一种非接触式工件尺寸测量的方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115682923A(43)申请公布日2023.02.03(21)申请号202111081381.7(22)申请日2021.09.15(71)申请人长治学院地址046000山西省长治市保宁门东街73号(72)发明人黄长明韩海潮周小芳赵波黄振芬张凡王凯雷(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246专利代理师许富强(51)Int.Cl.G01B11/00(2006.01)G01B11/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种非接触式工件尺寸测量的方法及系统(57)摘要本发明提供一种非接触式工件尺寸测量的方法及系统，系统包括光纤耦合半导体激光器、光纤准直镜、线阵CCD、标准块/待测工件、调节套筒、CCD线阵面板、示波器、支杆/激光管夹持器、导轨、光纤、信号测试线，光纤耦合半导体激光器通过光纤与安装在导轨一侧的光纤准直镜相连接，导轨中部安装有调节套筒，调节套筒上安装有标准块/待测工件，导轨另一侧安装有线阵CCD，安装时，使得从光纤准直镜中由光纤耦合半导体激光器发出的激光与线阵CCD、标准块/待测工件保持在同一水平位置，线阵CCD与CCD线阵面板相连接，CCD线阵面板通过信号测试线与示波器相连接。本发明利用线阵CCD和示波器达到测量工件尺寸目的。CN115682923ACN115682923A权利要求书1/1页1.一种非接触式工件尺寸测量的系统，包括光纤耦合半导体激光器、光纤准直镜、线阵CCD、标准块/待测工件、调节套筒、CCD线阵面板、示波器、支杆/激光管夹持器、导轨、光纤、信号测试线，其特征在于：光纤耦合半导体激光器通过光纤与安装在导轨一侧的光纤准直镜相连接，导轨中部安装有调节套筒，调节套筒上安装有标准块/待测工件，导轨另一侧安装有线阵CCD，安装时，使得从光纤准直镜中由光纤耦合半导体激光器发出的激光与线阵CCD、标准块/待测工件保持在同一水平位置，线阵CCD与CCD线阵面板相连接，CCD线阵面板通过信号测试线与示波器相连接。2.根据权利要求1所述的非接触式工件尺寸测量的系统，其特征在于，光纤准直镜通过支杆/激光管夹持器安装在导轨上。3.非接触式工件尺寸测量的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.将电源线与光纤耦合半导体激光器进行连接，再将光纤耦合半导体激光器与光纤准直镜进行连接；步骤2.进行光学光路准直工作通过调节支杆/激光管夹持器在导轨中的位置，使得从光纤准直镜中由光纤耦合半导体激光器发出的激光与线阵CCD、标准块/待测工件保持在同一水平位置；步骤3.将线阵CCD与CCD线阵面板相连接，CCD线阵面板与示波器进行连接；步骤4:将标准块放置于调节套筒上，使得其在激光的照射下产生的阴影部分，投影到线阵CCD中，并将此时在示波器上显示出来的单位长度为记为‘标准单位长度’；步骤5.取下标准块，将待测工件放置于调节套筒上，使得其在激光的照射下产生的阴影部分投影到线阵CCD中；步骤6.通过调节示波器，使示波器中显示出待测工件的投影宽度的尺寸大小；步骤7.待测工件在示波器中的投影尺寸的大小，通过示波器自带的光标定位系统确定出待测工件尺寸的长度数量，后通过单位转化，并用计算器计算出待测工件的尺寸。2CN115682923A说明书1/4页一种非接触式工件尺寸测量的方法及系统技术领域[0001]本发明属于物理光电子技术领域，尤其涉及一种利用示波器和线阵CCD投影来测量工件尺寸的方法。背景技术[0002]近年来，伴随着科学技术的不断改革与创新，以及高新技术的蓬勃与发展，生产出的产品日益趋向于结构精细，这就对于出厂产品的工件尺寸要求更加严格，进而对于工件尺寸的测量要求更加精密。常规的测量方式以接触式测量为主，目前，结构较为精细的工件测量常采用的游标卡尺、螺旋测微器等接触式测量方式，这种方式检测速度慢、精度相对较低，同时游标卡尺、螺旋测微器的接触式测量方式也会造成对仪器的磨损，需要折旧。而接触测量方式由于测量具有非常重要的实际意义。而由于光电子等新兴技术的产生与蓬勃发展，其中光电子元器件线阵CCD结构简单，成本较低。可以同时储存一行电视信号。由于其单排感光单元的数目可以做得很多，在同等测量精度的前提下，其测量范围可以做的较大，并且由于线阵CCD实时传输光电变换信号和自扫描速度快、频率响应高，能够实现动态测量，并能在低照度下工作，所以线阵CCD广泛地应用在产品尺寸测量和分类、非接触尺寸测量，于是人们想到利用线阵CCD以及结合电脑软件，来进行对工件尺寸的非接触式测量，以期减小测量误差以及对测量工具的损耗。这样的操作虽然消除了接触式测量的固有缺陷，但在实际操作的过程中的某些方面仍然不尽如人意，没有达到预期的目的和要求。[0003]现有技术的缺点