三坐標(biāo)測量機(jī)是加工現(xiàn)場常用的高精度產(chǎn)品尺寸及形位公差檢測設(shè)備，其具有通用性強(qiáng)，精確可靠等優(yōu)點(diǎn)。本文面向一種特殊材料異型結(jié)構(gòu)零件內(nèi)曲面的表面粗糙度測量要求，提出一種基于高精度光譜共焦位移傳感技術(shù)的表面粗糙度在線測量的方法，利用工業(yè)現(xiàn)場常用的三坐標(biāo)測量機(jī)平臺(tái)執(zhí)行輪廓掃描，并記錄測量掃描位置實(shí)時(shí)空間橫坐標(biāo)，根據(jù)空間坐標(biāo)關(guān)系，將測量掃描區(qū)域的微觀高度信息和掃描采樣點(diǎn)組織映射為微觀輪廓，經(jīng)高斯濾波處理得到測量對(duì)象的表面粗糙度信息。光譜共焦位移傳感器具有高靈敏度和迅速響應(yīng)的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測量和監(jiān)測。小型光譜共焦檢測

在實(shí)踐中，光譜共焦位移傳感器可用于很多方面，如：利用獨(dú)特的光譜共焦測量原理，憑借一只探頭就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃等透明材料進(jìn)行精確的單向厚度測量。透明材料上表面及下表面都會(huì)形成不同波長反射光，通過計(jì)算可得出透明材料厚度。光譜共焦位移傳感器有效監(jiān)控藥劑盤以及鋁塑泡罩包裝的填充量。可以使傳感器完成對(duì)被測表面的精確掃描，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的分辨率。光譜共焦傳感器可以單向?qū)υ噭┢康谋诤襁M(jìn)行測量,而且對(duì)瓶壁沒有壓力。可通過設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向反射鏡實(shí)現(xiàn)孔壁的結(jié)構(gòu)檢測及凹槽深度的測盤。（創(chuàng)視智能已推出了90°側(cè)向出光版本探頭，可以直接進(jìn)行深孔和凹槽的測量）光譜共焦傳感器用于層和玻璃間隙測且，以確定單層玻璃之間的間隙厚度。小型光譜共焦檢測光譜共焦技術(shù)可以測量位移，利用返回光譜的峰值波長位置；

背景技術(shù):光學(xué)測量與成像技術(shù),通過光源、被測物體和探測器三點(diǎn)共，去除焦點(diǎn)以外的雜散光，得到比傳統(tǒng)寬場顯微鏡更高的橫向分辨率，同時(shí)由于引入圓孔探測具有了軸向深度層析能力，通過焦平面的上下平移從而得到物體的微觀三維空間結(jié)構(gòu)信息。這種三維成像能力使得共焦三維顯微成像技背景技術(shù):光學(xué)測量與成像技術(shù),通過光源、被測物體和探測器三點(diǎn)共，去除焦點(diǎn)以外的雜散光，得到比傳統(tǒng)寬場顯微鏡更高的橫向分辨率，同時(shí)由于引入圓孔探測具有了軸向深度層析能力，通過焦平面的上下平移從而得到物體的微觀三維空間結(jié)構(gòu)信息。這種三維成像能力使得共焦三維顯微成像技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、材料分析、工業(yè)探測及計(jì)量等各種不同的領(lǐng)域之中?，F(xiàn)有的光學(xué)測量術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、材料分析、工業(yè)探測及計(jì)量等各種不同的領(lǐng)域之中?，F(xiàn)有的光學(xué)測量與成像技術(shù)主要激光成像，其功耗大、成本高，而且精度較差,難以勝任復(fù)雜異形表面(如曲面、弧面、凸凹溝槽等)的高精度、穩(wěn)定檢測或者成像的光譜共焦成像技術(shù)比激光成像具有更高的精度，而且能夠降低功耗和成本但現(xiàn)有的光譜共焦檢測設(shè)備大都是靜態(tài)檢測,檢測效率低，而且難以勝任復(fù)雜異形表面。

