[发明专利]一种工件特征间距的测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种工件特征间距的测量装置及测量方法，属于几何量测量技术领域，所述装置包括呈球形且设于被测工件旁的测量器，以及通过测量座与所述测量器活动连接的测量支架，所述测量器可在测量座上360度旋转；所述测量器包括为透明玻璃体的球形壳体、呈球形的光学传感器模块、三轴倾角传感器、处理器以及显示面板；本发明还提供的一种工件特征间距的测量方法，解决了通过各测量位置中心处三维坐标或通过边缘处不共线若干边缘点拟合得到其几何中心的三维坐标，并根据三维坐标计算得到测量位置间距离的问题。

技术领域

本发明属于几何量测量技术领域，尤其涉及一种工件特征间距的测量装置及测量方法。

背景技术

机械加工中的工件，通常包括如孔，凹槽以及凸台等特征，加工过程中需要控制这些特征之间的距离满足精度要求，例如，孔系之间的间距，孔与凹槽，孔与凸台等之间的间距，如果间距不满足要求则会造成加工出来的工件无法使用而报废。

现有技术中测量间距的方式有很多种，常见的有通过卷尺、卡尺等量具测量，但对于包括多个特征的复杂工件，需要测量的两个特征之间还可能包括其他特征，例如两个孔之间有凸台阻挡无法使用量具，还有例如测量孔与凸台之间的间距，由于孔与凸台之间很难找到基准面从而无法使用量具测量两者之间的距离。常见的测量间距的方法还包括视觉测量法，通过对工件进行拍照采集其图像，通过图像处理获得特征轮廓，从而获得特征坐标计算特征间距，但该方法对于包括多个特征的复杂工件同样存在缺陷，由于特征较多，需要对各个特征进行轮廓提取，还要进行形状拟合等，运算量大，处理速度慢，无需适应车间现场实时测量的需要，还有特征之间往往存在遮挡，例如在某一角度测量凸台会遮挡孔，无法获得孔的图像，通常需要多角度测量，且测量方法复杂。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种工件特征间距的测量装置及测量方法解决了通过各测量位置中心处三维坐标或通过边缘处不共线若干边缘点拟合得到其几何中心的三维坐标，并根据三维坐标计算得到测量位置间距离的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种工件特征间距的测量装置，包括呈球形且设于被测工件旁的测量器，以及通过测量座与所述测量器活动连接的测量支架，所述测量器可在测量座上360度旋转；

所述测量器包括透明玻璃体的球形壳体、呈球形的光学传感器模块、三轴倾角传感器、处理器以及显示面板；

所述光学传感器模块设于球形壳体内部球心位置处；所述三轴倾角传感器设于球形壳体内部；所述显示面板嵌设于球形壳体外侧表面；所述处理器相对显示面板设于球形壳体内侧表面。

本发明的有益效果为：本发明提供的工件特征间距的测量装置，其测量器呈在测量座上360度旋转，且所述球形壳体为透明玻璃体可避免对测量光束的发射和接收的影响，使测量光束可到达测量位置，所述测量装置通过测量位置中心处或若干边缘不共线点，获得其几何中心三维坐标，获得工件间距，根据光强获得测量距离，并根据角度信息计算测量点三维坐标，准确性高，抗干扰能力强。

进一步地，所述光学传感器模块包括光发射器和光接收器，且所述光发射器和光接收器分体设置，或所述光发射器和光接收器合并构成发射和接收一体的测量结构。

采用上述进一步方案的有益效果为：所述光学传感器模块能够发射测量光束至测量位置，并能够接收被测工件测量位置处反射的光束，发射的测量光束可以为红外光、激光和可见光等多种类型的光束，且所述光学传感器模块包括光发射器和光接收器，所述光发射器和光接收器可以分体设置，也可以合并构成发射和接收一体的测量结构。

进一步地，所述光学传感器模块用于随测量器旋转并发射测量光束至测量位置；

所述三轴倾角传感器用于感测测量器的三维角度；