非接触式三维测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及非接触式三维测量装置及测量方法，装置包括第一激光位移传感器、第二激光位移传感器、搬运机构、定位机构。搬运机构包括导向件、位移检测组件、搬运驱动件；定位机构安装在导向件上，供被测物放置；搬运驱动件带动定位机构和被测物沿导向件的导向方向移动，位移检测组件测量定位机构的位置信息。第一激光位移传感器、第二激光位移传感器分别位于被测物的两侧，并分别与被测物相对，在被测物移动时从两侧测量被测物的表面三维数据。不同位置的激光位移传感器对同一物料的不同角度的立体测量，让数据更加完整，从携带有被测物体表面三维形貌信息的图像中计算出被测物体的三维数据，测量精度高，速度快，操作简单，扫描过程无需人工干预。

【技术实现步骤摘要】
非接触式三维测量装置及测量方法
本专利技术涉及工业机器视觉检测
，更具体地说，涉及一种非接触式三维测量装置及测量方法。
技术介绍
三维测量是通过运用线结构光和激光位移传感器非接触的获取被测物三维数据的方案和技术。线结构光三维测量基于光学三角法原理，由线激光位移传感器向被测物体表面投射线结构光条，通过激光位移传感器中的相机拍摄经被测物体表面调制而发生变形的结构光图像，然后从携带有被测物体表面三维形貌信息的图像中计算出被测物体的三维数据。目前，现有的基于线结构光的三维测量装置及方法存在以下问题：1、运用线结构光和激光位移传感器测量物料一次只能扫描一个平面，并不能拟合出被测物料的完整三维数据。2、扫描的速度慢，测量的结构复杂并且测量的结果受外界影响干扰较大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种非接触式三维测量装置及测量方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种非接触式三维测量装置，包括第一激光位移传感器、第二激光位移传感器、搬运机构、定位机构；所述搬运机构包括导向件、位移检测组件、搬运驱动件；所述定位机构安装在所述导向件上，供被测物放置；所述搬运驱动件带动所述定位机构和被测物沿所述导向件的导向方向移动，所述位移检测组件测量所述定位机构的位置信息；所述第一激光位移传感器、第二激光位移传感器分别位于所述被测物的两侧，并分别与所述被测物相对，以在所述被测物移动时从两侧测量所述被测物的表面三维数据。优选地，所述第一激光位移传感器、第二激光位移传感器中的至少一个位置可调，以从不同角度测量所述被测物的表面三维数据。优选地，所述定位机构包括供所述被测物放置的定位治具、以及将放置的所述被测物夹紧的夹持机构。优选地，所述定位机构还包括在所述夹持机构夹持前对所述被测物进行预定位的辅助定位；所述辅助定位包括定位压头、带动所述定位压头来回移动的定位驱动件，将所述被测物抵靠到基准位置。优选地，所述定位治具为仿形治具，所述定位治具上设有探测是否放有所述被测物的感应开关，所述夹持机构包括设置在所述感应开关两侧的第一夹爪、第二夹爪、以及带动所述第一夹爪、第二夹爪摆动的夹紧驱动件，以让所述第一夹爪、第二夹爪夹紧、松开所述被测物。优选地，所述位移检测组件包括光栅尺和对所述光栅尺上的数据读取的读数头，所述光栅尺沿所述导向件设置，所述读数头安装在所述定位机构上，且与所述光栅尺相对，以获取所述定位机构的位置信息。优选地，所述非接触式三维测量装置还包括第三调节机构；所述第三调节机构上设有转动调节机构，所述第二激光位移传感器安装在所述转动调节机构上，所述转动调节机构带动所述第二激光位移传感器摆动，调节所述第二激光位移传感器的测量方向。优选地，所述非接触式三维测量装置还包括基座、第一调节机构、第二调节机构，所述第一调节机构可沿水平的第一方向移动地安装在所述基座上，所述第二调节机构可沿水平的第二方向移动地安装在所述第一调节机构上，所述第三调节机构可上下移动地安装在所述第二调节机构上。一种采用所述非接触式三维测量装置的非接触式三维测量方法，包括以下步骤：对所述第一激光位移传感器、第二激光位移传感器进行标定，确定所述第一激光位移传感器、第二激光位移传感器对应的不同空间位置；将被测物进行夹装定位在所述定位机构；让所述定位机构沿所述导向件移动，所述位移检测组件检测所述定位机构的位置信息，所述第一激光位移传感器、第二激光位移传感器测量所述被测物的表面三维数据；将扫描出来的数据进行三维拼接，计算得到一个完整的被测物三维数据。优选地，让所述定位机构沿所述导向件来回移动，在所述定位机构向不同方向移动时，所述第二激光位移传感器摆动到不同角度，分别斜向上、斜向下测量所述被测物的表面三维数据。实施本专利技术的非接触式三维测量装置及测量方法，具有以下有益效果：非接触式三维测量装置可以通过不同位置的激光位移传感器对同一物料的不同角度的立体测量，让数据更加完整，然后从携带有被测物体表面三维形貌信息的图像中计算出被测物体的三维数据。激光位移传感器测量精度高，测量速度快，操作简单，整个扫描过程无需人工干预。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例中的非接触式三维测量装置的立体结构示意图；图2是图1中的第一激光位移传感器、第二激光位移传感器的安装结构示意图；图3是图2中的第二激光位移传感器的安装结构示意图；图4是图1中的搬运机构、定位机构的结构示意图；图5是图4中的定位机构的结构示意图；图6是图5中定位机构的夹紧驱动件的结构示意图；图7是图4中的辅助定位的结构示意图；图8是图1中的第二激光位移传感器斜向上测量时的结构示意图；图9是图1中的第二激光位移传感器斜向下测量时的结构示意图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。