鏡框凹槽測量輪廓傾斜校正研究

摘 要： 針對非接觸式鏡框凹槽輪廓掃描過程中傾斜測量導(dǎo)致的輪廓畸變問題，提出一種凹槽輪廓特征邊提取計算傾斜角的兩步傾斜校正方法。該方法首先通過計算輪廓離散點的近似曲率，根據(jù)間斷點處曲率曲線波形特點提取輪廓的分段點，確定凹槽斜邊特征邊的取點區(qū)間，對區(qū)間范圍內(nèi)的輪廓點進(jìn)行最小二乘法直線擬合求解傾斜角度完成第一次傾斜校正。然后，以第一次校正后凹槽輪廓的凹槽倒角邊作為特征邊進(jìn)行第二次特征邊提取與傾斜角度計算，旋轉(zhuǎn)調(diào)整輪廓最終實現(xiàn)輪廓的第二次傾斜校正。實驗結(jié)果表明，該校正方法對啞光材質(zhì)的鏡框凹槽有顯著的校正效果，校正后凹槽輪廓形狀參數(shù)誤差均在±1°與±0.1 mm 的允許誤差范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞： 鏡框凹槽; 輪廓傾斜校正; 輪廓分段; 最小二乘法

中圖分類號： TB92 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號： 1674–5124（2025）03–0022–08

0 引 言

鏡框三維輪廓掃描是配鏡過程中的一個重要環(huán)節(jié)，其中鏡框凹槽部分對于鏡片與鏡框的固位契合作用意義重大，不對應(yīng)的匹配關(guān)系會導(dǎo)致鏡片松動或?qū)︾R片產(chǎn)生應(yīng)力影響[1]。因此，在鏡框三維輪廓掃描過程中，有必要追蹤眼鏡框架的凹槽部分，以獲得良好的配鏡效果[2]。目前，基于激光測距原理的非接觸式測量方法，因具有無損傷、高精度和高速的優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于尺寸測量領(lǐng)域中。采用線激光位移傳感器配合移動機(jī)構(gòu)便可以獲取鏡框凹槽的輪廓數(shù)據(jù)[3-4]，但由于眼鏡鏡框結(jié)構(gòu)緊湊的特點，在通過線激光對鏡框內(nèi)側(cè)凹槽進(jìn)行投影測量時，傳感器通常不能伸入鏡框內(nèi)部。為避免激光投射時整體鏡框?qū)Π疾蹨y量部分的遮擋，傳感器僅能從鏡框外部對所需測量鏡框內(nèi)側(cè)凹槽部分進(jìn)行盡可能地垂直投射測量，不可避免地造成所獲得鏡框內(nèi)側(cè)凹槽輪廓由于傾斜測量而產(chǎn)生輪廓畸變。因此校正由傳感器在一定傾角掃描得到的鏡框內(nèi)側(cè)凹槽輪廓具有重要意義。