一种圆锥形工件侧轮廓测量装置和方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115574735A(43)申请公布日2023.01.06(21)申请号202211156662.9(22)申请日2022.09.21(71)申请人广东海洋大学地址524088广东省湛江市麻章区海大路1号(72)发明人赵首博杨玉强祝振敏(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种圆锥形工件侧轮廓测量装置和方法(57)摘要本发明公开了一种圆锥形工件侧轮廓测量装置和方法，属于光电测试领域。所述的圆锥形工件侧轮廓测量装置包括柱形光源、准直透镜、反射镜、数字微镜器件和面阵CCD。控制数字微镜器件的微镜元阵列，呈现一条水平反射缝；所述的面阵CCD接受未被圆锥形工件侧面遮挡的平行光线，并记录数据。与现有技术相比，本发明提供的圆锥形工件侧轮廓测量装置不受限于反射镜旋转角度的最小变化量，且位移扫描成线性，扫描精度得到有效提高。CN115574735ACN115574735A权利要求书1/2页1.一种圆锥形工件侧轮廓测量装置，其特征在于，包括柱形光源(1)、准直透镜(2)、反射镜(3)、数字微镜器件(4)和面阵CCD(6)；所述的柱形光源(1)过准直透镜(2)焦点，且水平放置；所述的准直透镜(2)为柱面透镜，将来自柱形光源光线准直成平行光；所述的反射镜(3)将平行光反射到数字微镜器件(4)上；所述的数字微镜器件(4)由基面和二维微镜元阵列组成；所述的微镜元有on和off两个翻转状态，当为on状态时微镜元偏转+12°，入射光被数字微镜器件(4)反射到圆锥形工件(5)侧面，当为off状态时微镜元偏转‑12°，入射光波被数字微镜器件(4)反射出装置；控制数字微镜器件(4)的微镜元阵列，呈现一条水平反射缝；所述的面阵CCD(6)接受未被圆锥形工件侧面遮挡的平行光线，并记录数据。2.一种圆锥形工件侧轮廓测量方法，其特征在于，采用如权利要求1所述圆锥形工件侧轮廓测量装置进行扫描测量，包括以下步骤：步骤一、给所述的柱形光源1通电，经过光电转换发射柱面波；步骤二、柱面波经所述的准直透镜2转换成平面波，并经反射镜3反射到数字微镜器件4上；步骤三、给数字微镜器件4的微镜元阵列初始翻转状态，其中有一条on状态的水平反射缝；步骤四、下一时刻，步进平移反射缝，平移量为数字微镜器件4的微镜元阵列单位行；所述的面阵CCD6接受未被圆锥形工件5侧面遮挡的平行光线，并记录当前时序n时的圆锥形工件5侧轮廓两点数据和步骤五、依次采集两侧两组点数据后，分别对两组数据运用最小二乘进行直线拟合完成圆锥形工件5侧轮廓测量，直线方程分别为：各组所得测量点数为N，计算得到直线方程系数分别为：2CN115574735A权利要求书2/2页3CN115574735A说明书1/4页一种圆锥形工件侧轮廓测量装置和方法技术领域[0001]本发明涉及一种圆锥形工件侧轮廓测量装置和方法，属于光电测试领域。背景技术[0002]圆锥形工件广泛存在于装备制造行业中，如车削件、定位检具等，需要对其进行轮廓测量来保障产品质量。常用的方法是对圆锥形工件线扫描，通过控制反射镜的旋转角度，改变扫描线在工件上的位置。此方法扫描精度受限于反射镜旋转角度的最小变化量，且位移扫描速率非线性。发明内容[0003]针对上述现有技术，本发明提供一种圆锥形工件侧轮廓测量装置和方法，用以解决上述存在的问题。[0004]本发明一种圆锥形工件侧轮廓测量装置予以实现的技术方案是：该装置包括柱形光源、准直透镜、反射镜、数字微镜器件和面阵CCD。[0005]所述的柱形光源过准直透镜焦点，且水平放置；所述的准直透镜为柱面透镜，将来自柱形光源光线准直成平行光；所述的反射镜将平行光反射到数字微镜器件上；所述的数字微镜器件由基面和二维微镜元阵列组成；所述的微镜元有on和off两个翻转状态，当为on状态时微镜元偏转+12°，入射光被数字微镜器件反射到圆锥形工件侧面，当为off状态时微镜元偏转‑12°，入射光波被数字微镜器件反射出装置；控制数字微镜器件的微镜元阵列，呈现一条水平反射缝；所述的面阵CCD接受未被圆锥形工件侧面遮挡的平行光线，并记录数据。[0006]本发明提出的一种圆锥形工件侧轮廓测量方法，是利用上述圆锥形工件侧轮廓测量装置，并按照以下步骤：[0007]步骤一、给所述的柱形光源通电，经过光电转换发射柱面波。[0008]步骤二、柱面波经所述的准直透镜转换成平面波，并经反射镜反射到数字微镜器件上。[0009]步骤三、给数字微镜器件的微镜元阵列初始翻转状态，其中有一条on状态的水平反射缝。[0010]步骤四、下一时刻，步进平移反射缝，平移量为数字微镜器件的微镜元阵列单位行；所述的面阵CCD接受未被圆锥形工件侧面遮挡的平行光线，并记