CN110645910A

CN110645910A - 一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测系统及方法

Info

Publication number: CN110645910A
Application number: CN201910824897.2A
Authority: CN
Inventors: 张瀚文; 任伟; 陈爱军; 马桂红; 马德智; 沈小燕; 侯清锋; 卢焕然; 赵兰
Original assignee: Beijing Institute of Control Engineering
Current assignee: Beijing Institute of Control Engineering
Priority date: 2019-09-02
Filing date: 2019-09-02
Publication date: 2020-01-03

Abstract

本发明为一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测系统及方法，该系统包括三维移动平台、三维移动平台数控模块、激光扫描传感器、激光扫描传感器数控模块、激光扫描传感器转动机构、电源模块、检测软件，属于三维扫描及数字化分析技术领域。本发明中采用数控三维移动平台，实现全程动态测量，取代了手工移动检测，提高了检测效率；采用气浮导轨，提高了移动精度；在Z轴气浮导轨上装配激光扫描传感器转动机构，可实现激光扫描传感器的偏转，对工件进行不同角度的扫描；选用蓝色线扫式激光扫描传感器，抗干扰能力强，测量精度高。

Description

一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测系统及方法

技术领域

本发明涉及一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测系统及方法，属于三维扫描及数字化分析技术领域。

背景技术

目前，航天系统的工件种类较多、结构复杂且批量小。若其形位参数全部依靠检验人员通过游标卡尺、千分尺等传统通用量具进行检测，一件中等复杂程度的工件，需要测量的尺寸在300～400个左右，诸如壁厚等尺寸要多个位置测量，熟练的操作人员需要(3～5)小时才能完成，需要配设很多检验员。目前，存在工件总量大，测试效率低、合格与否全靠人为判断，质量不可追溯，耗费大量人力物力且容易出错等问题，成为制约工件产品质量和进度的因素。

工件为高亮材料所制，因此，传统的照相测量方法并不适用，其采集的原始图像不够清晰，干扰多，无法准确测量形位参数；由于测量效率的制约，三坐标测量机接触式测量方法也不适用；另外，根据工件的公差，要求检测工件所用仪器设备精度优于±0.03mm，关节臂激光扫描测量、旋转台扫描测量法、3D扫描法等其他扫描法的误差均大于±0.05mm不满足要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有工件测量方法检测效率低、自动化水平低的问题，本发明提供了一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测系统及方法，提高检测效率和自动化水平。

本发明的技术方案是：一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测系统，该自动检测系统包括三维移动平台、三维移动平台数控模块、激光扫描传感器、激光扫描传感器数控模块以及检测软件；其中：

三维移动平台，包括X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨和位移平台，待测工件平放在位移平台上；X轴气浮导轨带动位移平台沿测量坐标系的X轴方向运动；Z轴气浮导轨末端安装激光扫描传感器，Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨带动激光扫描传感器相对位移平台沿测量坐标系Y轴和Z轴方向运动；

三维移动平台数控模块，根据预设的运动轨迹和速度，控制X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨在三维方向上的运动，并实时获取被测工件的位置信息发送给检测软件，被测工件每移动一段距离发送测量脉冲信号至激光扫描传感器数控模块；

激光扫描传感器数控模块，收到测量脉冲信号之后，产生采集驱动信号，发送至激光扫描传感器；

激光扫描传感器，在采集驱动信号的控制下，对被测工件进行扫描，得到被测工件上扫描点到传感头的距离信息，并发送至检测软件；

检测软件，用于设置三维移动平台的X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨的运动速度，设置激光扫描传感器测头的初始位置信息，生成X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨的运动轨迹；设置激光扫描传感器的角度信息，发送给激光扫描传感器数控模块；根据被测工件的位置信息以及被测工件上扫描点到传感头的距离信息，得到被测工件上扫描点的三维坐标点云数据，再对该三维坐标点云数据进行去噪、精简、拼合处理，根据被测工件的图纸文件，从处理之后的三维坐标点云数据中选取被测工件几何特征对应的点云数据，然后再生成几何特征的图像，测量该几何特征的尺寸，再将几何特征的测量尺寸与标准尺寸进行比对，得到工件几何特征的形位误差，根据形位误差结果判断被测工件合格性，生成检测报告，将检测报告保存并显示。

