[发明专利]一种全自动影像仪的Z轴归零位标定方法及测量系统

说明书

本发明提供了一种全自动影像仪的Z轴归零位标定方法，其包括步骤S1，设载物平台上表面为理论坐标系零点Z，光学显微镜筒的理论聚焦高度为Z0，Z与Z0之间的距离为C；S2，上电初始化，打开测量软件“一键回零”功能，光学影像组件在Z0上、下区域内扫描搜索载物平台的上表面并拍摄若干张图片，计数光栅尺采集每张图片的Z轴坐标值信息；S3，测量软件提取最清晰的几张图片，这些图片在高度方向上空间层叠且形成高度区域，在这个区域内软件根据每张图片的清晰度以抛物线方式拟合得一个峰值点，峰值点所对应的Z轴坐标值就是实际聚焦高度Zn，计算出点Z与Zn之间距离为Cn；S4.Z轴升降模块在当前的Zn位置沿Z轴上偏移‑△C＝Cn‑C，修正了理论坐标系零点Z。

【技术领域】

本发明涉及影像测量设备技术领域，尤其涉及一种全自动影像仪的Z轴归零位标定方法及测量系统。

【背景技术】

全自动影像测量仪，是在数字化影像(CNC)测量仪基础上发展起来的人工智能型现代光学非接触测量仪器。其承续了数字化仪器优异的运动精度与运动操控性能，融合机器视觉软件的设计灵性，属于当今最前沿的光学尺寸检测设备。

全自动影像测量仪通过自动对焦和区域搜寻、目标锁定、边缘提取、理匹选点的模糊运算实现人工智能，可自动修正由工件差异和走位差别导致的偏移实现精确选点，具有高精度重复性，提高工件批测效率，满足工业抽检与大批量检测需要。

当需要大批量检测时，往往需要使用多台全自动影像测量仪共同测量相同的产品,以满足生产节拍和产能，而且往往产品“换线”的时间又非常紧迫。在传统的影像仪测量方法中，由于加工及装配误差等多重因素，会造成全自动影像测量仪的Z轴聚焦清晰后，不同全自动影像测量仪间的Z轴理论零点不一致，无法启用相同的测量基准运行测量程序，往往需要分别在各台全自动影像测量仪上对应产品，重复编程和调试后才能自动运行测量工作。或者通过重新花费大量时间和人力来慢慢调整计数光栅尺和光学显微镜筒的安装位置，来保证聚焦清晰时和测量基准一致，但这种方法不仅仅使用成本高、效率低下，还因为“摩尔定律”的原理也决定了传统方法也不可能将各个全自动影像测量仪的Z轴零位做到无限接近的一致性。

因此，实有必要提供一种新的全自动影像仪的Z轴归零位标定方法及测量系统以解决上述技术问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种成本低、效率高的全自动影像仪的Z轴归零位标定方法及测量系统，以解决相关技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种全自动影像仪的Z轴归零位标定方法，所述全自动影像仪包括载物平台、位于所述载物平台上方的光学影像组件以及可驱动所述光学影像组件沿Z轴方向移动的Z轴升降模块、可输出Z轴绝对坐标值的计数光栅尺，所述光学影像组件包括光学显微镜筒、CCD以及光源，其特征在于，所述方法包括步骤：S1，设定所述载物平台的上表面为理论坐标系零点Z，所述光学显微镜筒的理论聚焦高度为Z0，所述理论坐标系零点Z与所述理论聚焦高度为Z0之间的距离为C(C为常数)；S2，所述全自动影像仪上电初始化后，打开测量软件点击“一键回零”功能，所述Z轴升降模块驱动所述光学影像组件在所述理论聚焦高度Z0上、下区域内自动扫描搜索所述载物平台的上表面并拍摄若干张图片，所述计数光栅尺采集所述若干张图片的Z 轴绝对坐标值，每张图片具有一个对应的Z轴坐标值信息；S3，所述测量软件分析所述若干张图片中最清晰的一张，并获得相应的实际聚焦高度Zn，计算出理论坐标系零点Z与实际聚焦高度Zn之间的距离为Cn；S4.所述测量软件控制所述Z轴升降模块在当前的实际聚焦高度Zn位置沿Z轴上偏移-△C＝Cn-C，从而修正了Z轴的理论坐标系零点Z。

更优地，在所述步骤S3中，所述测量软件分析所述若干张图片，提取最清晰的几张图片，令所述几张图片在高度方向上空间层叠且形成一个高度区域，在所述高度区域内所述测量软件根据每张图片的清晰度再以抛物线方式拟合得出一个峰值点，峰值点所对应的Z轴坐标值就是实际聚焦高度Zn。