专利名称：基于激光测距的零件高度的测量方法
技术领域：
本发明涉及一种高度测量方法，尤其涉及一种基于激光测距技术实现的多零件产品高度测量方法。
背景技术：
激光测距技术是指以激光器作为光源进行测距的技术。它的基本原理是利用激光测距仪发射出的激光经被测量物体反射后又被测距仪接收所需的往返时间来实现被测物体的距离测量，其测距公式为D = O. 5c X t，式中，D是测量距离，c是光速，t是测距信号往返时间。激光测距不仅作为一种测量距离的技术得到了广泛应用，也作为一种检测手段在工业检测技术中得到了推广。例如，利用激光测距原理测量产品的高度或者产品相对两表面之间的厚度，检验产品尺寸是否符合生产规格。利用激光测距原理测量物体的高度或厚度时，只需要分别测量激光测距仪到物体两个表面的距离，然后计算两个表面到激光测距仪的距离差即可得出物体的高度或厚度测量结果。在实际生产中，利用激光测距技术判断产品尺寸是否符合规格时，可以测量单一高度产品的高度，也可以测量具有不同高度零件的多零件产品的高度。在现有技术中，当一件待测产品具有多个待测零件，通常会在各个零件表面选取待测点进行测量。如图1所示，对于选取待测点的多个零件高度的测量，一般会采用停顿测量方式进行测量。即，激光测量仪走到一个待测点时，停下测量；当一个待测点测量结束时，再移动到下一个待测点进行测量，如图1所示各点即为停顿测量点10。这种测量方式不仅容易造成误判、漏检，而且在待测点的确定以及测量仪起停过程浪费大量的时间，如待测点数目较多或者对大批量产品进行测量时，则比较费时、费力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于激光测距的零件高度的测量方法。该方法在测量过程中无需判断待测点位置，不需要停顿逐点测量；在测量结束后，以资料处理的方式找出测量结果。为达成上述目的，本发明所提供的一种基于激光测距的零件高度的测量方法，包括如下步骤(I)激光测距仪匀速沿测量轨迹逐点测量各待测点到该激光测距仪的距离；(2)在步骤(I)进行的同时，激光测距仪将测量轨迹上各待测点的测量结果连同测量时间一并传送至存储单元，该测量时间为该激光测距仪位移至待测点的时间；(3)当激光测距仪结束测量时，存储单元将接收到的资料发送至分析单元；(4)分析单元根据存储单元发送的资料，并结合测量轨迹和各待测点位置，计算出各待测点的高度基准值并对外输出。其中优选地，所述待测点包括用于计算零件高度基准值的参考点。
其中优选地，所述待测点的高度基准值通过所述待测点与所述参考点到所述激光测距仪的距离差确定。其中优选地，所述测量轨迹为包括各待测点的任意形状。如上所述，本发明省去了测量过程中各待测点位置的确定以及激光测距仪在各待测点的起停时间，节约了测量时间，因此尤其适用于大批量同规格产品的高度测量。在测量过程中，只需在测量之前对测量轨迹进行一次设定，直接将依据测量轨迹获得的测量结果图谱进行比对，即可得出产品是否合格的结果，无需准确计算每一单件产品中各零件的具体高度，大大提高了测量效率。
图1为现有技术中，测量待检测零件高度时出现的停顿测量点示意图；图2为本发明所述测量方法的实施流程图；图3为本发明的一个实施例中待检测高度的零件产品示意图；图4为本发明的一个实施例中各零件产品的测量顺序示意图；图5为本发明的一个实施例中所获得的测量结果的示意图。
具体实施例方式为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成的目的及功效，以下兹例举实施例并配合图式详予说明。如图2所示，本发明所提供的零件高度的测量方法基于激光测距技术，包括如下的操作步骤步骤SlO :激光测距仪匀速沿测量轨迹30逐点测量各待测点20到激光测距仪的
距离；步骤S20 :在步骤SlO进行的同时，激光测距仪将测量轨迹30上各待测点20的测量结果连同测量时间一并传送至存储单元，予以存储，该测量时间为该激光测距仪位移至待测点20的时间；步骤S30 :当激光测距仪结束测量时，存储单元将接收到的资料统一发送至分析单元；步骤S40 :分析单元根据存储单元发送的资料，并结合测量轨迹30和各待测点20位置，计算出各待测点20的高度基准值并对外输出。这里的存储单元可以是硬碟、非易失性记忆体等，分析单元可以是单片机或者微处理器等。它们可以利用激光测距仪的控制系统中已有的元件实现，在此就不详细说明了。下面结合图3至图5所示的具体实施例对本测量方法的具体应用进行说明。在该实施例中，需要测量的是一种充电器适配器中的电路板以及固定于该电路板上的7个零件。其中，这7个零件具有不同的高度。在该充电器适配器装配外壳之前，需要对各零件高度进行测量，以确定产品尺寸是否合格，是否可以将其装入适配器外壳，进而完成产品装配。工厂中一般通过自动检测站对其进行大批量自动检测。首先，分别在该充电器适配器的7个零件上表面取一点作为待测点20，同时，在电路板同一侧表面取待测点2，待测点2作为计算零件高度基准值的参考点一并计入待测点20。具体取点情况如图3所示，其中待测点1、待测点3、待测点4、待测点5、待测点6、待测点7和待测点8分别取自零件上表面，待测点2取自电路板上表面。根据8个待测点20的位置，设计激光测量仪的测量轨迹30。该测量轨迹30必须包括所有待测点20，其形状可根据所有待测点20的位置进行调整。根据图3所示的8个待测点20的位置，设计测量轨迹30为包含三条线段和两个拐弯部的曲线，具体形状如图4所
