一种工件表面粗糙度非接触检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种工件表面粗糙度非接触检测装置，包括激光器模块、图像采集及传输模块、图像处理及控制模块和显示模块；图像采集及传输模块包括CCD相机和FPGA处理器系统，FPGA处理器系统包括FIFO存储模块、FPGA控制模块和CameraLink接口匹配模块；图像处理及控制模块包括DSP处理器系统和SDRAM存储器，DSP处理器系统包括EMIFA接口模块、SDRAM控制模块、图像处理模块和DSP控制模块。图像采集及传输模块用于采集和传输散斑图像，图像处理及控制模块处理图像数据，完成表面粗糙度的检测并且控制显示模块显示检测结果。本实用新型提高了工件表面粗糙度检测的效率和精度，结构简单并实用。
【专利说明】一种工件表面粗糙度非接触检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种表面粗糙度检测装置，特别是一种工件表面粗糙度非接触检测装置。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的进步和社会的发展，人们对于机械产品表面质量的要求越来越高。在工业生产中，准确完整的测量表面粗糙度是保证产品质量的重要条件，表面粗糙度对机械工件的使用性能和寿命有很大的影响。目前，现有的粗糙度的检测的传统装置有接触式装置，该接触式装置有稳定、可靠的优点，但接触式测量存在很大的缺陷，具体表现在:①对高精度表面及软质金属表面有划伤破坏作用受触针尖端圆弧半径的限制，其测量精度有限；③因触针磨损及测量速度的限制，无法实现在线实时测量。运用光学原理的光切显微镜和干涉显微镜采用的是非接触式检测，对工件表面不产生划伤，多用于检测高精度等级的表面轮廓，但一般局限于微观不平度十点高度Rz和轮廓最大高度Ry参数，并且对工件的尺寸外形有一定要求。

【发明内容】

[0003]本实用新型所要解决的技术问题是为了克服现有技术的不足而提供一种表面粗糙度非接触检测装置，它可非接触就可以检测粗糙度、检测速度快、精度高，结构简单并且实用。
[0004]本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案:
[0005]根据本实用新型提出的一种工件表面粗糙度非接触检测装置，包括激光器模块、图像采集及传输模块、图像处理及控制模块和显示模块；其中图像处理及控制模块包括DSP处理器系统和SDRAM存储器，DSP处理器系统包括EMIFA接口模块、SDRAM控制模块、图像处理模块和DSP控制模块；激光器模块设置在可照射到工件表面的位置，显示模块位于便于让观察者观察到的地方；激光器模块与图像采集及传输模块连接，图像采集及传输模块、EMIFA接口模块、SDRAM存储器、SDRAM控制模块、图像处理模块、DSP控制模块依次顺序连接；SDRAM存储器与图像处理模块连接，图像采集及传输模块、SDRAM控制模块、显示模块分别与DSP控制模块连接。
[0006]作为本实用新型的一种工件表面粗糙度非接触检测装置的进一步优化的方案，所述图像采集及传输模块包括CXD相机和FPGA处理器系统，其中FPGA处理器系统包括FIFO存储器模块、FPGA控制模块和Camera Link接口匹配模块；所述CO)相机、Camera Link接口匹配模块、FIFO存储器模块、FPGA控制模块依次顺序连接，FPGA控制模块与Camera Link接口匹配模块、DSP控制模块分别连接；其中CCD相机设置在能够接收到工件表面反射出的光的位置。
[0007]作为本实用新型的一种工件表面粗糙度非接触检测装置的进一步优化的方案，所述(XD相机镜头前方还设置有成像透镜。[0008]作为本实用新型的一种工件表面粗糙度非接触检测装置的进一步优化的方案，所述CCD相机采用型号为Grasshopper2 GS2-Ge_50S5M的CCD相机。
[0009]作为本实用新型的一种工件表面粗糙度非接触检测装置的进一步优化的方案，所述激光器模块包括激光器、扩束镜和准直镜；其中扩束镜、准直镜依次设置在激光器发射端口的光的路径上。