所述工件三维尺寸自动检测系统还包括激光扫描传感器转动机构；

激光扫描传感器转动机构一端与Z轴气浮导轨连接，另一端与激光扫描传感器相连，用于驱动激光扫描传感器在测量坐标系的Y轴和Z轴两个方向上摆动；

激光线扫描传感器数控模块，用于实现激光扫描传感器转动机构的运动控制，设置激光扫描传感器偏摆的角度和速度。

所述激光扫描传感器转动机构包括上立柱、伺服电机、下立柱；上立柱沿Z轴方向固定安装在Z轴气浮导轨的气浮块上，伺服电机主体安装在上立柱上，伺服电机的转轴平行于测量坐标系的X轴方向，伺服电机的转轴与下立柱之间为过盈配合，轴与上立柱相互之间不接触。激光线扫描传感器与下立柱的另一端固定连接，在伺服电机的驱动下下立柱转动一定偏转角度，即带动激光扫描传感器一起偏转，对工件进行不同角度的扫描。

所述激光扫描传感器为线扫描传感器。

所述激光扫描传感器为蓝色激光线扫描传感器。

所述X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨上分别安装了光栅尺，三维移动平台数控模块与光栅尺组成闭环反馈系统：光栅尺用于测量被测工件在三维方向上的位置信息，并将其反馈至三维移动平台数控模块；三维移动平台数控模块不断地将被测工件理论位置与光栅尺反馈回来的工件实测位置进行比较，通过PID参数的控制，随时调整X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨在三维方向上的运动。

所述的检测软件包括数据采集和处理模块、尺寸测量和误差识别模块、参数设置模块；

数据采集和处理模块，根据X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨的运动轨迹以及被测工件上扫描点到传感头的距离信息，得到被测工件上扫描点的三维坐标点云数据，再对被测工件上扫描点的三维坐标点云数据进行去噪、精简、拼合处理，并将处理之后的被测工件上扫描点的三维坐标点云数据发送给尺寸测量和误差识别模块；

尺寸测量和误差识别模块，根据被测工件的图纸文件，选取被测工件所要测量几何特征对应的点云数据，然后再生成几何特征的图像，测量该几何特征的尺寸，再将几何特征的测量尺寸与标准尺寸进行比对，得到工件几何特征的形位误差，根据误差结果判断被测工件合格性，生成检测报告，将检测报告保存并显示。

参数设置模块，设置三维移动平台的X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨的运动速度，设置激光扫描传感器测头的初始位置信息，生成X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨的运动轨迹，并发送给三维移动平台数控模块。设置激光扫描传感器的角度信息，发送给激光扫描传感器数控模块。

所述基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测系统还包括质量追溯模块，根据用户需要，查询相应检测样品历史检测数据；对检测样品历史检测数据进行统计分析。

本发明的另一个技术解决方案是：一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、开展对工件的扫描工作，得到被测工件正面、背面和侧面的多层三维坐标点云数据；

S2：扫描完毕后，对被测工件正面、背面和侧面的多层三维坐标点云数据，进行去噪、精简、拼合处理，最终合成到同一个坐标系下；

S3：根据被测工件的图纸文件，从处理之后的三维坐标点云数据中选取被测工件几何特征对应的点云数据，然后再生成几何特征的图像，测量该几何特征的尺寸。

S4：将几何特征的测量尺寸与标准尺寸进行比对，得到工件几何特征的形位误差，根据形位误差结果判断被测工件合格性，生成检测报告，将检测报告保存并显示。

所述步骤S1的具体步骤为：

S1.1、将被测工件的加工基面定义为被测工件的正面，并将作为初始待测面，将被测工件放置在移动平台上，所述待测面朝上，激光线扫描传感器垂直朝下；

S1.2、根据被测工件待测面的已知尺寸，设置三维移动平台的X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨运动速度和运动轨迹、激光线扫描传感器的在Z轴方向上的初始高度、激光线扫描传感器的角度，根据激光线扫描传感器和被测工件待测面的高度范围设置被测面扫描层数；

