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简单介绍一下三维光学测量仪

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发表于 2013-12-3 13:46 | 显示全部楼层 |阅读模式

  在过去的几十年里,很少有其它检测仪器像光学测量仪那样测量快捷、使用方便。光学投影比较测量是将投射到投影屏上的工件放大轮廓与绘制有按比例放大的工件正确外形及公差带的透明胶片进行对比,以直接判定工件合格与否。
  随着采用电子技术、精度更高的几何形貌测量技术的发展,以及光学测量技术的进步,这类非接触式测量技术,测量速度快,盲区少,能够直观反映出零件的三维形状,以及与标准数据的偏差大小,因而被广泛地应用与工业零件的制造中。
  与此同时,高技术测量仪器的测量能力在不断提高。现在出现的三维光学测量仪就将测量方式拓展到三维方面。三维光学测量仪又可称为三维影像测量仪或非接触式光学测量仪,是集光学、机械、电子、计算机图像处理技术于一体的高精度、高效率、高可靠性的测量仪器。三维光学测量仪采用非接触式三维测量方式,可进行快速精密的几何尺寸和形位公差的测量,具有了良好的刚性质量比,运动平稳、精确,确保了整机精度更高。
  其扫描原理是基于激光扫描测量的原理而设计的,主要作用是对三维形状进行数字化,其基本工作原理是:线激光器发出的光平面扫描物体表面,面阵CCD采集被测物面上激光扫描线的漫反射图像,在计算机中对激光扫描线图像进行处理,依据空间物点与CCD面阵像素的对应关系计算物体的景深信息,得到物体表面的三维坐标数据,快速建立原型样件的三维模型。
  在该平台上有两种测量方式,一种是边测量边旋转,被测物体旋转360°就能测量物体全部外表面的形状,该种方法适合测量回转体或近似回转体;另一种方法是一次测量全部朝向光线的外表面,然后再转到下一个需要测量的方位,全部外表面从几个方位就可以测量完毕,这种方法适合形状较为规则的多面体。在该
光学测量仪的系统中,数控转台可以获得被测物体的旋转角度,测量的数据点绕转台中心轴线可以自动拼合,其拼合精度取决于转台中心轴线的精确标定。
  系统分为硬件、软件两大部分,硬件部分除机械测量平台、激光测头外,还包括步进电机与步进电机驱动器、工控机以及插在工控机主板上的图像采集卡和运功控制卡。图像采集卡将CCD摄像机拍摄的视频信号转换为计算机能够处理的数字图像。步进电机驱动器可以设置脉冲的细分数,并从运动控制卡获取脉冲与运动方向信息,驱动步进电机运动。软件部分包括测量与数据处理两部分,测量部分的软件功能主要是控制运动、图像获取、图像处理以及坐标换算,完成表面形状的数字化过程。数据处理主要包括测量数据的平滑、光顺、网格建模、显示、缩放等功能,完成表面形状的重构过程。
  三维光学测量仪采用国际先进的有限元分析技术设计,具有高精度、高性能高速度和高稳定性的特点。使用冷光源系统,可以避免容易变形的工件在测量是因为热变形所产生的误差,并避免了由于碰触引起的变形。三维光学测量仪可高效地检测各种复杂精密零部件的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置,全自动地进行微观检测与质量控制;还可自动抓边、自动聚焦的功能使得最大程度减少了人为误差。
  三维光学测量仪适用于航空、航天、军工、汽车、模具、电子、机械、仪表、五金、塑胶等行业中的模具、螺丝、金属、配件、橡胶、PCB板、弹簧等以坐标测量为目的一切应用领域适用范围。


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