CN108398086A - 一种高效影像测量系统 - Google Patents

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王志伟
毛秦军
周保同
龚伟林
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Suzhou Tian Zhun Science And Technology Co Ltd
Tztek Technology Co Ltd
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Suzhou Tian Zhun Science And Technology Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical means

Abstract

本发明公开了一种高效影像测量系统,包括:影像测量单元,用于获取被测件的图像信息;工作台,用于承载被测件;若干位置采集单元,设置在所述影像测量单元和/或所述工作台上,用于采集当前的位置信息并发送给所述运动控制器;所述运动控制器,用于驱动所述工作台与所述影像测量单元的相对运动;上位机,用于从所述影像测量单元读取图像信息,并进行图像处理和坐标计算,获得几何尺寸测量结果。本发明在测量过程中取消了当前影像测量仪测量过程中的启动/停止动作,在连续的相对运动过程中,完成被测特征的捕捉,提高了影像测量的效率。

Description

一种高效影像测量系统
技术领域
[0001]本发明涉及机械加工测量技术领域,具体地是涉及一种高效影像测量系统。
背景技术
[0002] 在机械加工过程中,零部件的几何尺寸测量是不可或缺的重要环节。影像测量仪 是广泛应用的几何尺寸测量设备,被测件放置在工作台上,利用影像系统对被测尺寸特征 进行聚焦拍照,经图像处理完成几何尺寸的测量。当被测件的尺寸超过影像系统视场范围 时,影像系统与被测件需要进行相对运动,多次定位、聚焦、拍照,才能完成全部几何尺寸的 测量。该过程中的重复启动/停止动作,造成了测量效率的降低,难以满足现代制造业生产 效率日益提升的需求。
[0003] 因此,本发明的发明人亟需构思一种新技术以改善其问题。
发明内容
[0004] 为解决上述技术问题,本发明提供了一种高效影像测量系统。
[0005] 本发明的技术方案是:
[0006] —种高效影像测量系统,包括:
[0007] 影像测量单元,用于获取被测件的图像信息;
[0008] 工作台,用于承载被测件;
[0009] 若干位置采集单元,设置在所述影像测量单元和/或所述工作台上,用于采集当前 的位置信息并发送给所述运动控制器;
[0010] 所述运动控制器,用于驱动所述工作台与所述影像测量单元的相对运动;
[0011] 上位机,用于从所述影像测量单元读取图像信息,并进行图像处理和坐标计算,获 得几何尺寸测量结果。
[0012] 优选地,所述运动控制器内设置有一位置比较器,所述位置比较器与所述位置采 集单元连接,用于读取所述位置采集单元发送的位置信息,并与各测量点的设定位置进行 比较,根据比较结果驱动所述工作台与所述影像测量单元的相对运动。
[0013] 优选地,所述运动控制器内还设置有一位置锁存器,所述位置锁存器分别与所述 位置比较器和所述上位机连接。
[0014] 优选地,所述影像测量单元设置在Z滑台上,具体包括:
[0015] 相机,获取被测件的图像信息;
[0016] 镜头,与所述相机联接,将被测件成像于相机靶面;
[0017] 光源,用于照明被测件。
[0018] 优选地,还包括一光源控制器,用于控制所述光源的开启与关闭。
[0019] 优选地,所述相机具有外触发模块。
[0020] 优选地,所述光源控制器具有外触发模块。
[0021] 优选地,所述工作台包括底座、立柱、X滑台、Y滑台和一立柱,其中所述Y滑台设置 在所述底座上,所述X滑台设置在所述Y滑台上,一被测件设置在所述Y滑台上;所述z滑台滑 动设置在所述立柱上;所述X滑台、所述Y滑台、所述z滑台上均设有至少一个位置采集单元 每一所述位置采集单元均与所述运动控制器连接。 ^
[0022]优选地,所述位置采集单元为光栅尺。
[0023] 优选地,所述上位机包括主机和显示器。
[0024]采用上述技术方案,本发明至少包括如下有益效果:
[0025]本发明所述的高效影像测量系统,在测量过程中取消了当前影像测量伩测量过程 中的启动/停止动作,在连续的相对运动过程中,完成被测特征的捕捉,提高了影像测量的 效率。
附图说明
[0026]图1为本发明所述的高效影像测量系统的原理图;
[0027]图2为本发明所述的高效影像测量系统结构示意图;
[0028]图3为实施例1中高效影像测量系统的电气原理图;
[0029]图4为影像测量单元与被测件相对运动的示意图;
[0030]图5为实施例2中高效影像测量系统的电气原理图。
[0031]其中:卜底座,2-Y滑台,3-X滑台,4-被测件,5-立柱,e-Z滑台,7-相机,8-镜头,9-光源,10-光源控制器,11-运动控制器,12-主机,13-显示器。
具体实施方式
[0032]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。
[0033] 实施例1
[0034]如图1至图3所示,为符合本发明的一种高效影像测量系统,包括:
[0035] 影像测量单元,用于获取被测件的图像信息;
[0036] 工作台,用于承载被测件4;
[0037] 若干位置采集单元,设置在所述影像测量单元和/或所述工作台上,用于采集当前 的位置信息并发送给所述运动控制器11;
[0038] 所述运动控制器11,用于驱动所述工作台与所述影像测量单元的相对运动;
[0039] 上位机,用于从所述影像测量单元读取图像信息,并进行图像处理和坐标计算,获 得几何尺寸测量结果。
[0040] 优选地,所述影像测量单元设置在Z滑台6上,具体包括:
[0041] 相机7,获取被测件4的图像信息;
[0042] 镜头8,与所述相机7联接,将被测件4成像于相机7靶面;
[0043] 光源9,用于照明被测件4。
[0044] 优选地,还包括一光源控制器10,用于控制所述光源9的开启与关闭。
[0045] 优选地,所述相机7具有外触发模块。
[0046] 优选地,所述光源控制器10具有外触发模块。
[0047] 优选地,所述工作台包括底座1、立柱5、X滑台3、Y滑台2和一立柱5,其中所述Y滑台 2设置在所述底座1上,所述X滑台3设置在所述Y滑台2上,一被测件设置在所述Y滑台2上;所 述Z滑台6滑动设置在所述立柱5上;所述X滑台3、所述Y滑台2、所述Z滑台6上均设有至少一 个位置采集单元,每一所述位置采集单元均与所述运动控制器11连接。
[0048] 优选地,所述位置采集单元为光栅尺。
[0049] 优选地,所述上位机包括主机12和显示器13。
[0050]如图3所示,所述运动控制器11内设置有一位置比较器,所述位置比较器与所述位 置采集单元连接,用于读取所述位置采集单元发送的位置信息,并与各测量点的设定位置 进行比较,根据比较结果驱动所述工作台与所述影像测量单元的相对运动。
[0051] 被测件4随XY滑台2运动,影像测量单元(相机7、镜头8、光源9)固定在Z滑台6上,可 上下运动。XYZ滑台6运动由运动控制器11完成,XYZ三轴装有光栅尺将各轴当前位置反馈给 运动控制器11。测量过程中,XY滑台2启动并依次经过第一、第二、…、第N个测量点,运动控 制器11中的位置比较器实时读取XYZ三轴光栅尺位置,并与各测量点的设定位置进行比较, 当反馈值与设定值相等,即正在经过第n个测量点时,位置比较器发出触发信号,给光源控 制器10和相机7。收到触发信号后,光源9点亮、相机7开始曝光,光源9点亮时间略大于相机7 曝光时间。曝光完成后,光源9关闭。上位机从相机7读取图像,并进行图像处理和坐标计算, 获得几何尺寸测量结果。
[0052] 如图4所示,影像测量单元与被测件4的相对运动,采用Z字形路径,只有更换运动 方向时,才有启动/停止动作。测量效率较传统影像测量仪提高5倍以上。
[0053] 实施例2
[0054]如图5所示,本实施例与实施例1的区别在于所述运动控制器11内还设置有一位置 锁存器,所述位置锁存器分别与所述位置比较器和所述上位机连接。由于实施例1中,拍照 位置为设定位置,实际上因信号延迟,相机7曝光拍照位置与设定位置会有偏差。为此,增加 位置锁存器,位置比较器发出信号时,位置锁存器将XYZ三轴当前位置记录下来,上位机每 读取一幅图像,向位置锁存器读取一个位置记录,保证图像与拍照位置的严格对应,达到提 高测量精度的目的。
[0055]本发明测量过程中,取消了当前影像测量仪测量过程中的启动/停止动作,在连续 的相对运动过程中,完成被测特征的捕捉,提高了影像测量的效率。
[0056]对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。