三坐標(biāo)測量機(jī)是加工現(xiàn)場常用的高精度產(chǎn)品尺寸及形位公差檢測設(shè)備，具有通用性強(qiáng)，精確可靠等優(yōu)點(diǎn)。本文面向一種特殊材料異型結(jié)構(gòu)零件內(nèi)曲面的表面粗糙度測量要求，提出一種基于高精度光譜共焦位移傳感技術(shù)的表面粗糙度集成在線測量方法，利用工業(yè)現(xiàn)場常用的三坐標(biāo)測量機(jī)平臺(tái)執(zhí)行輪廓掃描，并記錄測量掃描位置實(shí)時(shí)空間橫坐標(biāo)，根據(jù)空間坐標(biāo)關(guān)系，將測量掃描區(qū)域的微觀高度信息和掃描采樣點(diǎn)組織映射為微觀輪廓，經(jīng)高斯濾波處理和評(píng)價(jià)從而得到測量對(duì)象的表面粗糙度信息。國內(nèi)外已經(jīng)有很多光譜共焦技術(shù)的研究成果發(fā)表；

為了滿足全天候觀察的需求,設(shè)計(jì)了波段范圍為可見光-短波紅外寬光譜共焦光學(xué)成像系統(tǒng)。根據(jù)寬光譜共焦原理以及光學(xué)被動(dòng)式無熱化原理，設(shè)計(jì)了一個(gè)波段范圍為0.4μm~2.5μm、焦距數(shù)為50 mm，F(xiàn)數(shù)為2.8的光學(xué)成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)在可見光波段在奈奎斯特頻率為30 lp/mm時(shí)傳函值高于0.7，紅外波段在奈奎斯特頻率為30 lp/mm時(shí)傳函值高于0.5，探測器選用為15μm×15μm、像元數(shù)為640 pixel×512 pixel碲鎘汞探測器。該寬光譜共焦型光學(xué)系統(tǒng)均采用普通玻璃材料以及易加工的球面透鏡,在溫度范圍-40℃~+60℃內(nèi)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)消熱差,實(shí)現(xiàn)了無需調(diào)焦即可滿足晝夜觀察的使用需求,可廣泛應(yīng)用于安防監(jiān)控、森林防火等領(lǐng)域。光譜共焦技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察和分析；小型光譜共焦檢測

光譜共焦技術(shù)是一種基于共焦顯微鏡原理的成像和分析技術(shù)；小型光譜共焦檢測

光譜共焦技術(shù)主要包括成像、位置確認(rèn)和檢測三個(gè)步驟。首先，使用顯微鏡對(duì)樣品進(jìn)行成像，并將圖像傳遞給計(jì)算機(jī)處理。然后通過算法對(duì)圖像進(jìn)行位置確認(rèn)，以確定樣品的空間位置。之后，通過對(duì)樣品的光譜信息分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)其成分的檢測。在點(diǎn)膠行業(yè)中，光譜共焦技術(shù)可以準(zhǔn)確地檢測點(diǎn)膠的位置和尺寸，確保點(diǎn)膠的質(zhì)量和精度。同時(shí)，通過對(duì)點(diǎn)膠的光譜分析，可以了解到點(diǎn)膠的成分和性質(zhì)，從而優(yōu)化點(diǎn)膠工藝。該技術(shù)在點(diǎn)膠行業(yè)中的應(yīng)用有以下幾個(gè)方面：提高點(diǎn)膠質(zhì)量，光譜共焦技術(shù)可以檢測點(diǎn)膠的位置和尺寸，避免漏點(diǎn)或點(diǎn)膠過多等問題。同時(shí)，由于其高精度的檢測能力，可以確保點(diǎn)膠的精確度和一致性。提高點(diǎn)膠效率，通過光譜共焦技術(shù)對(duì)點(diǎn)膠的檢測，可以減少后續(xù)處理的步驟和時(shí)間，從而提高生產(chǎn)效率。此外，該技術(shù)還可以避免因點(diǎn)膠不良而導(dǎo)致的返工和維修問題。優(yōu)化點(diǎn)膠工藝，通過對(duì)點(diǎn)膠的光譜分析，可以了解其成分和性質(zhì)，從而針對(duì)不同的材料和需求優(yōu)化點(diǎn)膠工藝。例如，根據(jù)點(diǎn)膠的光譜特征選擇合適的膠水類型、粘合劑強(qiáng)度以及固化溫度等參數(shù)。重新生成小型光譜共焦檢測