上设置若干标识点，所述标识点分布于待测样品的外周；

S5、通过角度摆动台倾斜待测样品至一定角度，使得待测样品的边缘部分能够反射条纹图像到所选择图像采集装置；

S6、图像发生装置显示一系列相移的条纹图像，所选择图像采集装置拍摄经过待测样品反射的一系列条纹图像，拍摄的图像被传送到接受端处理；

S7、接收端处理根据接收到的一系列条纹图像重构出待测样品表面上参与反射的区域的三维轮廓，同时计算得到样品台上的标识点的三维坐标；

S8、启动周向旋转台使样品台周向旋转一定角度，待测样品表面上参与反射的区域发生变化，但和之前区域还是有一定的重叠，重复步骤S5-S7，重构新的参与反射的区域的三维轮廓和标识点的新的三维坐标；

S9、重复S8，直至待测样品表面的区域都被重构出来；

S10、接收端通过标识点的三维坐标对每次重构得到的区域三维轮廓数据进行拼接，拼接得到待测样品表面的完整三维轮廓，再将拼接后的产品三维轮廓数据与标准设计模型文件进行比对，即可得到待测样品的三维轮廓误差分布。