一種基于激光三角法3d測量儀及平整度檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于激光三角法3D測量儀，包括激光裝置、采集裝置、運動裝置、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)于運動裝置上，其中激光裝置、采集裝置、待檢產(chǎn)品治具為三點設(shè)置。還公開一種基于激光三角法3D測量儀的平整度檢測方法。本發(fā)明采用高度集成化，將激光裝置、采集裝置、運動裝置集成到測量儀內(nèi)，掃描范圍可靈活設(shè)置，兼容各類大小產(chǎn)品的檢測，通過激光裝置、采集裝置對待檢產(chǎn)品進行掃描與圖像采集，三維分析處理軟件對采集的數(shù)據(jù)進行分析及合成，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)品元件表面的相對高度信息，三維分析處理軟件通過上述圖像信息進行分析與測量。
【專利說明】
一種基于激光三角法3D測量儀及平整度檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及檢測技術(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測量儀及平整度檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的今天，目前移動終端產(chǎn)品集成化程度越來越高，移動終端產(chǎn)品所用的的連接器結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，例如手機上所用的電話卡與存儲卡共用的三選二連接器，手機充電及數(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連接器的所有焊接腳的平整度;因為這類連接器焊接腳特別多并且是多層排列，采用傳統(tǒng)平面檢測的方法只能檢測外層的焊腳，無法100%管控好產(chǎn)品的品質(zhì)；而采用3次元檢測儀進行檢測，其速度極慢無法滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。同時還有以下不足:
[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測量儀及平整度檢測的方法，具體應(yīng)用于精密連接器，異型件，五金件的輪廓尺寸測量、高度差異測量、平整度測量以及字符識別檢測。
[0007]為實現(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測量儀，包括激光裝置、采集裝置、運動裝置、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)于運動裝置上，其中激光裝置、采集裝置、待檢產(chǎn)品治具為三點設(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]運動裝置包括驅(qū)動器、滑軌座、滑塊、驅(qū)動馬達，所述驅(qū)動器、滑軌座設(shè)置于安裝大板上，滑塊、驅(qū)動馬達設(shè)置于滑軌座上，驅(qū)動馬達通過絲桿與滑塊連接并控制其運動狀態(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)相機安裝座、工業(yè)相機、工業(yè)鏡頭，工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機設(shè)置于工業(yè)相機安裝座上，工業(yè)相機安裝座設(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測量儀的平整度檢測方法，其包括如下步驟:
[0013](I)激光裝置，用來掃描待檢產(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、激光裝置為三點設(shè)置；
[0015](3)運動裝置，用來控制激光裝置、采集裝置的運動狀態(tài)；
[0016](4)總控制系統(tǒng)，用來控制控制上述裝置各個工作狀態(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)啟動各裝置進入預(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)定運動軌跡，總控制系統(tǒng)對運動裝置發(fā)送執(zhí)行命令，運動裝置接收到總控制系統(tǒng)發(fā)出的執(zhí)行命令，根據(jù)運動軌跡沿待檢產(chǎn)品方向做來回移動，激光裝置、采集裝置在運動裝置傳送下對待檢產(chǎn)品三維進行掃描采集，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，分析處理軟件對采集的高度數(shù)據(jù)進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)品元件表面相對高度信息，分析處理軟件通過上述圖像信息進行分析和測量各特征點的高度數(shù)值，然后分析軟件可自動構(gòu)建三維基準(zhǔn)平面，最后計算各特征點到基準(zhǔn)平面的平整度信息，同時分析處理軟件也可以對表面三維模型圖像進行常規(guī)二維數(shù)據(jù)分析和檢測，包括常規(guī)的邊緣提取、幾何特征檢測及模式識別。
[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測量儀及平整度檢測方法，具體應(yīng)用于精密連接器，異型件，五金件的輪廓尺寸測量、高度差異測量、平整度測量以及字符識別檢測。
[0020]本發(fā)明采用高度集成化，將激光裝置、采集裝置、運動裝置集成到測量儀內(nèi)，激光裝置、采集裝置、檢測治具為三點設(shè)置，掃描范圍可靈活設(shè)置，兼容各類大小產(chǎn)品的檢測，通過激光裝置、采集裝置對待檢產(chǎn)品進行掃描與圖像采集，分析處理軟件對采集的數(shù)據(jù)進行分析及合成，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)品元件表面相對高度信息，分析處理軟件通過上述圖像信息進行分析與測量。
[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)合附圖與具體實施例來對其進行詳細說明。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明3D測量儀的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明3D測量儀的分解裝配結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0024]圖3是本發(fā)明3D測量儀的分解裝配結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0025]圖中:丨、安裝大板2、接入口3、驅(qū)動器4、滑軌座4.1、滑塊4.2、驅(qū)動馬達5、安裝板6、工業(yè)相機7、工業(yè)相機安裝座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、運動裝置。
