一種基于激光三角法3d測(cè)量?jī)x及平整度檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x，包括激光裝置、采集裝置、運(yùn)動(dòng)裝置、總控制系統(tǒng)以及嵌入于總控制系統(tǒng)內(nèi)的三維分析處理軟件；所述激光裝置、采集裝置固設(shè)于運(yùn)動(dòng)裝置上，其中激光裝置、采集裝置、待檢產(chǎn)品治具為三點(diǎn)設(shè)置。還公開(kāi)一種基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x的平整度檢測(cè)方法。本發(fā)明采用高度集成化，將激光裝置、采集裝置、運(yùn)動(dòng)裝置集成到測(cè)量?jī)x內(nèi)，掃描范圍可靈活設(shè)置，兼容各類大小產(chǎn)品的檢測(cè)，通過(guò)激光裝置、采集裝置對(duì)待檢產(chǎn)品進(jìn)行掃描與圖像采集，三維分析處理軟件對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及合成，生成待檢產(chǎn)品3D模型信息并以各顏色標(biāo)注區(qū)分出產(chǎn)品元件表面的相對(duì)高度信息，三維分析處理軟件通過(guò)上述圖像信息進(jìn)行分析與測(cè)量。
【專利說(shuō)明】
一種基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x及平整度檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于產(chǎn)品元件的基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x及平整度檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的今天，目前移動(dòng)終端產(chǎn)品集成化程度越來(lái)越高，移動(dòng)終端產(chǎn)品所用的的連接器結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，例如手機(jī)上所用的電話卡與存儲(chǔ)卡共用的三選二連接器，手機(jī)充電及數(shù)據(jù)交互的高速多功能連接器(USB Type-C)，這些連接器在貼裝到主板之前都一定需要檢測(cè)連接器的所有焊接腳的平整度;因?yàn)檫@類連接器焊接腳特別多并且是多層排列，采用傳統(tǒng)平面檢測(cè)的方法只能檢測(cè)外層的焊腳，無(wú)法100%管控好產(chǎn)品的品質(zhì)；而采用3次元檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，其速度極慢無(wú)法滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。同時(shí)還有以下不足:
[0003]1、人工依賴程度高，需要非常熟練的操作員才能操作。
[0004]2、無(wú)法做到產(chǎn)品數(shù)據(jù)的可追溯和產(chǎn)品品質(zhì)分析的可視化，影響產(chǎn)品品質(zhì)。
[0005]3、精度無(wú)法保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述，本發(fā)明的目的在于，提供一種安全、可靠、高效、快速、準(zhǔn)確，用于產(chǎn)品元件的基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x及平整度檢測(cè)的方法，具體應(yīng)用于精密連接器，異型件，五金件的輪廓尺寸測(cè)量、高度差異測(cè)量、平整度測(cè)量以及字符識(shí)別檢測(cè)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x，包括激光裝置、采集裝置、運(yùn)動(dòng)裝置、總控制系統(tǒng)以及嵌入于總控制系統(tǒng)內(nèi)的輪廓分析處理軟件;激光裝置、采集裝置固設(shè)于運(yùn)動(dòng)裝置上，其中激光裝置、采集裝置、待檢產(chǎn)品治具為三點(diǎn)設(shè)置，激光裝置與待檢產(chǎn)品治具為垂直設(shè)置，采集裝置與待檢產(chǎn)品治具為角度a傾斜設(shè)置，傾斜角度a為35?50度;控制系統(tǒng)分別與上述裝置連接并控制其工作狀態(tài)。
[0009]運(yùn)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)器、滑軌座、滑塊、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，所述驅(qū)動(dòng)器、滑軌座設(shè)置于安裝大板上，滑塊、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)設(shè)置于滑軌座上，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)通過(guò)絲桿與滑塊連接并控制其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0010]激光裝置包括工業(yè)激光安裝座、工業(yè)激光，工業(yè)激光設(shè)置于工業(yè)激光安裝座上，工業(yè)激光安裝座設(shè)置于安裝板上。
