[发明专利]基于光栅辨别的曲面拼接区表面形貌特征检测方法及装置

说明书

本发明公开了基于光栅辨别的曲面拼接区表面形貌特征检测方法及装置，包括外壳和设置在外壳底端的投影光源，其特征在于：所述外壳的顶端固定连接基座，所述基座的顶端嵌接有测头柄，所述基座的底端固定连接有透镜，所述外壳的内部通过螺钉孔固定连接有光栅检测装置。该种发明设计合理，能够实现曲面拼接区的表面形貌的检测，通过可拆卸的外壳可将待检测工件放入分光镜；通过在外壳内部的光栅检测装置以及嵌的无线信号发生装置和光线传感器利用小波变换理论可以对光栅所检测的图像进行图像变换为电信号传递给计算机；通过计算机可利用光斑深浅对表面形貌的幅值情况进行分析；通过小波方法可对光栅所采集的图像进行处理，对高低频情况进行分析。

技术领域

本发明涉及光学领域和数控加工在机测量技术领域，特别涉及基于光栅辨别的曲面拼接区表面形貌特征检测方法及装置。

背景技术

现有技术，对具有非回转与非对称特征的未知拼接曲面的精确测量与评定具有较大难度，对于加工后拼接曲面的面型测量，大部分采用蓝光数码三维扫描仪或三坐标测量机以及其他接触式测量仪对其进行测量，前两种测量方法虽然精确，但是，由于需要把已加工零件从加工机床上移除到测量仪器上，这种工件移动再装卡的过程不仅会产生定位误差，还会延长测量周期，使得测量过程变得繁琐，接触式的测量方法不但对工件材料和工件陡峭程度有要求，而且还需要对测量值进行相应的误差补偿与测头补偿。

随着航空航天、造船、汽车及模具产业的飞速发展，拼接曲面的应用变得越来越广泛，同时，对高效率、高精度的测量及评定的要求也越来越高，因此，曲面光滑(粗糙)程度的测量与评定就有着重要的意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供基于光栅辨别的曲面拼接区表面形貌特征检测方法及装置，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

基于光栅辨别的曲面拼接区表面形貌特征检测方法及装置，包括外壳和设置在外壳底端的投影光源，所述外壳的顶端固定连接基座，所述基座的顶端嵌接有测头柄，所述基座的底端固定连接有透镜，所述外壳的内部通过螺钉孔固定连接有光栅检测装置；

所述光栅检测装置的两侧分别嵌接有无线信号发生装置和光线传感器，所述光栅检测装置的表面中部自上而下贯穿设置有凹槽，所述光栅检测装置的中部开有空腔，所述光栅检测装置的底端转动连接有旋转轴，所述旋转轴的一端固定连接有卡座，所述卡座的内部嵌接有大量等宽等间距的平行狭缝构成的分光镜，所述光线传感器的底端固定连接有小波发生器，所述光栅检测装置的顶端设置有调节旋钮，所述外壳的外表面一侧开有开口；

所述光栅检测装置包括固定支架、检测机构、信号收集装置和调节机构；

固定支架包括小波发生器、螺钉孔；检测机构包括分光镜、凹槽和空腔；信号收集装置包括无线信号发生装置和光线传感器；调节机构包括调节旋钮和旋转轴。

进一步地，所述光栅检测装置集成在可拆卸的刀夹上，无线信号发生装置用于将信号进行收集然后无线传输到计算机。

进一步地，所述分光镜下方放置有待测的曲面拼接工件，工件放置在机床上，便于透光性。

进一步地，所述旋转轴用于调节分光镜的角度。

进一步地，所述外壳为球形结构，所述外壳的材质为金属，且外壳的内壁为粗糙面。

进一步地，所述投影光源为环形LED灯源。

进一步地，所述分光镜通过旋转轴为可拆卸结构。

基于光栅辨别的曲面拼接区表面形貌特征检测方法及装置，包括以下步骤：

S1:基于光栅投影法的检测方法