/Jn ο在测量开始之前，将测量轨迹30输入激光测距仪的控制系统，激光测距仪在充电器适配器上方垂直于电路板上表面的位置放置。在测量过程中，激光测距仪可沿着测量轨迹30在平行于电路板表面的平面内匀速移动；当移动到测量轨迹30终点时，测量过程结束。在移动测量的同时，激光测距仪将接收到的测量结果和测量时间传送到存储单元进行存储，该测量时间指激光测距仪位移至测量轨迹30上各点的时间。在测量过程结束后，存储单元将所接收的资料一并传递到分析单元。分析单元根据存储单元发送的资料，并结合测量轨迹30和测量轨迹30上各待测点20的位置，对资料进行分析计算得出各待测点20所代表的零件的高度基准值，并对外输出。以测量轨迹30起始点到激光测距仪的距离值DO为参考零点，以激光测距仪的位移时间为横坐标，以测量轨迹30上各点和起始点到激光测距仪的距离差(DO-DX)为纵坐标，作测量结果的示意图。因激光测距仪匀速移动，激光测距仪的位移时间对应于测量轨迹30上各点的位置。结果如图5所示，测量轨迹30上各点到激光测距仪的相对距离随激光测距仪的位移时间发生变化，获得的图形呈现出与图4所示测量轨迹30上零件外形相似的起伏轮廓。结合图3中各待测点20的位置和图4的测量轨迹30，可知8个待测点20与测量轨迹30参考零点的相对距离值依次为图5曲线中标注的8个峰值。其中，D2为电路板到激光测距仪的相对距离。以D2为计算零件高度基准值的参考点，7个零件的高度基准值分别依次为D1-D2、D3-D2、D4-D2、D5-D2、D6-D2、D7-D2、D8-D2。综上所述，本测量方法按照预先设定的测量轨迹30对产品表面到激光测距仪的距离进行逐点测量，在测量过程中不必判断待测点20的位置，无需停顿；直到测量结束后，再以资料处理的方式找出量测点的测量值，进而计算产品各零件的高度。该方法省去了测量过程中各待测点20位置的确定以及激光测距仪在各待测点20的起停时间，节约了大量的测量时间。尤其是对待测点20较多或者产品批量检测时，尤为实用。当大批量测量相同规格的产品零件高度时，只需设计一次测量轨迹30，可重复使用。并且优选地，可直接输出图5所示的曲线图作为结果，比对曲线图形轮廓是否吻合，SP可直接得出测量产品是否合格的结论，而不需计算每一零件高度的具体数值，处理速度较快。以上述实施例中具有7个零件、8个待测点20的充电器适配器为例。采用如图1所示的停顿测量法测量零件高度时，整个测量过程激光测距仪需进行8次起停操作，测量一个充电器适配器约需9s。而采用本发明所提供的测量方法可将测量时间缩短到3. 7s，大大提高了测量效率。此外，当需检测的产品结构为多元件产品时，也可使用该方法进行高度测量。此时，分别在各元件的表面选取待测点20,并参照产品设计选取计算高度参考点为待测点20。结合所有待测点20的位置，设计最短、最有效的线路为激光测距仪的测量轨迹30。使激光测距仪在产品一侧垂直于待测面设置，并使激光测距仪在平行于参考平面的面内沿着测量轨迹30匀速移动测量。其余步骤同上述实施例中的步骤，即可获得测量结果。
权利要求
1.一种基于激光测距的零件高度的测量方法，其特征在于包括如下步骤 (1)激光测距仪匀速沿测量轨迹逐点测量各待测点到该激光测距仪的距离； (2)在步骤(I)进行的同时，激光测距仪将测量轨迹上各待测点的测量结果连同测量时间一并传送至存储单元，该测量时间为该激光测距仪位移至待测点的时间； (3)当该激光测距仪结束测量时，该存储单元将接收到的资料发送至分析单元； (4)该分析单元根据存储单元发送的资料，并结合测量轨�：透鞔獾阄恢茫扑愠龈鞔獾愕母叨然贾挡⒍酝馐涑�。
2.如权利要求1所述的基于激光测距的零件高度的测量方法，其特征在于所述待测点包括用于计算零件高度基准值的参考点。
3.如权利要求2所述的基于激光测距的零件高度的测量方法，其特征在于所述待测点的高度基准值通过所述待测点与所述参考点到所述激光测距仪的距离差确定。
4.如权利要求1所述的基于激光测距的零件高度的测量方法，其特征在于所述测量轨迹为包括各待测点的任意形状。
全文摘要
本发明公开了一种基于激光测距的零件高度的测量方法，包括如下步骤(1)激光测距仪匀速沿测量轨迹逐点测量各待测点到该激光测距仪的距离；(2)在步骤(1)进行的同时，激光测距仪将测量轨迹上各待测点的测量结果连同测量时间一并传送至存储单元，该测量时间为该激光测距仪位移至待测点的时间；(3)当激光测距仪结束测量时，存储单元将接收到的资料发送至分析单元；(4)分析单元根据存储单元发送的资料，并结合测量轨�：透鞔獾阄恢茫扑愠龈鞔獾愕母叨然贾挡⒍酝馐涑�。本发明省去了测量过程中各待测点位置的确定以及激光测距仪在各待测点的起停时间，节约了测量时间，因此尤其适用于大批量同规格产品的高度测量。
文档编号G01B11/02GK103063141SQ20111034090
公开日2013年4月24日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者王瀚威, 申再生 申请人:东莞富强电子有限公司, 正崴精密工业股份有限公司
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