S1.3：将待检测的工件放置于位移平台上，被测工件相对于激光线扫描传感器沿X轴和Y轴交替进行往复的平稳匀速运动，激光线扫描传感器对被测工件待测面进行不间断的扫描，直至在扫描传感器测距范围内的被测工件待测面第一层扫描完毕，得到被测工件待测面第一层三维点云数据；

S1.4：根据被测工件待测面高度以及激光线扫描传感器的测距范围，控制扫描传感器在Z轴方向移动一定的距离，按照步骤二中的扫描方法扫描第二层，循环反复，直到得到被测工件待测面的多层三维点云数据；

S1.5：将被测工件翻转180°，反面作为待测面朝上，将被测工件放置在移动平台上，激光线扫描传感器垂直朝下，重复步骤S1.2、S1.3、S1.4，获取被测工件反面多层三维点云数据；

S1.6：控制激光线扫描传感器偏转一定角度，对工件侧面进行扫描，获取被测工件侧面多层三维点云数据。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)、本发明中采用数控三维移动平台，实现了被测工件相对于激光传感器在X轴方向上的移动，以及激光线扫描传感器在Y轴和Z轴方向上的移动，实现全程动态测量，取代了手工移动检测，提高了检测效率。

(2)、本发明三维移动平台，采用气浮导轨实现三维移动，实现了平移滑动具有无摩擦、无振动的优点，达到了移动精度高的效果，整套三维移动平台可将测量误差控制在±5μm以内。

(3)、本发明在Z轴气浮导轨上装配激光扫描传感器转动机构，可实现激光扫描传感器的偏转，对工件进行不同角度的扫描。

(4)、本发明采用激光扫描传感器，其测量方式为非接触式测量，与传统的接触式测量方法相比，能够大大缩短检测时间，提高检测效率。

(5)、本发明选用蓝色线扫式激光扫描传感器，抗干扰能力强，测量精度高；

(6)、本发明在对被测样本检测完成后，能实现将被检样品的检测结果存入数据库服务器中，建立数据库，可实现产品质量过程追溯及数据分析，同时可自动生成相应的被检样品检测报告。

(7)、本发明不用针对不同产品重新编程，没有反复编程的工作量，适用于批量化较少的工件产品检测，提高检测效率。

附图说明

图1是本发明实施例的系统框图。

图2是本发明实施例的检测软件模块组成框图。

图3是本发明实施例自动检测系统的三维效果图。

图4是本发明实施例的气浮导轨部分三维效果图。

图5是本发明实施例的转动式立柱三维效果图。

图6是本发明实施例的数据拼合算法流程图。

图7是本发明实施例的检测流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明提供了一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测系统。该系统包括三维移动平台、三维移动平台数控模块、激光扫描传感器、激光扫描传感器数控模块、激光扫描传感器转动机构3、电源模块以及检测软件。其中：

三维移动平台，包括X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨、Z轴气浮导轨和位移平台，待测工件平放在位移平台上；X轴气浮导轨带动位移平台沿测量坐标系的X轴方向运动；Z轴气浮导轨末端安装激光扫描传感器，Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨带动激光扫描传感器相对位移平台沿测量坐标系Y轴和Z轴方向运动。

三维移动平台数控模块，根据预设的运动轨迹和速度，控制X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨在三维方向上的运动，并实时获取被测工件的位置信息发送给检测软件，被测工件每移动一段距离发送测量脉冲信号至激光扫描传感器数控模块。

激光扫描传感器数控模块，收到测量脉冲信号之后，产生采集驱动信号，发送至激光扫描传感器；实现激光扫描传感器转动机构3的运动控制，设置激光扫描传感器偏摆的角度和速度。

激光扫描传感器，为蓝色激光线扫描传感器，该蓝色激光线扫描传感器在采集驱动信号的控制下，对被测工件进行扫描，得到被测工件上扫描点到传感头的距离信息，并发送至检测软件。

