0 引言

    現(xiàn)如今檢測(cè)技術(shù)朝著精密、高效的方向不斷提升，眼鏡的生產(chǎn)和加工也向著高精度、自動(dòng)化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的方法需要定制相應(yīng)的模板，工序復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)，而且精度不高^[1]，不滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。目前國(guó)內(nèi)外普遍使用鏡片自動(dòng)磨邊機(jī)，它是一種根據(jù)輪廓掃描儀所提供的輪廓數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)加工鏡片的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)鏡架凹槽或鏡片輪廓參數(shù)的獲取并傳給數(shù)控磨邊機(jī)從而實(shí)現(xiàn)加工全自動(dòng)。測(cè)量輪廓的方式主要分為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量。接觸式測(cè)量利用掃描探針與被測(cè)物體接觸，使掃描探針或被測(cè)物體旋轉(zhuǎn)一周，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行離散的空間點(diǎn)位置的獲取，通過一定的數(shù)學(xué)計(jì)算，完成對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的分析擬合，最終還原出被測(cè)物體的輪廓；非接觸測(cè)量有超聲波法以及基于視覺技術(shù)的激光三角法、結(jié)構(gòu)光法等^[2-4]，但利用光學(xué)的測(cè)量方式不適用于鏡架凹槽。本文所研究的接觸式探針掃描儀利用低壓力接觸式探針掃描鏡架內(nèi)凹槽或鏡片邊緣輪廓，其掃描原理就是利用檢測(cè)探針接觸被測(cè)物體一周的過程中得到旋轉(zhuǎn)編碼器返回的長(zhǎng)度序列以及旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度來確定輪廓的坐標(biāo)信息，編碼器記錄的長(zhǎng)度是檢測(cè)探針升起位置到被測(cè)物體輪廓邊緣點(diǎn)的距離。實(shí)際工程中，由于儀器零部件的安裝不精準(zhǔn)，檢測(cè)探針的零點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)中心往往不重合，所以需要對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理才能得到準(zhǔn)確的曲線輪廓^[5]。對(duì)于此類系統(tǒng)誤差問題，一般做法是對(duì)誤差來源進(jìn)行分析后，需要建立誤差的精準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型，提出系統(tǒng)誤差補(bǔ)償或抑制方法^[6-9]。為了解決本文研究的問題，參考文獻(xiàn)[10]提出的方法是對(duì)誤差進(jìn)行了精確建模，建立系統(tǒng)的誤差數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用最小二乘法的基本原理求解最佳參數(shù)^[10-12]，但這種方法運(yùn)算量較大，難以實(shí)現(xiàn)在線標(biāo)定^[13]。本文提出一種利用尺寸已知的正方形標(biāo)定板，通過測(cè)量標(biāo)定板得到的數(shù)據(jù)來獲取到系統(tǒng)參數(shù)，從而對(duì)被測(cè)物體的輪廓坐標(biāo)進(jìn)行在線標(biāo)定。并通過Qt Creator軟件編程模擬仿真了測(cè)量過程驗(yàn)證了算法的準(zhǔn)確性。

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作者信息：

高  彤1，陳  鴻1，張  亮2，王晉祺3

(1.中北大學(xué) 電子測(cè)試技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 儀器科學(xué)與動(dòng)態(tài)測(cè)試教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原030051；

2.太原科技大學(xué) 交通與物流學(xué)院，山西 太原030051；3.上海無線電設(shè)備研究所，上海201109)