[0011 ] 采集裝置包括工業(yè)相機(jī)安裝座、工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭，工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機(jī)設(shè)置于工業(yè)相機(jī)安裝座上，工業(yè)相機(jī)安裝座設(shè)置于安裝板上，其處于工業(yè)激光安裝座的后方。
[0012]一種基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x的平整度檢測(cè)方法，其包括如下步驟:
[0013](I)激光裝置，用來(lái)掃描待檢產(chǎn)品，該激光裝置與待檢產(chǎn)品為垂直設(shè)置；
[0014](2)采集裝置，用來(lái)采集待檢產(chǎn)品影像，該采集裝置與待檢產(chǎn)品、激光裝置為三點(diǎn)設(shè)置；
[0015](3)運(yùn)動(dòng)裝置，用來(lái)控制激光裝置、采集裝置的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
[0016](4)總控制系統(tǒng)，用來(lái)控制控制上述裝置各個(gè)工作狀態(tài)，該總控制系統(tǒng)內(nèi)嵌入一三維分析處理軟件；
[0017](5)總控制系統(tǒng)啟動(dòng)各裝置進(jìn)入預(yù)備狀態(tài)，將待檢產(chǎn)品放置在治具上，根據(jù)待檢產(chǎn)品尺寸，在總控制系統(tǒng)上設(shè)定運(yùn)動(dòng)軌跡，總控制系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)裝置發(fā)送執(zhí)行命令，運(yùn)動(dòng)裝置接收到總控制系統(tǒng)發(fā)出的執(zhí)行命令，根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡沿待檢產(chǎn)品方向做來(lái)回移動(dòng)，激光裝置、采集裝置在運(yùn)動(dòng)裝置傳送下對(duì)待檢產(chǎn)品三維進(jìn)行掃描采集，激光裝置、采集裝置自裝置內(nèi)發(fā)射出覆蓋待檢產(chǎn)品的直線光線以及覆蓋待檢產(chǎn)品的斜線光線;激光裝置、采集裝置將掃描采集數(shù)據(jù)發(fā)送至分析處理軟件，分析處理軟件對(duì)采集的高度數(shù)據(jù)進(jìn)行高速分析及合成處理，分析處理軟件采用輪廓分析、高斯濾波及線形插補(bǔ)算法，生成待檢產(chǎn)品的高精度表面三維模型圖像，總控制系統(tǒng)屏幕上顯示出當(dāng)前產(chǎn)品表面三維模型圖像，該表面三維模型圖像以各顏色標(biāo)注區(qū)分出產(chǎn)品元件表面相對(duì)高度信息，分析處理軟件通過(guò)上述圖像信息進(jìn)行分析和測(cè)量各特征點(diǎn)的高度數(shù)值，然后分析軟件可自動(dòng)構(gòu)建三維基準(zhǔn)平面，最后計(jì)算各特征點(diǎn)到基準(zhǔn)平面的平整度信息，同時(shí)分析處理軟件也可以對(duì)表面三維模型圖像進(jìn)行常規(guī)二維數(shù)據(jù)分析和檢測(cè)，包括常規(guī)的邊緣提取、幾何特征檢測(cè)及模式識(shí)別。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:
[0019]本發(fā)明提供一種安全、可靠、高效、快速、準(zhǔn)確，用于產(chǎn)品元件的基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x及平整度檢測(cè)方法，具體應(yīng)用于精密連接器，異型件，五金件的輪廓尺寸測(cè)量、高度差異測(cè)量、平整度測(cè)量以及字符識(shí)別檢測(cè)。
[0020]本發(fā)明采用高度集成化，將激光裝置、采集裝置、運(yùn)動(dòng)裝置集成到測(cè)量?jī)x內(nèi)，激光裝置、采集裝置、檢測(cè)治具為三點(diǎn)設(shè)置，掃描范圍可靈活設(shè)置，兼容各類大小產(chǎn)品的檢測(cè)，通過(guò)激光裝置、采集裝置對(duì)待檢產(chǎn)品進(jìn)行掃描與圖像采集，分析處理軟件對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及合成，以I?2秒即可生成待檢產(chǎn)品3D模型信息并以各顏色標(biāo)注區(qū)分出產(chǎn)品元件表面相對(duì)高度信息，分析處理軟件通過(guò)上述圖像信息進(jìn)行分析與測(cè)量。
[0021]為更清楚地闡述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例來(lái)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明3D測(cè)量?jī)x的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明3D測(cè)量?jī)x的分解裝配結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0024]圖3是本發(fā)明3D測(cè)量?jī)x的分解裝配結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0025]圖中:丨、安裝大板2、接入口3、驅(qū)動(dòng)器4、滑軌座4.1、滑塊4.2、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)5、安裝板6、工業(yè)相機(jī)7、工業(yè)相機(jī)安裝座8、工業(yè)鏡頭9、外罩10、工業(yè)激光11、工業(yè)激光安裝座12、激光裝置13、采集裝置14、運(yùn)動(dòng)裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027]請(qǐng)參閱附圖1?3，本實(shí)施例的基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x，包括激光裝置12、采集裝置13、運(yùn)動(dòng)裝置14、總控制系統(tǒng)以及嵌入于總控制系統(tǒng)內(nèi)的輪廓分析處理軟件;激光裝置
