The invention discloses a non-contact three-dimensional surface shape measurement method, which belongs to the field of optical detection technology, and specifically relates to a non-contact detection method to solve the problem that the existing non-contact measurement needs to aim the normal direction of the measured point to the probe to reduce the positioning accuracy; the ball is introduced on the basis of the Thai Man Green interference light path. The shell lens successfully set up an interferometric optical probe. When measuring, the optical probe is focused on the measured part by adjusting the optical probe. The measured beam is reflected back to the optical system by the inner surface of the spherical shell lens. The measured beam is reflected into the CCD image sensor by the beam splitter and forms the interference fringe with the reference beam. The position information of the motion mechanism is recorded at this time; the adjusting motion mechanism records the position information of the focus of the focus lens on the other points on the measured parts in turn, and can obtain the surface shape of the measured piece by data processing; the motion mechanism is simplified, the mechanical positioning error is reduced, and the high steepness element can be measured.
【技术实现步骤摘要】
一种非接触式三维面形测量方法
本专利技术属于光学检测
,具体涉及一种非接触式检测方法。
技术介绍
三维面形测量最常用的方法是三坐标测量。三坐标测量技术具有通用性强、自动化程度高、测量精度高等众多优点,在机械、电子等领域得到广泛应用。目前,根据三坐标测量机测头的形式,可将三坐标测量机分为接触式三坐标测量机和非接触式三坐标测量机。非接触式三坐标测量机目前主要有激光点测量和线激光扫描测量两种形式。对于接触式三坐标测量机和非接触式激光点测量三坐标测量机而言,测量过程需要频繁的加速、减速,造成了测量速度较慢,此外由于测头直接与被测件表面接触容易划伤被测件。非接触式的线激光扫描测量在测量时加减速过程较少,可以大幅度的提高测量速度,但是由于线激光测量头的自身误差大于3μm,测时需要调整被测点法线方向对准激光测头,运动机构复杂,使得其测量精度大幅度下降,因此测定的精度并不高。
技术实现思路
本专利技术的解决的技术问题是:现有非接触测量需将被测点法线方向对准探头从而导致定位精度降低。一种非接触式三维面形测量方法,具体技术方案如下:1).搭建光学探头的步骤:该光学探头由干涉光路组成,所述干涉光路包括光源、准直透镜、分束器、成像透镜、聚焦透镜、平面反射镜、球壳透镜、CCD图像传感器;以光源所在一侧为物方,所述光源发出的光被准直透镜准直后入射到分束器上,经分束器反射的光作为参考光束,参考光被垂直放置的平面反射镜反射后原路返回,再次通过分束器被成像透镜聚焦于CCD图像传感器上;透射过分束器的光作为测量光束,测量光束经过聚焦透镜后聚焦于聚焦透镜的像方焦点处;所述的球壳透镜内表面设置 ...
【技术保护点】
1.一种非接触式三维面形测量方法,包括以下步骤:1).搭建光学探头的步骤:该光学探头由干涉光路组成,所述干涉光路包括光源、准直透镜、分束器、成像透镜、聚焦透镜、平面反射镜、球壳透镜、CCD图像传感器;以光源所在一侧为物方,所述光源发出的光被准直透镜准直后入射到分束器上,经分束器反射的光作为参考光束,参考光被垂直放置的平面反射镜反射后原路返回,再次通过分束器被成像透镜聚焦于CCD图像传感器上;透射过分束器的光作为测量光束,测量光束经过聚焦透镜后聚焦于聚焦透镜的像方焦点处;所述的球壳透镜内表面设置有半透半反膜,且球壳透镜放置在聚焦透镜与聚焦透镜的像方焦点之间,球壳透镜的球心与聚焦透镜的像方焦点重合;2).搭建运动机构的步骤:所述运动机构用于调整被测件与光学探头之间相对位置,使聚焦透镜的像方焦点聚焦于被测件表面任意测量点,且该运动机构上设置有位置计量装置,用于记录位置变化量;3).扫描测量步骤:通过调整运动机构使聚焦透镜的像方焦点聚焦在被测件上某一点,测量光束被球壳透镜内表面反射回到光学系统中,测量光束经分束器反射进入CCD图像传感器上与参考光束形成干涉条纹,由位置计量装置记录此时运动机构的 ...
【技术特征摘要】
1.一种非接触式三维面形测量方法,包括以下步骤:1).搭建光学探头的步骤:该光学探头由干涉光路组成,所述干涉光路包括光源、准直透镜、分束器、成像透镜、聚焦透镜、平面反射镜、球壳透镜、CCD图像传感器;以光源所在一侧为物方,所述光源发出的光被准直透镜准直后入射到分束器上,经分束器反射的光作为参考光束,参考光被垂直放置的平面反射镜反射后原路返回,再次通过分束器被成像透镜聚焦于CCD图像传感器上;透射过分束器的光作为测量光束,测量光束经过聚焦透镜后聚焦于聚焦透镜的像方焦点处;所述的球壳透镜内表面设置有半透半反膜,且球壳透镜放置在聚焦透镜与聚焦透镜的像方焦点之间,球壳透镜的球心与聚焦透镜的像方焦点重合;2).搭建运动机构的步骤:所述运动机构用于调整被测件与光学探头之间相对位置,使聚焦透镜的像方焦点聚焦于被测件表面任意测量点,且该运动机构上设置有位置计量装置,用于记录位置变化量;3).扫描测量步骤:通过调整运动机构使聚焦透镜的像方焦点聚焦在被测件上某一点,测量光束被球壳透镜内表面反射回到光学系统中,测量光束经分束器反射进入CCD图像传感器上与参考光束形成干涉条纹,由位置计量装置记录此时运动机构的位置信息;调整运动机构依次记录聚焦透镜的像方焦点聚焦在被测件上其他点的位置信息,通过数据处理可以得获得被测件的面形形貌。2.根据权利要求1所述的一种非接触式三维面形...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄启泰,管敏,
申请(专利权)人:苏州大学,苏州斑马光学技术有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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