CN105466352A - 非接触式曲面扫描系统 - Google Patents

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CN105466352A
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方辉
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures

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Abstract

本发明公开了一种非接触式曲面扫描系统。本发明通过1D激光位移传感器，利用2个全反射棱镜改变激光束的入射角度和对运动平台的控制，实现对物体表面的2D测量。PC发送指令控制运动平台和全反射棱镜的运动，并采集位置信号及激光位移传感器的位移信号，通过程序处理，最终得出整个物体的形面数据。本发明结构简单，测量效率高，能有效地节省成本。

Description

非接触式曲面扫描系统
技术领域
本发明属于光机电一体化，具体涉及一种新型的非接触式曲面扫描系统。
背景技术
曲面测量在工业生产中十分重要，是检测产品质量的重要手段和改进生产工艺的重要依据。对于物体曲面的测量可以分为接触式和非接触式两种。接触式测量是测量头与工件表面直接进行接触测量，沿着工件形状进行扫描运动。目前主要是采用三坐标机进行测量，其主要缺点是对被测对象表面容易造成不同程度的损伤。非接触测量是当今曲面测量的发展方向，其中，激光三角法由于其具有非接触、不易损伤表面，材料适应性广，结构简单，测量范围大，抗干扰，测量点小，精度高，可用于实时快速测量等特点，在曲面测量中有着独特的优势。
目前，应用激光三角法原理进行曲面测量的主要有1D激光位移传感器和2D激光位移传感器。2D激光位移传感器可以直接扫描物体表面，但是价格非常昂贵。而1D激光位移传感器价格不到2D激光位移传感器的十分之一，精度较高，在工业化应用当中具备独特的优势。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种基于1D激光位移传感器的非接触式曲面扫描系统。
本发明所采取的技术方案：
通过1D激光位移传感器，利用2个全反射棱镜改变激光束的入射角度和对运动平台的控制，实现对物体表面的2D测量。PC发送指令控制运动平台和全反射棱镜的运动，并采集位置信号及激光位移传感器的位移信号，通过程序处理，最终得出整个物体的形面数据。
本发明结构简单，测量效率高，能有效地节省成本。
附图说明
图1：本发明结构示意图；
图2a和图2b：工作过程示意图；
图3：控制与采集原理示意图；
图中：1-激光发射器，2-激光接收器，3-激光束，4-全反射棱镜，5-全反射棱镜2，6-伺服电机，7-伺服电机，8-被测物体，9-运动平台。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理、结构作进一步说明。
如图1所示，激光位移传感器由激光发射器1和激光接受器2组成。激光发射器1发射激光束3通过全反射棱镜4和全反射棱镜5射到被测物体8的表面。反射的激光束3杯激光接受器2接受。全反射棱镜5由伺服电机6控制转动角度，被测物体8放在运动平台9上，运动平台9的运动由伺服电机7控制。
如图2所示，当伺服电机6控制全反射棱镜5顺时针转动一定角度时，激光束3在被测物体8的表面的入射点将向左移动。当伺服电机6控制全反射棱镜5逆时针转动一定角度时，激光束3在被测物体表面的入射点将向右移动，从而形体一条扫描线。同时，伺服电机7控制运动平台9移动，扫描点将形成一片2D的扫描带。
如图3所示,控制与信号采集系统由激光位移传感器，运动平台，控制系统，信号采集系统组成。PC发出指令信号控制伺服电机从而控制运动平台及棱镜的运动，同时，运动平台及棱镜的位置信号由编码盘传递给PC端。激光位移传感器将位移信号直接传递给PC端，从而完成信号的采集。

Claims (1)

1.非接触式曲面扫描系统，包括1D激光位移传感器，其特征在于：所述的1D激光位移传感器由激光发射器和激光接受器组成；激光发射器发射的激光束通过第一全反射棱镜和第二全反射棱镜入射到被测物体的表面，经被测物体的表面反射的激光束由激光接受器接受；
所述的第二全反射棱镜由伺服电机控制转动角度，从而调整激光束在入射点位置；
所述的被测物体放在运动平台上，运动平台的运动由伺服电机控制。
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