專利名稱：一種光柵尺尺殼角度扭曲的自動檢測方法及校扭裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光柵尺尺殼角度扭曲的自動檢測方法及校扭裝置。
背景技術(shù)：
光柵尺的尺殼采用拉制鋁為材料，由鋁型材廠拉制生產(chǎn)完成。在拉制成型的過程中，尺殼的表面會出現(xiàn)角度扭轉(zhuǎn)誤差，導(dǎo)致同一表面的兩端出現(xiàn)角度扭曲，此誤差會對光柵尺的精度產(chǎn)生很大的影響，會產(chǎn)生很大的全長累計(jì)誤差和小周期誤差

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有光柵尺尺殼表面出現(xiàn)角度扭轉(zhuǎn)誤差，導(dǎo)致尺殼的同一表面的兩端出現(xiàn)角度扭曲，因此無法滿足光柵尺的高精度的要求的問題，提供ー種用于光柵尺尺殼角度扭曲的自動檢測方法及校扭裝置。一種光柵尺尺殼角度扭曲的自動檢測方法，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一、將第三反射鏡通過第一夾具固定在被檢尺殼表面的一端，第一反射鏡通過第二夾具固定在被檢尺殼表面的另一端；步驟ニ、打開激光光源，所述激光光源發(fā)出的光束經(jīng)分光棱鏡分為兩路光束，一路光束透過分光棱鏡經(jīng)第二反射鏡、第三反射鏡反射，經(jīng)第三反射鏡反射后的光束經(jīng)第二反射鏡、分光棱鏡反射至第一調(diào)光透鏡和第二調(diào)光透鏡，在CXD攝像頭上成基準(zhǔn)像；另一路光束經(jīng)分光棱鏡反射至第一反射鏡，第一反射鏡的反射的光束透過分光棱鏡經(jīng)第一調(diào)光透鏡和第二調(diào)光透鏡，在C⑶攝像頭上成對比像；步驟三、根據(jù)步驟ニ中在CXD攝像頭上成的基準(zhǔn)像和對比像的位置是否在同一直線上，如果是，則判定被檢尺殼同一表面的兩端不存在的角度扭曲；如果否，則執(zhí)行步驟四；步驟四、讀取CXD攝像頭上基準(zhǔn)像和對比像的位置數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理、計(jì)算，獲得被檢尺売，同一表面兩端的角度扭曲值，將所述角度扭曲值輸入校扭機(jī)中，校扭機(jī)實(shí)現(xiàn)對被檢尺殼的自動調(diào)校?！N光柵尺尺殼角度扭曲的自動校扭裝置，該裝置包括校扭機(jī)、激光光源、分光棱鏡、第一調(diào)光透鏡、第二調(diào)光透鏡、CXD攝像頭、第二反射鏡、第三反射鏡、第一夾具、第一反射鏡和第二夾具，所述激光光源發(fā)出的光束經(jīng)分光棱鏡分為兩路光束，一路光束透過分光棱鏡經(jīng)第二反射鏡、第三反射鏡反射，經(jīng)第三反射鏡反射后的光束經(jīng)第二反射鏡、分光棱鏡反射至第一調(diào)光透鏡和第二調(diào)光透鏡，在CXD攝像頭上成基準(zhǔn)像；另一路光束經(jīng)分光棱鏡反射至第一反射鏡，第一反射鏡的反射的光束透過分光棱鏡經(jīng)第一調(diào)光透鏡和第二調(diào)光透鏡，在CXD攝像頭上成對比像，所述第三反射鏡通過第一夾具固定在被檢尺殼表面的一端，第一反射鏡通過第二夾具固定在被檢尺殼表面的另一端；校扭機(jī)沿被檢尺殼的軸線水平移動或沿軸線轉(zhuǎn)動。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明用于尺殼鋁型材的扭曲自動檢測和校扭，用來消除扭曲誤差，可以保證光柵尺所需的高精度要求。采用雙光路非接觸式檢測方法，可以避免接觸式檢測方法中所用觸頭自身誤差對檢測結(jié)果的影響，提高檢測精度。采用調(diào)光透鏡可以擴(kuò)大CCD的測量范圍，擴(kuò)大檢測范圍。檢測和校扭過程具有自動化、一體化特點(diǎn)，通過一次裝夾即可完成檢測和校扭全過程，避免由于檢測和校扭過程分離所需的多次裝夾帶來的誤差，同時(shí)提高了檢測與校正的效率和精度。


