[发明专利]一种3D视觉扫描检测装置及其工作方法

说明书

本发明提供一种3D视觉扫描检测装置的工作方法，包括检测台，检测台下方设有投影光源，检测台正上方架设与透明平台平行的投影屏，投影屏上方至少架设一组相机；检测台上设置多轴运动平台，多轴运动平台的移动端固定有测头模块；测头模块上安装有结构光模块，结构光模块能向周向发射激光束并投影至投影屏；侧头模块包括相对于多轴运动平台固定的固定部件及相对于多轴固定平台移动的活动部件，所述活动部件设有接触被测物件的测球。本检测装置不依赖多轴运动平台和测头精度，并能够通过提高投影屏的高度来降低整机的制造精度要求，大大降低成本，测头的触发信号延迟对测量结果不会产生影响，稳定性高。

技术领域

本发明涉及一种3D视觉扫描检测装置的工作方法。

背景技术

目前零件的自动化检测方法多种多样，但每种检测方法都有许多局限性，以至于检测一个零件须要多道检测工序，采用不同的检测仪器才能完成，具体如下：

单目视觉和双目视觉检测效率很高，但零件本身的材质和表面特征（是否光滑、是否曲面、反光程度、表面纹理等）对检测结果的精度影响很大，不同材质和表面特征的零件须要使用不同种类和不同结构的光源、打光的角度和方向也不同，光源的通用性能很差；目前为止，单目视觉只有可以使用背光投影方式检测的零件尺寸参数具有实用价值。双目视觉精度不高，只能应用在精度要求不高的场合，而且精度严重依赖表面纹理， 表面纹理越复杂精度越高；另外环境光对单目视觉和双目视觉的检测结果影响很大；

结构光扫描受结构光分辨率的影响，目前对零件Z向高度的精度可以很高，但对水平X向和Y向的精度不高，并且同样受环境光的影响。

三坐标测量X、Y、Z三个方向的精度都可以做得很高，但效率很低，测量精度依赖X、Y、Z多轴运动平台、测头和算法的精度，因此对X、Y、Z多轴运动平台和测头精度要求很高，制造成本和难度都较高；使用三坐标进行连续轮廓扫描，需要使用连续轮廓扫描测头，连续轮廓扫描测头需要对测球的方位变化进行复杂的检测，并利用复杂的算法才能得到零件实际的轮廓，造价昂贵。

相机聚焦测量、激光干涉测量、激光飞行测量、光谱聚集测量、电磁感应测量、电蜗流测量等方式都存在可测量参数单一，检测效率低的问题。

本公司已申请的专利号为CN201911093480.X的技术方案，虽然实现了检测精度与运动平台精度无关的目的，但采用的是双目视觉的技术方案，受镜头景深和视野限制，仍然存在适应范围窄，精度不够高的缺陷。

发明内容

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是目前零件的自动化检测方法多种多样，但每种检测方法都有许多局限性，以至于检测一个零件须要多道检测工序，采用不同的检测仪器才能完成，另外高精度三坐标测量机核心部件依赖进口，价格高昂。

本发明的具体实施方案是：一种3D视觉扫描检测装置，包括一检测台，所述检测台上下贯穿开设有透视孔，检测台下方正对透视孔架设有投影光源，所述透视孔正上方检测台上表面设有透明平台，一标定标准块固定于透明平台上表面，所述检测台正上方架设与透明平台平行的投影屏，所述透明平台正上方与投影屏之间设置一放大镜组，所述投影屏上方至少架设一组用于获取投影屏投影内容的相机；

所述透明平台旁侧的检测台上设有旋转电机；

所述检测台上设置多轴运动平台，所述多轴运动平台的移动端固定有接触被测物件的测头模块；所述测头模块上安装有反馈侧头模块移动坐标的结构光模块，所述测头模块及结构光模块位于投影屏下方，结构光模块内置周向发射的激光束并投影至投影屏。

所述侧头模块包括相对于多轴运动平台固定的固定部件及相对于多轴运动平台移动的活动部件，所述活动部件设有接触被测物件的测球。

进一步的，所述固定部件包括壳体、环形底座、环形触发控制线路板、环形超程控制线路板、环形超程控制盖、测头上盖；

所述壳体的外壁固连在多轴运动平台移动端上；