12、采集裝置13固設(shè)于運(yùn)動(dòng)裝置14上，其中激光裝置12、采集裝置13、待檢產(chǎn)品治具為三點(diǎn)設(shè)置，控制系統(tǒng)分別與上述裝置連接并控制其工作狀態(tài)。
[0028]具體地說(shuō)，激光裝置12與待檢產(chǎn)品治具為垂直設(shè)置，采集裝置13與待檢產(chǎn)品治具為角度a傾斜設(shè)置，該傾斜角度a為35?50度為最佳。
[0029]運(yùn)動(dòng)裝置14包括驅(qū)動(dòng)器3、滑軌座4、滑塊4.1、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)4.2，驅(qū)動(dòng)器3、滑軌座4設(shè)置于安裝大板I上，該安裝大板I上設(shè)有接入口 2以及與該安裝大板I相配合的外罩9 ；滑塊4.1、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)4.2設(shè)置于滑軌座4上，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)4.2與滑塊4.1通過(guò)絲桿連接并控制其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0030]激光裝置12包括工業(yè)激光安裝座11、工業(yè)激光10，工業(yè)激光10設(shè)置于工業(yè)激光安裝座11上，工業(yè)激光安裝座11設(shè)置于安裝板5上。
[0031 ] 采集裝置13包括工業(yè)相機(jī)安裝座7、工業(yè)相機(jī)6、工業(yè)鏡頭8，工業(yè)鏡頭8、工業(yè)相機(jī)6設(shè)置于工業(yè)相機(jī)安裝座7上，工業(yè)相機(jī)安裝座7設(shè)置于安裝板5上，其處于工業(yè)激光安裝座11的后方。
[0032]一種基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x的平整度檢測(cè)方法，包括如下步驟:
[0033](I)激光裝置12，用來(lái)掃描待檢產(chǎn)品，該激光裝置12與待檢產(chǎn)品為垂直設(shè)置；
[0034](2)采集裝置13，用來(lái)采集待檢產(chǎn)品影像，該采集裝置13與待檢產(chǎn)品、激光裝置12為三點(diǎn)設(shè)置；
[0035](3)運(yùn)動(dòng)裝置14，用來(lái)控制激光裝置12、采集裝置13的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
[0036](4)總控制系統(tǒng)，用來(lái)控制控制上述裝置各個(gè)工作狀態(tài)，該總控制系統(tǒng)內(nèi)嵌入于一輪廓分析處理軟件；
[0037](5)總控制系統(tǒng)啟動(dòng)各裝置進(jìn)入預(yù)備狀態(tài)，將待檢產(chǎn)品放置在治具上，根據(jù)待檢產(chǎn)品尺寸，在總控制系統(tǒng)上設(shè)定運(yùn)動(dòng)軌跡，總控制系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)裝置14發(fā)送執(zhí)行命令，運(yùn)動(dòng)裝置14接收到總控制系統(tǒng)發(fā)出的執(zhí)行命令，根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡沿待檢產(chǎn)品方向做來(lái)回移動(dòng)，激光裝置12、采集裝置13在運(yùn)動(dòng)裝置14傳送下對(duì)待檢產(chǎn)品三維進(jìn)行掃描采集，激光裝置12、自裝置內(nèi)發(fā)射出覆蓋待檢產(chǎn)品的超精細(xì)激光線;激光裝置12、采集裝置13將掃描采集數(shù)據(jù)發(fā)送至分析處理軟件，分析處理軟件對(duì)采集的高度數(shù)據(jù)進(jìn)高速分析及合成處理，分析處理軟件采用輪廓分析、高斯濾波及線形插補(bǔ)算法，生成待檢產(chǎn)品的高精度表面三維模型圖像，總控制系統(tǒng)屏幕上顯示出當(dāng)前產(chǎn)品表面三維模型圖像，該表面三維模型圖像以各顏色標(biāo)注區(qū)分出產(chǎn)品元件表面相對(duì)高度信息，分析處理軟件通過(guò)上述圖像信息進(jìn)行分析和測(cè)量各特征點(diǎn)的高度數(shù)值，然后分析軟件可自動(dòng)構(gòu)建三維基準(zhǔn)平面，最后計(jì)算各特征點(diǎn)到基準(zhǔn)平面的平整度信息。
