[实用新型]一种用于测量瓶坯壁厚的光学采集系统

说明书

本实用新型公开了一种用于测量瓶坯壁厚的光学采集系统，包括有第一成像系统、第二成像系统和旋转固定座，第一成像系统和第二成像系统在同一平面设置成相垂直，瓶坯直立设置于旋转固定座上，并位于第一成像系统与第二成像系统的镜头及光源光线的交叉点位置，并且该交叉点与瓶坯的理论轴心重合。本实用新型通过两组成像系统的相互配合，同时将瓶坯设置为可水平旋转结构，并置于两组成像系统的光线交叉位置，形成空间直角坐标系统，通过光线在瓶坯侧壁的反射、透射和折射过程，由成像系统分别采集相应的光学图像，只需将瓶坯进行旋转即可实现对瓶坯壁厚的测量，实现结构简单，操作过程方便，不会引入人为操作误差，因而测量精度更高。

技术领域

本实用新型涉及光学采集测量系统技术领域，具体涉及一种用于测量瓶坯壁厚的光学采集系统。

背景技术

PET瓶坯是典型的注塑加工产品，其生产加工过程中的质量控制需要对各个瓶坯特定位置的壁厚(内外径之差)进行追踪管理。由于PET产品成型过程中具有收缩性，所以该类产品的外壁不呈现出理想的圆柱外形，而是连续变化曲率的近似椭圆形。现有的壁厚测量方法通常采用机械接触打点式测量，这种测量方式的效率低，并且测量过程操作比较繁琐，测量时容易产生人为误差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种实现结构简单、测量操作方便、能精确地采集瓶坯壁厚的光学采集系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种用于测量瓶坯壁厚的光学采集系统，其特征在于：包括有第一成像系统、第二成像系统和用于安放瓶坯的旋转固定座，第一成像系统和第二成像系统在同一平面设置成相垂直的结构，并且两者均自带有光源、相机和成像镜头；瓶坯直立设置于旋转固定座上，并位于第一成像系统与第二成像系统的镜头及光源光线的交叉点位置，并且该交叉点与瓶坯的理论轴心重合，以使第一成像系统及第二成像系统的光线均与瓶坯的中心轴垂直，使成像系统的光线可基本垂直照射瓶坯表面。

进一步地，将瓶坯、第一成像系统及第二成像系统按空间直角坐标系设置，其中第一成像系统沿X轴方向设置，第二成像系统沿Y轴方向设置，瓶坯沿Z轴方向设置，第一成像系统和第二成像系统处于同一水平面。

进一步地，所述第一成像系统与第二成像系统具有相同的结构，两者的镜头均为远心成像镜头，两者的光源均为同轴光源；远心成像镜头靠近瓶坯，相机远离瓶坯，在远心成像镜头与相机之间设置有倾斜的半反半透镜，同轴光源从下方照射半反半透镜，通过半反半透镜将光线反射至瓶坯。

作为较佳方案，所述旋转机构包括有一电机和一旋转固定座，电机固定在旋转固定座上，瓶坯以直立方式与电机连接成可旋转的结构。

所述旋转固定座上设置有一直立的卡坯头，卡坯头通过联轴器与电机的传动轴(穿过旋转固定座)连接，瓶坯的底部直立固定在该卡坯头上形成可同步旋转结构。通过旋转瓶坯，分次采集光线图像，旋转一周便可以实现内外壁光线传播状态的拍摄。

工作时，其中一组成像系统的同轴光源发出的平行光线照在瓶坯外壁表面，此时根据几何光学传播原理，光线分为一部分反射，一部分透射。反射光中，传播方向与另一组成像系统光轴平行的反射光会被其相机摄取形成第一亮线；透射光继续传播过程中在瓶坯内壁形成全反射，接着又传播到外壁形成折射光，该折射光中传播方向与另一组成像系统光轴平行的折射光会被其相机摄取形成第二亮线；同理另一组成像系统的同轴光源同样可以产生上述现象。因此，每组相机均采集到瓶坯外壁反射形成的第一亮线和内壁全反射形成的第二亮线。而且第一亮线、第二亮线和光轴交点构成正交坐标系，其位置坐标唯一确定。

本实用新型通过两组成像系统的相互配合，同时将瓶坯设置为可水平旋转结构，并置于两组成像系统的光线交叉位置，形成空间直角坐标系统，通过光线在瓶坯侧壁的反射、透射和折射过程，由成像系统分别采集相应的光学图像，只需将瓶坯进行旋转即可实现对瓶坯壁厚的测量，不仅整个系统的实现结构简单，而且操作过程方便，不会引入人为操作误差，因而测量精度更高。