[发明专利]应用于FDM3D打印工件平整度检测的光测量装置和方法

权利要求书

1.应用于FDM 3D打印工件平整度检测的光测量装置，包括耐高温的外壳保护罩，其特征在于，所述外壳保护罩内设有线结构光系统，该线结构光系统包括线激光器和工业相机，外壳保护罩底面设有第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔内设有玻璃片，工业相机位于第二通孔正上方，线激光器发出的光线从第一通孔穿出投射到被测工件上。

2.根据权利要求1所述的应用于FDM 3D打印工件平整度检测的光测量装置，其特征在于，所述外壳保护罩内设有支撑板，线激光器装在该支撑板上。

3.根据权利要求2所述的应用于FDM 3D打印工件平整度检测的光测量装置，其特征在于，所述支撑板倾斜设置，线激光器沿着该支撑板倾斜安装，该线激光器发出的光线与水平方向成倾斜夹角射入第一通孔。

4.根据权利要求3所述的应用于FDM 3D打印工件平整度检测的光测量装置，其特征在于，所述线激光器朝向第二通孔的方向倾斜安装。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的应用于FDM 3D打印工件平整度检测的光测量装置，其特征在于，所述外壳保护罩底面导轨槽，外壳保护罩底面设有活动卡装在导轨槽上的滑动挡板。

6.根据权利要求5所述的应用于FDM 3D打印工件平整度检测的光测量装置，其特征在于，所述外壳保护罩的侧壁内设有冷却管，该冷却管与冷却源连接。

7.一种根据权利要求1所述的应用于FDM 3D打印工件平整度检测的光测量方法，包括以下步骤：

相机和线结构光系统进行标定；

线激光器发出激光线从投射到被测工件上形成激光条纹，工业相机拍摄获取激光条纹图像；

根据激光条纹图像，进行被测物体表面三维重构，并与理想模型做差，求出被测工件的打印误差参数，该打印误差参数包括误差位置和误差大小；

将打印误差参数发送给3D打印系统，3D打印系统根据打印误差参数进行自动修改，实现打印误差纠正。

8.根据权利要求7所述的应用于FDM 3D打印工件平整度检测的光测量方法，其特征在于，所述相机和线结构光系统的标定具体为：

世界坐标系通过外参矩阵转换到相机坐标系

=*=*

=*+*+*+t1；

=*+*+*+t2；

=*+*+*+t3；

其中[Xc,Yc,Zc]^T表示相机坐标，[Xw,Yw,Zw，1]^T表示被测工件所在的世界坐标，R表示旋转矩阵，T表示平移矩阵；

相机坐标系通过内参矩阵转换到图像像素坐标系：

X=；Y=；

矩阵形式为：

=*

其中f表示焦距， [x,y,1]^T表示归一化后的图像物理坐标。