激光扫描传感器转动机构3一端与Z轴气浮导轨2连接，另一端与激光扫描传感器相连，用于驱动激光扫描传感器在测量坐标系的Y轴和Z轴两个方向上的摆动；

检测软件，用于设置三维移动平台的X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨的运动速度，设置激光扫描传感器测头的初始位置信息，生成X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨的运动轨迹；设置激光扫描传感器的角度信息，发送给激光扫描传感器数控模块；根据被测工件的位置信息以及被测工件上扫描点到传感头的距离信息，得到被测工件上扫描点的三维坐标点云数据，再对该三维坐标点云数据进行去噪、精简、拼合处理，根据被测工件的图纸文件，从处理之后的三维坐标点云数据中选取被测工件几何特征对应的点云数据，然后再生成几何特征的图像，测量该几何特征的尺寸，再将几何特征的测量尺寸与标准尺寸(图纸尺寸)进行比对，得到工件几何特征的形位误差，根据形位误差结果判断被测工件合格性，生成检测报告，将检测报告保存并显示。

电源模块为三维移动平台、三维移动平台数控模块、激光扫描传感器、激光扫描传感器数控模块供电。

电源模块包括开关电源、电源滤波器、电源转换电路。其中，开关电源产生电源电压输出至电源滤波器；电源滤波器滤除开关电源开机或者关机时产生的干扰，使其正常稳定工作；电源转换电路将滤除干扰之后的电源电压转换成三维移动平台、三维移动平台数控模块、激光扫描传感器、激光扫描传感器数控模块等所需要的工作电压。

所述X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨结构相同。如图4所示，气浮导轨包括进气口8、导轨座9、导轨伺服电机10、第一丝杠支撑座11和第一丝杠支撑座14、精密滚珠丝杆12、气浮块13、光栅测头15、光栅尺16。

由气缸5通过进气口8向气浮块13中注气，使气浮块13余导轨座9之间形成一层气膜。由导轨伺服电机10带动精密滚珠丝杆12转动，进而带动气浮块13做平移运动，由于气膜的存在，气浮块13平移过程中无摩擦、无振动，具有极高的平移精度。X轴气浮导轨6的气浮块与位移平台22相连，位移平台22的两侧底面均安装有气浮块，可以在平移过程中，与控制空座平台7之间形成一层气膜。Y轴气浮导轨4的气浮块与Z轴气浮导轨2的导轨座相连，Z轴气浮导轨2的气浮块与激光线扫描传感器转动机构3相连，实现激光线扫描传感器在Y轴和Z轴两个方向上的高精度移动。

所述X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨上分别安装了光栅尺、控制器和电机，三维移动平台数控模块与光栅尺组成闭环反馈系统：光栅尺用于测量被测工件在三维方向上的位置信息，并将其反馈至三维移动平台数控模块；三维移动平台数控模块不断地将被测工件理论位置与光栅尺反馈回来的工件实测位置进行比较，通过PID参数的控制，随时通过控制三个导轨伺服电机调整X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨在三维方向上的运动，尽量使运动的实际位置与计算机要求的理论位置相符，提高控制精度。

激光线扫描传感器转动机构3与Z轴气浮导轨2的气浮块相连，可实现在Y轴和Z轴两个方向上的高精度移动；由气浮导轨气缸5提供稳定气源。

如图5所示，所述激光扫描传感器转动机构3包括上立柱17、伺服电机18、下立柱23；上立柱17沿Z轴方向固定安装在Z轴气浮导轨2的气浮块上，伺服电机18主体安装在上立柱17上，伺服电机18的转轴平行于测量坐标系的X轴方向，伺服电机18的转轴与下立柱之间为过盈配合，轴与上立柱17相互之间不接触，激光线扫描传感器19与下立柱的另一端固定连接，在伺服电机18的驱动下下立柱转动一定偏转角度，即带动激光扫描传感器19一起偏转，对工件进行不同角度的扫描。

如图2所示，检测软件包括数据采集和处理模块、尺寸测量和误差识别模块、参数设置模块、量具校准模块、质量追溯模块。

尺寸测量和误差识别模块，根据被测工件的图纸文件，选取被测工件所要测量几何特征(例如，工件上的圆形、台阶、直线段、孔等)对应的点云数据，然后再通过最小二乘法或者霍夫变换方法生成几何特征的图像(例如，圆、直线)，测量该几何特征的尺寸(例如，工件的长、宽、高，工件上圆的直径、台阶的高度和孔间距等)，再将几何特征的测量尺寸与标准尺寸(图纸尺寸)进行比对，得到工件几何特征的形位误差，根据误差结果判断被测工件合格性，生成检测报告，将检测报告保存并显示。

