[发明专利]薄板件装配偏差在线测量方法

权利要求书

1.一种薄板件装配偏差在线测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在装配平台(4)上方安装基于傅里叶变换轮廓术的测量平台(1)，在所述测量平台(1)上安装相机(2)和投影仪(3)；

S2：将参考面(7)通过定位夹具固定在装配平台(4)的装配位置，调节参考面(7)至水平；

S3：根据装配薄板所需的相机视场，调节相机(2)和投影仪(3)的位置，并设定合适的投影仪(3)的投影条纹周期；

S4：将相机(2)和投影仪(3)调整成满足傅里叶变换轮廓术原理的位置；

S5：在参考面(7)上放置标定板(8)，拍摄标定板(8)进行标定；

S6：取下标定板(8)，采集参考面(7)π相移前、后的条纹照片，作为后续求解薄板相位差的参考基准；

S7：在参考面(7)上放置标准件，采集标准件π相移前、后的条纹照片；建立并求解出被测物体相对于所述参考面(7)的相位差与高度的关系通式；

S8：取下标准件和参考面(7)，将待测薄板通过所述定位夹具固定在装配平台(4)的确定位置上，然后采集装配前薄板π相移前、后的条纹照片，得出装配前薄板相对于参考面(7)的相位差；

S9：将S8中固定好的薄板进行装配、部分解除薄板与所述定位夹具间的连接，确保薄板的确定性定位，然后采集装配后薄板的π相移前、后的条纹照片，得出装配后薄板相对于参考面(7)的相位差；

S10：利用S7中的相位差与高度的关系通式，通过S8和S9中所得相位差，分别求得薄板装配前、后的轮廓数据，求解得到薄板的装配偏差。

2.根据权利要求1所述的薄板件装配偏差在线测量方法，其特征在于，所述S4中，调整相机(2)和投影仪(3)满足傅里叶变换轮廓术的三个约束条件：相机光轴MO与参考面(7)垂直、相机光心M与投影仪光心N连线平行于参考面(7)、相机光轴MO与投影仪光轴NO相交于参考面(7)上一点。

3.根据权利要求2所述的薄板件装配偏差在线测量方法，其特征在于，所述S7中，所述标准件采用至少两个高度不同的标准四棱柱；拍摄所述至少两个标准四棱柱π相移前和π相移后的条纹照片，求出所述至少两个标准四棱柱的相位差；建立物体表面高度h(x，y)与物体表面相位差之间的映射关系如下：

式(1)中，1为相机光心M与投影仪光心N连线到参考面(7)的距离，d为相机光心M与投影仪光心N的距离，f₀为光栅空间频率；引入两个参数C₁(x，y)、C₂(x，y)，将式(1)写为：

将所求出的所述至少两个标准四棱柱的相位差，带入式(2)中，可得高度与相位差的关系式：

4.根据权利要求3所述的薄板件装配偏差在线测量方法，其特征在于，所述S2中，所述定位夹具采用支撑角铁(5)，其顶端设有紧固用通孔，底端固定在所述装配平台(4)上；使用所述支撑角铁(5)将参考面(7)固定在装配平台(4)上的薄板装配位置处，通过装配平台(4)上设置的支撑柱(6)调节参考面(7)至水平。

5.根据权利要求4所述的薄板件装配偏差在线测量方法，其特征在于，所述S8中，取下标准件和参考面(7)，将需要装配成一体的至少两块薄板分别利用紧固件固定连接在对应的所述支撑角铁(5)上，拍摄薄板装配前的π相移前和π相移后的条纹照片，获得装配前薄板的相对于所述参考面(7)的相位差；

所述S9中，将两块薄板相互紧固连接、保证确定性定位的前提下释放部分所述紧固件，同时，取下支撑在所述薄板底部的支撑柱(6)后，得到释放后的装配体，然后采集装配后薄板装配体的π相移前、后的条纹照片。

6.根据权利要求5所述的薄板件装配偏差在线测量方法，其特征在于，所述S10中，通过薄板装配前、后的相位差，带入所述相位差与高度的关系通式，获得装配前、后薄板的轮廓数据，即装配前、后薄板表面的三维点云数据，将装配前、后对应的高度值相减求得薄板装配偏差。