一種用于砂輪表面形貌的檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及應用于光學表面形貌測量領域。
【背景技術】
[0002]砂輪的表面形貌不同于一般工程材料:一般工程材料的表面通常由某一種材質(zhì)構成、且具有典型的統(tǒng)計特征或統(tǒng)計規(guī)律，而砂輪則是由樹脂或金屬結合劑將高硬度磨粒附著在其表面形成的開放式多孔結構，這些磨粒通常為具有一定透明度的不規(guī)則多面體，形狀、大小不一，在砂輪表面的分布規(guī)律不確定，磨削過程中又會出現(xiàn)磨粒磨損、破碎、脫落等現(xiàn)象，再加上磨粒和結合劑在材質(zhì)、形態(tài)、顏色等方面存在極大的差異性等問題，導致砂輪的表面形貌非常復雜，是測量領域的典型測量難題之一。目前尚無專門針對砂輪表面形貌的測量儀器，已有測量方法在較好地獲取砂輪表面的高度信息或二維橫向信息，但是難以很好地表征砂輪表面的三維信息；同時，現(xiàn)有測量方法在進行三維形貌測量時，受限于電機和工作臺的縱向掃描速度，導致測量速度無法進一步提高。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種用于砂輪表面形貌的檢測系統(tǒng)，其可很好地表征砂輪表面的三維信息，并極大地提高了針對砂輪表面形貌的測量效率。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0005]一種用于砂輪表面形貌的檢測系統(tǒng)，沿光源發(fā)出光束的光路上依次設置準直透鏡和數(shù)字微鏡器件，且經(jīng)準直透鏡準直的光束與數(shù)字微鏡器件的表面呈66°入射，此光束在垂直于數(shù)字微鏡器件的表面的方向反射；經(jīng)數(shù)字微鏡器件反射的光束的光路上依次設置分光鏡和色散透鏡；待測砂輪對應于色散透鏡的出射側設置，并在垂直于光軸的方向的一固定軸上做一維橫向移動，以及繞著此固定軸做旋轉運動。
[0006]所述數(shù)字微鏡器件是一個由邊長十微米左右的微反射鏡構成的陣列；各所述微反射鏡間的間隙為一微米左右。
[0007]采用上述方案后，與已有技術相比，本實用新型有益效果體現(xiàn)在:
[0008]將數(shù)字微鏡器件作為線型光源，結合色散透鏡產(chǎn)生線型色散光，可同時對待測砂輪表面上的多點進行垂直于光軸方向的橫向掃描，結合待測砂輪繞固定軸的旋轉運動，在無需沿光軸方向做縱向掃描的前提下獲得整個待測砂輪表面的三維幾何量信息。從而可很好地表征待測砂輪表面的三維信息，并極大地提高了針對砂輪表面形貌的測量效率。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0010]本實用新型一種用于砂輪表面形貌的檢測系統(tǒng)，如圖1所示，沿光源I發(fā)出光束的光路上依次設置準直透鏡2和數(shù)字微鏡器件3，且經(jīng)準直透鏡2準直的光束以與數(shù)字微鏡器件3的表面呈66°的角度入射在數(shù)字微鏡器件3的表面，此光束在垂直于數(shù)字微鏡器件3的表面的方向反射；在經(jīng)數(shù)字微鏡器件3反射的光束的光路上依次設置分光鏡4和色散透鏡5ο
[0011]待測砂輪6對應于色散透鏡5的出射側設置，并在垂直于光軸的方向的一固定軸X上做一維橫向往復移動，以及繞著此固定軸X做正反旋轉運動。作為一種優(yōu)選，此固定軸X可為待測砂輪6的中心軸。
[0012]分光鏡4分出的光路上依次設置有光闌7和CCD攝像機8，光闌7起著阻擋雜散光的作用，CCD攝像機8用于收集來自于待測砂輪6表面的反射光，并轉化為電信號進行后續(xù)處理。
[0013]本實用新型一種用于砂輪表面形貌的檢測系統(tǒng)的工作原理如下:
[0014]光源I發(fā)出的光束經(jīng)過準直透鏡2后形成平行光，此平行光以與數(shù)字微鏡器件3的表面呈66°的角度入射在數(shù)字微鏡器件3的表面，此平行光在垂直于數(shù)字微鏡器件3的表面的方向反射，被數(shù)字微鏡器件3調(diào)制后形成線型光，此線型光經(jīng)過分光鏡4后照射在色散透鏡5表面，由色散透鏡5對該線型光在光軸方向上進行色散，形成線型色散光51，并照射在待測砂輪6表面；待測砂輪6在垂直于光軸的方向的一固定軸X上做一維橫向往復移動，以及繞著此固定軸X做正反旋轉運動，從而使線型色散光51對整個待測砂輪6表面進行掃描，在光軸方向上不做縱向掃描的前提下，獲得待測砂輪6表面的三維幾何量信息。
[0015]數(shù)字微鏡器件3采用公知的數(shù)字微鏡器件，其是一個由邊長十微米左右的微反射鏡構成的陣列，各微反射鏡間的間隙為一微米左右。色散透鏡5可將線型光在光軸方向上色散，形成線型色散光51，線型色散光51是在光軸方向上進行色散分解后的光束。
【主權項】
1.一種用于砂輪表面形貌的檢測系統(tǒng)，其特征在于:沿光源發(fā)出光束的光路上依次設置準直透鏡和數(shù)字微鏡器件，且經(jīng)準直透鏡準直的光束與數(shù)字微鏡器件的表面呈66°入射，此光束在垂直于數(shù)字微鏡器件的表面的方向反射；經(jīng)數(shù)字微鏡器件反射的光束的光路上依次設置分光鏡和色散透鏡；待測砂輪對應于色散透鏡的出射側設置，并在垂直于光軸的方向的一固定軸上做一維橫向移動，以及繞著此固定軸做旋轉運動。2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于砂輪表面形貌的檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)字微鏡器件是一個由邊長十微米左右的微反射鏡構成的陣列；各所述微反射鏡間的間隙為一微米左右。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于砂輪表面形貌的檢測系統(tǒng)，其包括沿光源發(fā)出光束的光路上依次設置的準直透鏡、數(shù)字微鏡器件、分光鏡和色散透鏡；待測砂輪對應于色散透鏡的出射側設置，并在垂直于光軸的方向的一固定軸上做一維橫向移動，以及繞著此固定軸做旋轉運動。本實用新型將數(shù)字微鏡器件作為線型光源，結合色散透鏡產(chǎn)生線型色散光，可同時對待測砂輪表面上的多點進行垂直于光軸方向的橫向掃描，結合待測砂輪繞固定軸的旋轉運動，在無需沿光軸方向做縱向掃描的前提下獲得整個待測砂輪表面的三維幾何量信息。從而可很好地表征待測砂輪表面的三維信息，并極大地提高了針對砂輪表面形貌的測量效率。
【IPC分類】G01B11/25
【公開號】CN204944455
【申請?zhí)枴緾N201520613878
【發(fā)明人】余卿, 崔長彩, 易定容, 章明, 孔令華, 葉瑞芳, 范偉, 王寅, 李煌, 張勇貞
【申請人】華僑大學
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年8月14日