圖1為本發(fā)明所述的ー種光柵尺尺殼角度扭曲的自動校扭裝置的示意圖；圖2為本發(fā)明所述的ー種光柵尺尺殼角度扭曲的自動檢測方法中CCD攝像頭檢測結(jié)果示意圖；圖3為本發(fā)明所述的ー種光柵尺尺殼角度扭曲的自動檢測方法中計(jì)算角度扭曲值的原理圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一、結(jié)合圖I、圖2和圖3說明本實(shí)施方式,一種光柵尺尺殼角度扭曲的自動檢測方法，該方法包括以下步驟首先，將被檢尺殼9安裝在第一夾具8和第二夾具11上，用第一夾具8將第三反射鏡7固定在尺殼的一端，用第二夾具11將第一反射鏡10固定在被檢尺殼9上；其次，打開激光光源1，激光光源I發(fā)出的光在經(jīng)過分光棱鏡2，光路分成兩部分。其中一路光線透過分光棱鏡2,經(jīng)由第二反射鏡6反射后射入第三反射鏡7,光線經(jīng)過第三反射鏡7反射后，經(jīng)過第二反射鏡6反射，再由分光棱鏡2反射，經(jīng)第一調(diào)光透鏡3和第二調(diào)光透鏡4調(diào)光，最后在CXD攝像頭5上成一用作基準(zhǔn)的像；另一路光線經(jīng)由分光棱鏡2反射后，射入第一反射鏡10，光線經(jīng)第一反射鏡10反射后，透過分光棱鏡2,經(jīng)第一調(diào)光透鏡3和第二調(diào)光透鏡4調(diào)光，在CXD攝像頭5上成用于對比的像。最后，讀取CCD上的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理、計(jì)算得到角度扭曲值，將所述的角度扭曲值作為輸入量輸入校扭機(jī)12后，首先校扭機(jī)12沿被檢尺殼9軸線水平移動，將校扭機(jī)12前端的扭轉(zhuǎn)校正模具深入尺殼內(nèi)腔，然后按照輸入量進(jìn)行扭轉(zhuǎn)調(diào)校，經(jīng)過多次測量和校正直到完成角度扭曲量的自動調(diào)校，將對比像位置調(diào)節(jié)到與基準(zhǔn)像同一直線位置，消除被檢尺殼9同一表面的兩端存在的角度扭曲。本實(shí)施方式中的角度扭曲值的計(jì)算方法結(jié)合圖3，角度扭曲值為α，第一反射鏡10到CXD攝像頭5面的距離為h，Ah為CXD攝像頭5上測得的實(shí)際距離，(位移差值)第ー調(diào)光透鏡3和第二調(diào)光透鏡4的調(diào)光倍率為n，光線經(jīng)過第一調(diào)光透鏡3和第二調(diào)光透鏡
4調(diào)光后，在CXD攝像頭5上成像，通過調(diào)光處理可以增大裝置的測量范圍。由光的反射定律可知
「っハΔか/ IhJi· η本實(shí)施方式所述的第一夾具8將第三反射鏡7固定在被檢尺殼9的一端，同時(shí)第ー夾具8相對于地面是固定的，在校扭機(jī)12進(jìn)行角度調(diào)校時(shí)，起到檢測固定被檢尺殼9的作用。
本實(shí)施方式所述的校扭機(jī)12具有沿被檢尺殼9軸線水平移動和沿被檢尺殼9軸線轉(zhuǎn)動兩個(gè)自由度。本實(shí)施方式所述的第三反射鏡7和第一反射鏡10分別固定在被檢尺殼9同一表面的兩端，經(jīng)過兩塊反射鏡的光路的成像情況，即可反映出被檢尺殼9同一表面兩端的角度扭曲情況。當(dāng)被檢尺殼9同一表面的兩端不存在角度扭曲時(shí)，兩部分光路在CCD攝像頭5上所成的兩個(gè)像將處于同一直線上。但是當(dāng)尺殼同一表面的兩端存在角度扭曲時(shí)，兩部分光路在CXD攝像頭5上所成的像之間存在位移差值A(chǔ)h，結(jié)合圖2，此位移差值和被檢尺殼9表面兩端的角度扭曲值之間存在固定關(guān)系。通過讀取CXD攝像頭5上的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理、計(jì)算即可得到被檢尺殼表面兩端的角度扭曲量值，將該值作為輸入量輸入校扭機(jī)12中，校扭機(jī)12即可自動完成角度扭曲量的調(diào)校。