[0010]作为本实用新型的一种工件表面粗糙度非接触检测装置的进一步优化的方案，所述激光器的功率小于5mw。
[0011]作为本实用新型的一种工件表面粗糙度非接触检测装置的进一步优化的方案，所述显示模块为液晶显示器。
[0012]本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下技术效果:本实用新型装置可实现不需要接触工件表面就可以检测工件表面的粗糙度，结构简单并且实用，该装置提高了工件表面粗糙度检测的效率和精度。
【专利附图】

【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的结构模块连接示意图。
[0014]附图标记:1_激光器，2-扩束镜，3-准直镜，4-工件表面，5-成像透镜，6-C⑶相机。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明:
[0016]如图1所示的本实用新型的一种工件表面粗糙度非接触检测装置，包括激光器模块、图像采集及传输模块、图像处理及控制模块和显示模块；其中图像处理及控制模块包括DSP处理器系统和SDRAM存储器，DSP处理器系统包括EMIFA接口模块、SDRAM控制模块、图像处理模块和DSP控制模块；激光器模块设置在可照射到工件表面的位置，显示模块位于便于让观察者观察到的地方；激光器模块与图像采集及传输模块连接，图像采集及传输模块、EMIFA接口模块、SDRAM存储器、SDRAM控制模块、图像处理模块、DSP控制模块依次顺序连接；SDRAM存储器与图像处理模块连接，图像采集及传输模块、SDRAM控制模块、显示模块分别与DSP控制模块连接。
[0017]图像采集及传输模块包括CXD相机6和FPGA处理器系统，其中FPGA处理器系统包括FIFO存储器模块、FPGA控制模块和Camera Link接口匹配模块；所述CXD相机6、Camera Link接口匹配模块、FIFO存储器模块、FPGA控制模块依次顺序连接，FPGA控制模块与Camera Link接口匹配模块、DSP控制模块分别连接；其中CXD相机6设置在能够接收到工件表面4反射出的光的位置。CXD相机6镜头前方还设置有成像透镜5，CXD相机6采用型号为Grasshopper2 GS2-Ge_50S5M的CCD相机。显示模块为液晶显示器。
[0018]激光器模块包括激光器1、扩束镜2和准直镜3 ;扩束镜2、准直镜3依次设置在激光器I发射端口的光的路径上。激光器I的功率小于5mw。激光器I发出光线经过扩束镜
2、准直镜3照射到待检测的工件表面4，工件表面4反射的光经过成像透镜5照射在CXD相机6上，形成散斑图像，图像采集及传输模块采集散斑图像并将图像数据传输到图像处理及控制模块，FPGA处理器系统的FPGA控制模块通过I/O控制端口接收图像处理及控制模块中的DSP控制模块发送的允许采集信号，当接收到允许采集信号后FPGA控制模块向CCD相机6发送采集信号，控制CXD相机6采集散斑图像。CXD相机6通过Camera Link接口将图像数据传输到FPGA处理器系统，Camera Link接口为高速数据传输端口，能将CXD相机6的图像数据经过转换匹配后输入至FPGA处理器系统。FPGA处理器系统检测到CXD相机6的发送图像数据后，FPGA控制模块控制FIFO存储器存储图像数据，利用FIFO存储器实现对图像数据缓冲存储。FPGA处理器系统的FPGA控制模块控制FIFO存储器将CCD图像数据传输到图像处理及控制模块。EMIFA接口为DSP器件上的接口，用于和不同类型存储器的连接，本实用新型则是通过FPGA处理器系统中的FIFO存储器和EMIFA接口连接完成图像采集及传输模块和图像处理及控制模块间的数据传输通信。