【具體實施方式】
[0026]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0027]請參閱附圖1?3，本實施例的基于激光三角法3D測量儀，包括激光裝置12、采集裝置13、運動裝置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)于運動裝置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，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]運動裝置14包括驅(qū)動器3、滑軌座4、滑塊4.1、驅(qū)動馬達4.2，驅(qū)動器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)動馬達4.2設(shè)置于滑軌座4上，驅(qū)動馬達4.2與滑塊4.1通過絲桿連接并控制其運動狀態(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)相機安裝座7、工業(yè)相機6、工業(yè)鏡頭8，工業(yè)鏡頭8、工業(yè)相機6設(shè)置于工業(yè)相機安裝座7上，工業(yè)相機安裝座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測量儀的平整度檢測方法，包括如下步驟:
[0033](I)激光裝置12，用來掃描待檢產(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為三點設(shè)置；
[0035](3)運動裝置14，用來控制激光裝置12、采集裝置13的運動狀態(tài)；
[0036](4)總控制系統(tǒng)，用來控制控制上述裝置各個工作狀態(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)啟動各裝置進入預(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)定運動軌跡，總控制系統(tǒng)對運動裝置14發(fā)送執(zhí)行命令，運動裝置14接收到總控制系統(tǒng)發(fā)出的執(zhí)行命令，根據(jù)運動軌跡沿待檢產(chǎn)品方向做來回移動，激光裝置12、采集裝置13在運動裝置14傳送下對待檢產(chǎn)品三維進行掃描采集，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，分析處理軟件對采集的高度數(shù)據(jù)進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)品元件表面相對高度信息，分析處理軟件通過上述圖像信息進行分析和測量各特征點的高度數(shù)值，然后分析軟件可自動構(gòu)建三維基準(zhǔn)平面，最后計算各特征點到基準(zhǔn)平面的平整度信息。
[0038]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(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)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。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)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于激光三角法3D測量儀，其特征在于，包括激光裝置、采集裝置、運動裝置、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)于運動裝置上，其中激光裝置、采集裝置、待檢產(chǎn)品治具為三點設(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測量儀，其特征在于，所述運動裝置包括驅(qū)動器、滑軌座、滑塊、驅(qū)動馬達，所述驅(qū)動器、滑軌座設(shè)置于安裝大板上，所述滑塊、驅(qū)動馬達設(shè)置于滑軌座上，所述驅(qū)動馬達通過絲桿與滑塊連接并控制其運動狀態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光三角法3D測量儀，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測量儀，其特征在于，所述采集裝置包括工業(yè)相機安裝座、工業(yè)相機、工業(yè)鏡頭，所述工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機設(shè)置于工業(yè)相機安裝座上，所述工業(yè)相機安裝座設(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測量儀，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測量儀，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測量儀，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測量儀的平整度檢測方法，其特征在于，其包括如下步驟: (1)激光裝置，用來掃描待檢產(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、激光裝置為三點設(shè)置； (3)運動裝置，用來控制激光裝置、采集裝置的運動狀態(tài)； (4)總控制系統(tǒng)，用來控制控制上述裝置各個工作狀態(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)啟動各裝置進入預(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)定運動軌跡，總控制系統(tǒng)對運動裝置發(fā)送執(zhí)行命令，運動裝置接收到總控制系統(tǒng)發(fā)出的執(zhí)行命令，根據(jù)運動軌跡沿待檢產(chǎn)品方向做來回移動，激光裝置、采集裝置在運動裝置傳送下對待檢產(chǎn)品三維進行掃描采集，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，分析處理軟件對采集的高度數(shù)據(jù)進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)品元件表面相對高度信息，分析處理軟件通過上述圖像信息進行分析和測量各特征點的高度數(shù)值，然后分析軟件可自動構(gòu)建三維基準(zhǔn)平面，最后計算各特征點到基準(zhǔn)平面的平整度信息，同時分析處理軟件也可以對表面三維模型圖像進行常規(guī)二維數(shù)據(jù)分析和檢測，包括常規(guī)的邊緣提取、幾何特征檢測及模式識別。
【文檔編號】G01B11/30GK105841641SQ201610399138
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】李景星, 于辰起, 張相春
【申請人】東莞市三瑞自動化科技有限公司