具體實(shí)施方式
ニ、結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，一種光柵尺尺殼角度扭曲的自動校扭裝置，該裝置包括激光光源I、分光棱鏡2、第一調(diào)光透鏡3、第二調(diào)光透鏡4、CXD攝像頭
5、第二反射鏡6、第三反射鏡7、第一夾具8、被檢尺殼9、第一反射鏡10、第二夾具11和校扭機(jī)12。通過第一夾具8將第三反射鏡7固定在被檢尺殼9的一端，同時(shí)第一夾具8相對于地面是固定的，在校扭機(jī)12進(jìn)行角度調(diào)校時(shí)，起固定被檢尺殼9 一端的作用。通過第二夾具11將第一反射鏡10固定在被檢尺殼9的另一端，同時(shí)第二夾具11相對于地面是非固定的。激光光源I發(fā)出的光在經(jīng)過分光棱鏡2，光路分成兩部分。其中一路光線透過分光棱鏡2，經(jīng)由第二反射 鏡6反射后射入第三反射鏡7，光線經(jīng)過第三反射鏡7反射后，經(jīng)過第二反射鏡6反射，再由分光棱鏡2反射，經(jīng)第一調(diào)光透鏡3和第二調(diào)光透鏡4調(diào)光，最后在CXD攝像頭5上成一用作基準(zhǔn)的像；另一路光線經(jīng)由分光棱鏡2反射后，射入第一反射鏡10，光線經(jīng)第一反射鏡10反射后，透過分光棱鏡2，經(jīng)第一調(diào)光透鏡3和第二調(diào)光透鏡4調(diào)光，在CXD攝像頭5上成一用于對比的像。
權(quán)利要求
1.一種光柵尺尺殼角度扭曲的自動檢測方法，其特征是，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn) 步驟一、將第三反射鏡(7)通過第一夾具(8)固定在被檢尺殼(9)表面的一端，第一反射鏡(10)通過第二夾具(11)固定在被檢尺殼(9)表面的另一端； 步驟ニ、打開激光光源(I)，所述激光光源(I)發(fā)出的光束經(jīng)分光棱鏡(2)分為兩路光束，一路光束透過分光棱鏡(2)經(jīng)第二反射鏡(6)、第三反射鏡(7)反射，經(jīng)第三反射鏡(7)反射后的光束經(jīng)第二反射鏡出)、分光棱鏡(2)反射至第一調(diào)光透鏡(3)和第二調(diào)光透鏡(4)，在CXD攝像頭(5)上成基準(zhǔn)像；另一路光束經(jīng)分光棱鏡(2)反射至第一反射鏡(10)，第一反射鏡(10)的反射的光束透過分光棱鏡(2)經(jīng)第一調(diào)光透鏡(3)和第二調(diào)光透鏡(4),在CXD攝像頭(5)上成對比像； 步驟三、根據(jù)步驟ニ中在CXD攝像頭(5)上成的基準(zhǔn)像和對比像的位置是否在同一直線上，如果是，則判定被檢尺殼(9)同一表面的兩端不存在的角度扭曲；如果否，則執(zhí)行步驟四； 步驟四、對CCD攝像頭(5)上基準(zhǔn)像和對比像的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計(jì)算，獲得被檢尺殼(9)同一表面兩端的角度扭曲值，將所述角度扭曲值輸入校扭機(jī)(12)中，校扭機(jī)(12)實(shí)現(xiàn)對被檢尺殼(9)的自動調(diào)校。