[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

说明书

本发明公开了一种用于产品曲面镜面三维轮廓检测装置及其检测方法，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。本发明能够快速测量具有较大陡度的曲面镜面的表面轮廓，并进行三维对比处理，提高三维检测镜面曲面轮廓的精度与效率。

技术领域

本发明属于曲面镜面三维检测技术领域，特别是涉及一种用于产品大陡度曲面镜面三维检测装置及其检测方法。

背景技术

随着经济技术的发展，使用增强现实(Augmented Reality，简称AR)设备的人群越来越广泛，使得AR设备市场蓬勃发展。AR成像系统中普遍采用光学自由曲面来实现成像，自由曲面反射镜的引入可以简化AR系统结构和降低重量。光学自由曲面的面型误差对于AR成像效果具有明显的影响，但由于目前AR行业刚刚起步，对于光学自由曲面镜片的面型轮廓误差的检测方法还处于摸索阶段。

大多数检测自由曲面面型轮廓的方法是通过三坐标测量仪来测量自由曲面的三维轮廓数据；这种仪器测量周期长，测量设备昂贵，而且是接触式测量；对于光学级镜片，测量后表面会产生损伤，产品只能报废处理，所以最多作为抽样检测，不能实现产品的全检。结构光投影光学扫描仪能够非接触测量自由曲面的面型轮廓，它需要投影图像到待测物体表面，但是光学自由曲面镜的表面是镜面，投影图像会被反射而不能被接收，因此也不适合光学自由曲面的三维测量。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种用于产品曲面镜面三维轮廓检测装置及其检测方法，能够快速测量具有较大陡度的曲面镜面的表面轮廓，并进行三维对比处理，提高三维检测镜面曲面轮廓的精度与效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种用于产品曲面镜面三维轮廓检测装置，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。

进一步地说，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。

进一步地说，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。

进一步地说，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。

进一步地说，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。

进一步地说，所述旋转装置为驱动所述样品台旋转的旋转气缸，所述角度摆动装置为驱动所述旋转盘周向旋转的摆动角度气缸，所述旋转装置位于所述角度摆动装置的上方，所述样品台位于与所述旋转装置的上方。