光截面自動焊接中的焊縫計量技術-測量顯微鏡

光截面方式
光截面方式是尖端三角方式的擴展。用柱面透鏡或合適的棱鏡，
或應用高頻振動或旋轉鏡面的系統(tǒng)，一條線而不再是一點投影在被測
物體的表面。這條直線用CCD矩陣攝像機進行監(jiān)控。通過在CCD映像傳
感器上的影像，沿著映射的光線，工件的輪廓可以被判定。每一個測
量點的橫向偏移量，能通過從傳感器到測量物體表面相應點的距離，
可以計算出其數(shù)值。

如果投影線覆蓋了工件表面，工件外形三坐標測量是可能實現(xiàn)的
，就如自動焊接中的焊縫跟蹤一樣。對于一個外形輪廓的讀值時間是
0．1～1s的工件，工作距離、測量范圍和分辨率大致和尖端三角測量
傳感器相同。

條形投影
這個術語涵蓋了大量的相關技術，這些技術是光截面方法的擴充
，允許用面積方法獲得測量物體表面讀值。一個白色光源，例如鹵素
燈，照亮蔽光框(底片)，LCD(液晶顯示)或DMD(數(shù)字鏡面裝置)序列。
隨后，根據(jù)蔽光框的透明度，LCD單個像素的活化，或DMD序列，條形
圖案投影到測量物體上，并通過CCD攝像機獲得。由條形圖案的變形
可以計算出測量物體的外形。由于所觀測到的單值條紋的分配不容易
實現(xiàn)，尤其在具有高度階梯的物體上，所以一系列的條紋在一個固定
的物體上投影并讀值。

這些包括，例如，由每一個單值條紋投影形成的明或暗的單值系
列，從而形成大量的等距條紋(明的代碼，例如，灰色代碼)。用這種
方法，一個像素可以等同于被某一條紋照亮的灰色刻度尺成像的所有
像素。就像用截面照亮的方法一樣，可得出每一條紋的橫向偏移量。
通過這些技術，測量范圍可實現(xiàn)分辨率低于1％，測量和讀值時間分
別在秒和分范圍內(nèi)。

通過投影一系列相同周期的正弦級數(shù)曲線的條紋圖案，使相位角
強度逐漸變化的方法(周相移動的方式)，可以實現(xiàn)一個更加精密的測
量。然后，判定每一個探測點的相位，并通過它來探測強度和測量高
度值。因為相位只能以循環(huán)的方式探測到，測量值的后處理需要消除
間斷值(相位展開)。另外，如果投影一個灰色代碼序列或帶有另一個
周期的正弦曲線條紋圖案，相位的單值探測是可能實現(xiàn)的。

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