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種光柵尺尺殼角度扭曲的自動檢測方法，其特征在干，步驟四所述的對CCD攝像頭(5)上基準(zhǔn)像和對比像的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，獲得被檢尺殼(9)同一表面兩端的角度扭曲值，其具體過程為設(shè)定角度扭曲值為α，第一反射鏡(10)到CCD攝像頭(5)面的距離為h，Ah為位移差值，第一調(diào)光透鏡(3)和第二調(diào)光透鏡(4)的調(diào)光倍率為n，根據(jù)光的反射定律獲得。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種光柵尺尺殼角度扭曲的自動檢測方法，其特征在于，所述第一夾具(8)相對于地面固定的，第二夾具(11)相對于地面是非固定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種光柵尺尺殼角度扭曲的自動檢測方法，其特征在于，所述校扭機(jī)(12)沿被檢尺殼(9)的軸線水平移動或沿被檢尺殼(9)的軸線轉(zhuǎn)動。
5.一種光柵尺尺殼角度扭曲的自動校扭裝置，該裝置包括校扭機(jī)(12)、激光光源(I)、分光棱鏡(2)、第一調(diào)光透鏡(3)、第二調(diào)光透鏡(4)、(XD攝像頭(5)、第二反射鏡(6)、第三反射鏡(7)、第一夾具(8)、第一反射鏡(10)和第二夾具(11)，其特征是，所述激光光源(I)發(fā)出的光束經(jīng)分光棱鏡(2)分為兩路光束，一路光束透過分光棱鏡(2)經(jīng)第二反射鏡(6)、第三反射鏡(7)反射，經(jīng)第三反射鏡(7)反射后的光束經(jīng)第二反射鏡(6)、分光棱鏡(2)反射至第一調(diào)光透鏡(3)和第二調(diào)光透鏡(4)，在CXD攝像頭(5)上成基準(zhǔn)像；另一路光束經(jīng)分光棱鏡(2)反射至第一反射鏡(10)，第一反射鏡(10)的反射的光束透過分光棱鏡(2)經(jīng)第一調(diào)光透鏡(3)和第二調(diào)光透鏡(4)，在CXD攝像頭(5)上成對比像，所述第三反射鏡(7)通過第一夾具(8)固定在被檢尺殼(9)表面的一端，第一反射鏡(10)通過第二夾具(11)固定在被檢尺殼(9)表面的另一端；校扭機(jī)(12)沿被檢尺殼(9)的軸線水平移動或沿軸線轉(zhuǎn)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種光柵尺尺殼角度扭曲的自動校扭裝置，其特征在干，所述第一夾具(8)相對于地面固定的，第二夾具(11)相對于地面是非固定的。
全文摘要
一種光柵尺尺殼扭曲的自動檢測方法及校扭裝置，涉及光柵尺尺殼扭曲的自動檢測方法及校扭裝置，解決現(xiàn)有光柵尺尺殼表面出現(xiàn)角度扭轉(zhuǎn)誤差，導(dǎo)致尺殼的同一表面的兩端出現(xiàn)角度扭曲，無法滿足光柵尺高精度要求的問題。包括校扭機(jī)和檢測光路，檢測光路中的激光光源發(fā)出的光在經(jīng)過分光棱鏡時(shí)后，一路光線透過分光棱鏡，經(jīng)第二反射鏡、第三反射鏡，反射后，經(jīng)過第二反射鏡、分光棱鏡，經(jīng)第一調(diào)光透鏡、第二調(diào)光透鏡在CCD攝像頭上成像；另一路光線經(jīng)分光棱鏡射入第一反射鏡后被第一反射鏡反射，透過分光棱鏡，經(jīng)第一調(diào)光透鏡、第二調(diào)光透鏡，在CCD攝像頭上成像。對CCD攝像頭上的像計(jì)算，得到角度扭曲量值。校扭機(jī)根據(jù)此值實(shí)現(xiàn)自動調(diào)校。
文檔編號B21D3/00GK102620654SQ201210088599
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者吳宏圣, 孫強(qiáng), 孟輝, 張吉鵬, 曾琪峰, 王健, 譚向全 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所