[发明专利]一种线激光3D轮廓扫描重建系统及其控制方法

权利要求书

1.一种线激光3D轮廓扫描重建系统，包括安装架(1)和线激光轮廓仪(2)，其特征在于，所述安装架(1)上设有滑台组件(3)，所述滑台组件(3)包括滑轨(31)、丝杠(32)和滑块(33)，所述滑轨(31)的长度方向与丝杠(32)的长度方向同向设置，所述滑块(33)滑动安装在所述滑轨(31)上且所述滑块(33)与所述丝杠(32)相螺接，所述安装架(1)上还设有驱动所述丝杠(32)转动的伺服电机(24)；所述线激光轮廓仪(2)连接在所述滑块(33)上。

2.根据权利要求1所述的线激光3D轮廓扫描重建系统，其特征在于，所述线激光3D轮廓扫描重建系统还包括伺服电机驱动器、轮廓仪驱动器、PLC控制器以及PC上位机，所述伺服电机驱动器和轮廓仪驱动器与所述PLC控制器以及PC上位机电连接。

3.根据权利要求2所述的线激光3D轮廓扫描重建系统，其特征在于，所述安装架(1)包括两个平行间隔设置的立柱(11)，所述立柱(11)竖向设置，每个所述立柱(11)的下端均固连有纵向的支撑梁(12)，两个所述立柱(11)的上端之间固设有横向的横梁(13)，所述滑轨(31)沿所述横梁(13)的长度方向设置在所述横梁(13)的侧面上，所述滑块(33)上固设有安装支架，所述线激光轮廓仪(2)固连在所述安装支架上。

4.根据权利要求3所述的线激光3D轮廓扫描重建系统，其特征在于，所述PC上位机内设置有用于对线激光轮廓仪(2)和滑台组件(3)进行控制与后处理的轮廓仪检测系统软件，所述轮廓仪检测系统软件至少包括：轮廓批量捕获程序、轮廓重构程序以及点云处理显示程序；所述轮廓仪检测系统软件至少具有以下功能：线激光轮廓仪(2)的捕获开关控制、线激光轮廓仪(2)的轮廓批量捕获、基于PLC控制器的滑块(33)位移的伺服控制、滑块(33)和线激光轮廓仪(2)的协作控制、复数轮廓的组合重建以及轮廓点云的显示与保存。

5.一种上述权利要求1-4中任意一项线激光3D轮廓扫描重建系统的控制方法，其特征在于，本控制方法包括以下步骤：

(1)、PC上位机发送命令给PLC控制器和轮廓仪驱动器；

(2)、轮廓仪驱动器控制线激光轮廓仪(2)开始捕获图像；

(3)、PLC控制器接受命令后向伺服电机驱动器发送脉冲波进行控制；

(4)、伺服电机驱动器控制伺服电机(24)带动丝杠(32)正反转动，从而驱动滑块(33)往复移动位置；

(5)、安装支架带动线激光轮廓仪(2)不断移动；

(6)、线激光轮廓仪(2)以指定频率不断捕获当前位置的轮廓并保存至缓冲区；

(7)、线激光轮廓仪(2)捕获到指定数目的轮廓；

(8)、线激光轮廓仪(2)停止捕获；

(9)、轮廓仪驱动器将轮廓数据传给PC上位机；

(10)、PC上位机向PLC控制器发送终止运动信号；

(11)、伺服电机(24)带动滑块(33)停止运动，回归机械原点；

(12)、PC上位机根据采样频率滑块(33)移动速度数据对轮廓数据进行组合；

(13)、PC上位机显示深度图和3D点云图。

6.根据权利要求5所述的线激光3D轮廓扫描重建系统的控制方法，其特征在于，在使用线激光轮廓仪(2)之前，要对线激光轮廓仪(2)进行初始化设计，对线激光轮廓仪(2)的参数进行设置。

7.根据权利要求6所述的线激光3D轮廓扫描重建系统的控制方法，其特征在于，PC上位机通过Ethernet接口与轮廓仪控制器通信，PC上位机发送捕获开始命令后，轮廓仪控制器控制线激光轮廓仪(2)进行批量的轮廓捕获，并将捕获到的数据存储到轮廓仪驱动器的缓冲区；在线激光轮廓仪(2)捕获到指定数目的轮廓之后，或者收到PC上位机的停止捕获命令之后，线激光轮廓仪(2)就停止捕获轮廓数据，将缓存区内的所有轮廓数据都发送给PC上位机。