[发明专利]基于多线结构光的齿轮测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于多线结构光的齿轮测量系统及方法，测量系统包括用于安装被测齿轮的可旋转检测平台以及多组迎向所述检测平台设置的检测组件；所述被测齿轮通过齿轮固定座固定在所述可旋转检测平台上；若干所述检测组件包括用于采集齿轮数据的结构光视觉传感器以及用于调节所述结构光视觉传感器的调节装置；所述数据采集装置包括用于向被测齿轮的表面发射激光束的激光器以及用于获取被测齿轮的表面的光条图像的图像采集器；通过使可旋转检测平台带动被测齿轮旋转，图像采集器连续测量得到该被测齿轮的三维轮廓。

技术领域

本发明涉及一种基于多线结构光的齿轮测量系统及方法。

背景技术

齿轮是机械工业中一种重要的传动零件，尤其是直齿圆柱齿轮应用十分广泛，随着对齿轮质量的要求越来越高，对齿轮的测量也提出了更加严格的要求，测量精度的发展水平影响着制造水平的提高。因此，研究更加先进的齿轮测量技术对于齿轮制造水平的提高有着至关重要的作用。

结构光视觉技术以光学和电学中的物理现象为基础，获取并处理被测物体表面与结构光相接处的图像来重构被测物体的三维几何信息，可主要用于复杂曲面或自由曲面的三维测量。将结构光视觉技术应用于机械工业中的零件尺寸测量，具有非接触、速度快、自动化程度高等优点，因此结构光视觉技术在机械工业领域中的应用越来越受到人们的关注。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多线结构光的齿轮测量系统，适用于各种标准齿轮测量，以获取被测齿轮的综合信息。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于多线结构光的齿轮测量系统，包括用于安装被测齿轮的可旋转检测平台以及多组迎向所述检测平台设置的检测组件；

所述被测齿轮通过齿轮固定座固定在所述可旋转检测平台上；

若干所述检测组件包括用于采集齿轮数据的结构光视觉传感器以及用于调节所述结构光视觉传感器的调节装置；所述数据采集装置包括用于向被测齿轮的表面发射激光束的激光器以及用于获取被测齿轮的表面的光条图像的图像采集器；通过使可旋转检测平台带动被测齿轮旋转，图像采集器连续测量得到该被测齿轮的三维轮廓；

所述调节装置包括用于调节结构光视觉传感器的高度的纵向调节单元、安装在所述纵向调节单元上用于调节结构光视觉传感器与被测齿轮之间的距离的横向调节单元以及安装所述横向调节单元上用于调节激光器与图像采集器之间角度的角度调节单元。

进一步地，若干所述检测组件绕着所述检测平台的周向均匀布置，且每组检测组件与被测齿轮之间的距离相等。

进一步地，每组检测组件中的激光器与图像采集器之间所成夹角满足各个图像采集器同时获得被测齿轮齿面反射的结构光，每组检测组件得到图像的为相交于被测齿轮轴线的投影截面。

进一步地，所述齿轮固定座为内三角卡盘。

进一步地，所述可旋转检测平台、检测组件安装在底座上，所述底座上设有用于将所述检测平台、检测组件和被测齿轮罩在底座上的光隔离罩。

此外，该申请还提供了一种基于多线结构光的齿轮测量方法，该方法利用上述的测量系统进行齿轮测量，该方法具体包括：

S1：利用激光器向被测齿轮的表面发射激光束，同时使图像采集器连续采集被测齿轮表面激光束与轴向齿廓表面平行相交形成的光条图像；

S2：对图像采集器采集到的所述光条图像进行处理得到被测齿轮的有效光条中心图像；

S3：对图像采集器进行标定，获取有效光条中心图像上三维坐标；

S4：利用可旋转检测平台带动被测齿轮连续旋转，持续步骤S1-S3，得到多幅光条图像提取出来的点云数据，实现被测齿轮的三维测量。