如图1至图4所示，本专利技术一个优选实施例中的非接触式三维测量装置包括第一激光位移传感器1、第二激光位移传感器2、搬运机构3、定位机构4。搬运机构3包括导向件31、位移检测组件32、搬运驱动件33，本实施例中，导向件31沿水平设置，为定位机构4在水平方向进行导向。定位机构4安装在导向件31上，供被测物放置。搬运驱动件33带动定位机构4和被测物沿导向件31的导向方向移动，位移检测组件32测量定位机构4的位置信息，以定位机构4的位置信息定位被测物的位置信息。第一激光位移传感器1、第二激光位移传感器2分别位于被测物的两侧，并分别与被测物相对，以在被测物移动时从两侧测量被测物的表面三维数据。非接触式三维测量装置可以通过不同位置的激光位移传感器对同一物料的不同角度的立体测量，让数据更加完整，然后从携带有被测物体表面三维形貌信息的图像中计算出被测物体的三维数据。激光位移传感器单方向有1920个点，测量精度不低于0.03mm，提升了测量精度；测量速度快，可以在15s之内将被测物的三维数据完成测量；操作简单，整个扫描过程无需人工干预。进一步地，为了便于调整第一激光位移传感器1、第二激光位移传感器2的空间位置，适应不同尺寸、外形的被测物，非接触式三维测量装置还包括基座5、第一调节机构6、第二调节机构7、第三调节机构8。第一调节机构6可沿水平的第一方向移动地安装在基座5上，优选地，第一方向与导向件31的导向方向相同。第二调节机构7可沿水平的第二方向移动地安装在第一调节机构6上，第一方向、第二方向交叉，优选地，第一方向、第二方向相互垂直。第三调节机构8可上下移动地安装在第二调节机构7上，第二激光位移传感器2安装在第三调节机构8上，结合第一调节机构6、第二调节机构7、第三调节机构8的调节，让第二激光位移传感器2的位置可以调节，适应不同尺寸和外形的待测件。第一调节机构6、第二调节机构7、第三调节机构8通常通过导轨、伺服电机等导向和驱动。进一步地，在本实施例中，第三调节机构8上设有转动调节机构9，第二激光位移传感器2安装在转动调节机构9上，转动调节机构9通过伺服电机等机构带动第二激光位移传感器2摆动，调节第二激光位移传感器2的测量方向，可以让第二激光位移传感器2从上方、下方分别斜向下、斜向上测量，多方向测量被测物的表面数据。在其他实施例中，也可让第一激光位移传感器1的位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触式三维测量装置，其特征在于，包括第一激光位移传感器（1）、第二激光位移传感器（2）、搬运机构（3）、定位机构（4）；所述搬运机构（3）包括导向件（31）、位移检测组件（32）、搬运驱动件（33）；所述定位机构（4）安装在所述导向件（31）上，供被测物放置；所述搬运驱动件（33）带动所述定位机构（4）和被测物沿所述导向件（31）的导向方向移动，所述位移检测组件（32）测量所述定位机构（4）的位置信息；所述第一激光位移传感器（1）、第二激光位移传感器（2）分别位于所述被测物的两侧，并分别与所述被测物相对，以在所述被测物移动时从两侧测量所述被测物的表面三维数据。

【技术特征摘要】
1.一种非接触式三维测量装置，其特征在于，包括第一激光位移传感器（1）、第二激光位移传感器（2）、搬运机构（3）、定位机构（4）；所述搬运机构（3）包括导向件（31）、位移检测组件（32）、搬运驱动件（33）；所述定位机构（4）安装在所述导向件（31）上，供被测物放置；所述搬运驱动件（33）带动所述定位机构（4）和被测物沿所述导向件（31）的导向方向移动，所述位移检测组件（32）测量所述定位机构（4）的位置信息；所述第一激光位移传感器（1）、第二激光位移传感器（2）分别位于所述被测物的两侧，并分别与所述被测物相对，以在所述被测物移动时从两侧测量所述被测物的表面三维数据。2.根据权利要求1所述的非接触式三维测量装置，其特征在于，所述第一激光位移传感器（1）、第二激光位移传感器（2）中的至少一个位置可调，以从不同角度测量所述被测物的表面三维数据。3.根据权利要求1所述的非接触式三维测量装置，其特征在于，所述定位机构（4）包括供所述被测物放置的定位治具（41）、以及将放置的所述被测物夹紧的夹持机构（42）。4.根据权利要求3所述的非接触式三维测量装置，其特征在于，所述定位机构（4）还包括在所述夹持机构（42）夹持前对所述被测物进行预定位的辅助定位（44）；所述辅助定位（44）包括定位压头（441）、带动所述定位压头（441）来回移动的定位驱动件（442），将所述被测物抵靠到基准位置。5.根据权利要求3所述的非接触式三维测量装置，其特征在于，所述定位治具（41）为仿形治具，所述定位治具（41）上设有探测是否放有所述被测物的感应开关（43），所述夹持机构（42）包括设置在所述感应开关（43）两侧的第一夹爪（421）、第二夹爪（422）、以及带动所述第一夹爪（421）、第二夹爪（422）摆动的夹紧驱动件（423），以让所述第一夹爪（421）、第二夹爪（422）夹紧、松开所述被测物。6.根据权利要求1所述的非接触式三维测量装置，其特征在于，所述位移检测组件（32）包括光栅尺（...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广平，冉隆川，
申请(专利权)人：深圳市智信精密仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44