[0019]图像处理及控制模块用于接收、存储和处理图像数据，完成表面粗糙度的检测和控制显示模块显示检测结果；图像处理及控制模块由DSP处理器系统和SDRAM存储器构成，通过EMIFA接口接收图像采集及传输模块的图像数据，通过I/O控制端口与图像采集及传输模块控制通信；DSP处理器的DSP控制模块接收由图像采集及传输模块的FPGA控制模块发送的请求信号，然后启动EMIFA接口并向SDRAM控制模块发送清理SDRAM存储器的存储空间信号，准备接收和存储图像数据。通过EMIFA接口接收图像采集及传输模块发送的图像数据，SDRAM控制模块控制SDRAM存储器存储数据，存储完毕后向SDRAM存储器控制模块反馈完毕信号。SDRAM控制模块接收到存储完毕信号后，向图像处理模块发送处理开始信号，图像处理模块处理SDRAM存储器中的图像数据，分析表面粗糙度的值，在本处理完毕后向DSP控制模块发送处理完毕反馈信号；DSP控制模块控制显示模块显示检测结果，并通过I/O控制端口发送允许采集信号到图像采集及传输模块。显示模块由液晶显示器构成，显示检测的表面粗糙度结果。需要说明的是，本实用新型的分析表面粗糙度的值是采用常规的分析方法来分析表面粗糙度的值，在本实施例当中不再述说本领域人员均熟知的此分析过程，这个分析方法本身不属于实用新型保护范围，本实用新型的各个模块都是现有的，各个模块实现的功能方式也是现有的，在现有技术中已经成熟，本实用新型保护的是模块的连接关系的组合，不涉及对于方法的改进，故仍属于实用新型的保护客体。
[0020]以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能为此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
【权利要求】
1.一种工件表面粗糙度非接触检测装置，其特征在于:包括激光器模块、图像采集及传输模块、图像处理及控制模块和显示模块；其中图像处理及控制模块包括DSP处理器系统和SDRAM存储器，DSP处理器系统包括EMIFA接口模块、SDRAM控制模块、图像处理模块和DSP控制模块；激光器模块设置在可照射到工件表面的位置，显示模块位于便于让观察者观察到的地方； 激光器模块与图像采集及传输模块连接，图像采集及传输模块、EMIFA接口模块、SDRAM存储器、SDRAM控制模块、图像处理模块、DSP控制模块依次顺序连接；SDRAM存储器与图像处理模块连接，图像采集及传输模块、SDRAM控制模块、显示模块分别与DSP控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种工件表面粗糙度非接触检测装置，其特征在于:所述图像采集及传输模块包括CXD相机和FPGA处理器系统，其中FPGA处理器系统包括FIFO存储器模块、FPGA控制模块和Camera Link接口匹配模块；所述CO)相机、Camera Link接口匹配模块、FIFO存储器模块、FPGA控制模块依次顺序连接，FPGA控制模块与Camera Link接口匹配模块、DSP控制模块分别连接；其中CCD相机设置在能够接收到工件表面反射出的光的位置。
3.根据权利要求2所述的一种工件表面粗糙度非接触检测装置，其特征在于:所述CCD相机镜头前方还设置有成像透镜。
4.根据权利要求2所述的一种工件表面粗糙度非接触检测装置，其特征在于:所述CCD相机采用型号为Grasshopper2 GS2-Ge_50S5M的CCD相机。
5.根据权利要求1所述的一种工件表面粗糙度非接触检测装置，其特征在于:所述激光器模块包括激光器、扩束镜和准直镜；其中扩束镜、准直镜依次设置在激光器发射端口的光的路径上。
6.根据权利要求5所述的一种工件表面粗糙度非接触检测装置，其特征在于:所述激光器的功率小于5mw。
7.根据权利要求1所述的一种工件表面粗糙度非接触检测装置，其特征在于:所述显示模块为液晶显示器。
【文档编号】G01B11/30GK203719638SQ201420004321
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月6日 优先权日:2014年1月6日
【发明者】陈苏婷, 张勇 申请人:南京信息工程大学