[0038]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。故凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明之形狀、構(gòu)造及原理所作的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x，其特征在于，包括激光裝置、采集裝置、運(yùn)動(dòng)裝置、總控制系統(tǒng)以及嵌入于總控制系統(tǒng)內(nèi)的三維分析處理軟件;所述激光裝置、采集裝置固設(shè)于運(yùn)動(dòng)裝置上，其中激光裝置、采集裝置、待檢產(chǎn)品治具為三點(diǎn)設(shè)置，所述控制系統(tǒng)分別與上述裝置連接并控制其工作狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)器、滑軌座、滑塊、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，所述驅(qū)動(dòng)器、滑軌座設(shè)置于安裝大板上，所述滑塊、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)設(shè)置于滑軌座上，所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)通過(guò)絲桿與滑塊連接并控制其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述激光裝置包括工業(yè)激光安裝座、工業(yè)激光，所述工業(yè)激光設(shè)置于工業(yè)激光安裝座上，所述工業(yè)激光安裝座設(shè)置于安裝板上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述采集裝置包括工業(yè)相機(jī)安裝座、工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭，所述工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機(jī)設(shè)置于工業(yè)相機(jī)安裝座上，所述工業(yè)相機(jī)安裝座設(shè)置于安裝板上，其處于工業(yè)激光安裝座的后方。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述激光裝置與待檢產(chǎn)品治具為垂直設(shè)置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述采集裝置與待檢產(chǎn)品治具為角度a傾斜設(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述傾斜角度a為35?50度。8.—種根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述基于激光三角法3D測(cè)量?jī)x的平整度檢測(cè)方法，其特征在于，其包括如下步驟: (1)激光裝置，用來(lái)掃描待檢產(chǎn)品，該激光裝置與待檢產(chǎn)品為垂直設(shè)置； (2)采集裝置，用來(lái)采集待檢產(chǎn)品影像，該采集裝置與待檢產(chǎn)品、激光裝置為三點(diǎn)設(shè)置； (3)運(yùn)動(dòng)裝置，用來(lái)控制激光裝置、采集裝置的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)； (4)總控制系統(tǒng)，用來(lái)控制控制上述裝置各個(gè)工作狀態(tài)，該總控制系統(tǒng)內(nèi)嵌入一三維分析處理軟件； (5)總控制系統(tǒng)啟動(dòng)各裝置進(jìn)入預(yù)備狀態(tài)，將待檢產(chǎn)品放置在治具上，根據(jù)待檢產(chǎn)品尺寸，在總控制系統(tǒng)上設(shè)定運(yùn)動(dòng)軌跡，總控制系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)裝置發(fā)送執(zhí)行命令，運(yùn)動(dòng)裝置接收到總控制系統(tǒng)發(fā)出的執(zhí)行命令，根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡沿待檢產(chǎn)品方向做來(lái)回移動(dòng)，激光裝置、采集裝置在運(yùn)動(dòng)裝置傳送下對(duì)待檢產(chǎn)品三維進(jìn)行掃描采集，激光裝置、采集裝置自裝置內(nèi)發(fā)射出覆蓋待檢產(chǎn)品的直線光線以及覆蓋待檢產(chǎn)品的斜線光線;激光裝置、采集裝置將掃描采集數(shù)據(jù)發(fā)送至分析處理軟件，分析處理軟件對(duì)采集的高度數(shù)據(jù)進(jìn)行高速分析及合成處理，分析處理軟件采用輪廓分析、高斯濾波及線形插補(bǔ)算法，生成待檢產(chǎn)品的高精度表面三維模型圖像，總控制系統(tǒng)屏幕上顯示出當(dāng)前產(chǎn)品表面三維模型圖像，該表面三維模型圖像以各顏色標(biāo)注區(qū)分出產(chǎn)品元件表面相對(duì)高度信息，分析處理軟件通過(guò)上述圖像信息進(jìn)行分析和測(cè)量各特征點(diǎn)的高度數(shù)值，然后分析軟件可自動(dòng)構(gòu)建三維基準(zhǔn)平面，最后計(jì)算各特征點(diǎn)到基準(zhǔn)平面的平整度信息，同時(shí)分析處理軟件也可以對(duì)表面三維模型圖像進(jìn)行常規(guī)二維數(shù)據(jù)分析和檢測(cè)，包括常規(guī)的邊緣提取、幾何特征檢測(cè)及模式識(shí)別。
【文檔編號(hào)】G01B11/30GK105841641SQ201610399138
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】李景星, 于辰起, 張相春
【申請(qǐng)人】東莞市三瑞自動(dòng)化科技有限公司