Claims (10)

1. 一种高效影像测量系统,其特征在于,包括: 影像测量单元,用于获取被测件的图像信息; 工作台,用于承载被测件; 若干位置采集单元,设置在所述影像测量单元和/或所述工作台上,用于采集当前的位 置信息并发送给所述运动控制器; 所述运动控制器,用于驱动所述工作台与所述影像测量单元的相对运动; 上位机,用于从所述影像测量单元读取图像信息,并进行图像处理和坐标计算,获得几 何尺寸测量结果。
2. 如权利要求1所述的高效影像测量系统,其特征在于:所述运动控制器内设置有一位 置比较器,所述位置比较器与所述位置采集单元连接,用于读取所述位置采集单元发送的 位置信息,并与各测量点的设定位置进行比较,根据比较结果驱动所述工作台与所述影像 测量单元的相对运动。
3. 如权利要求2所述的高效影像测量系统,其特征在于:所述运动控制器内还设置有一 位置锁存器,所述位置锁存器分别与所述位置比较器和所述上位机连接。
4. 如权利要求1-3任一所述的高效影像测量系统,其特征在于:所述影像测量单元设置 在Z滑台上,具体包括: 相机,获取被测件的图像信息; 镜头,与所述相机联接,将被测件成像于相机靶面; 光源,用于照明被测件。
5. 如权利要求4所述的高效影像测量系统,其特征在于:还包括一光源控制器,用于控 制所述光源的开启与关闭。
6. 如权利要求4所述的高效影像测量系统,其特征在于:所述相机具有外触发模块。
7. 如权利要求5所述的高效影像测量系统,其特征在于:所述光源控制器具有外触发模 块。
8. 如权利要求4所述的高效影像测量系统,其特征在于:所述工作台包括底座、立柱、X 滑台、Y滑台和一立柱,其中所述Y滑台设置在所述底座上,所述X滑台设置在所述Y滑台上, 一被测件设置在所述Y滑台上;所述Z滑台滑动设置在所述立柱上;所述X滑台、所述Y滑台、 所述Z滑台上均设有至少一个位置采集单元,每一所述位置采集单元均与所述运动控制器 连接。
9. 如权利要求1-8任一所述的高效影像测量系统,其特征在于:所述位置采集单元为光 栅尺。
10. 如权利要求1-9任一所述的高效影像测量系统,其特征在于:所述上位机包括主机 和显示器。
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