参数设置模块，设置三维移动平台的X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨的运动速度，结合工件表面形貌高度特征以及测头扫描高度有效范围，设置激光扫描传感器测头的初始位置信息，生成X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨的运动轨迹，并发送给三维移动平台数控模块。设置激光扫描传感器的角度信息，发送给激光扫描传感器数控模块。

质量追溯模块，根据用户需要，保存所有测量数据，建立数据库。可供查询相应检测样品历史检测数据；对检测样品历史检测数据进行统计分析。

量具校准模块，通过扫描三维标准件获得标准件X、Y、Z轴三轴方向的测量尺寸(包含长、宽、高、孔径、孔距以及直线度、垂直度等)，将测量尺寸与标准尺寸(图纸尺寸)进行比对，得到补偿系数，根据补偿系数，对尺寸参数进行补偿。标准件为平板标准件和台阶标准件。

基于上述系统，本发明还提供了一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测方法，如图7所示，该方法包括如下步骤：

如图7所示为本发明装置的检测流程，其具体步骤为：

S1：设备初始化：开始检测工作前，进行初始化准备，先对装置上电，再陆续启动三维移动平台、激光线扫描传感器、检测软件。检测软件进行系统自检，完成初始化工作。初始化准备工作完毕后，开始进行对工件的扫描工作，如图3所示，得到被测工件正面、背面和侧面的多层三维坐标点云数据：

S1.6：控制激光线扫描传感器偏转一定角度，对工件侧面进行扫描，获取被测工件侧面多层三维点云数据；

S2：扫描完毕后，对被测工件正面、背面和侧面的多层三维坐标点云数据，进行去噪、精简、拼合处理，最终合成到同一个坐标系下。如图6所示，所述S2采用如下方法进行数据拼合。假设在不同视角内，激光线扫描传感器19采集到两组点云数据，即参考点云数据和目标点云数据。提取初始对应点集，点集μ^k＝{μ^k}

和点集

i＝0,1,...,N。

点集的空间坐标变换可以表示为如下变换式：

μ^(k+1)’＝Rμ^k+1+T (1)

其中，R为旋转矩阵，T为平移向量。

两组激光数据点集中表示环境中相同部分称之为公共部分。拼合的基础就是求取数据点集μ^(k+1)°和μ^(k+1)之间的变换参数(R,T)(R,T)，使得两组数据点集和之间的公共部分重合。用公式表示即：

com(|μ^k-μ^(k+1)'|)＝0 (2)

其中，com(·)表示取两组点集的公共部分的运算符，|·|为欧氏距离运算符。一般情况下，在不同视角下激光扫描测头采集的两组激光数据点集只有部分点集能够重合，则式2可以写成如下形式：

min(|μ^k-μ^(k+1)'|)＝0 (3)

其中，min(.)为最小运算符。

设{a_i}为从μ^k＝{μ^k}中选取出的点集，{b_i}为从μ^k＝{μ^k+1}中选取出的点集，其中i＝0,1,…m。利用{a_i}和{b_i}构成对应点集合{a_i,b_i|i＝1,2,…m}。结合式(1)和式(3)，并考虑点集中所有的点可得：

多视角下的激光数据点集配准拼合问题可以描述为：求解变化参数R和T，使得式(4)所示的目标评价函数g(R,T)达到最小值。当旋转矩阵R和平移向量T求解得到，则不同视角下的数据点集都可配准到同一空间坐标系中完成工件三维模型空间点云数据的拼合。

S4：将几何特征的测量尺寸与标准尺寸(图纸尺寸)进行比对，得到工件几何特征的形位误差，根据形位误差结果判断被测工件合格性，生成检测报告，将检测报告保存并显示。

本发明装置对单件工件的检测时间大大缩短，并能自动生成测试结果报告，还可以建立工件尺寸形位参数数据库，既可解决工件测试自动化问题，提升测试效率和可靠性，还可形成工件产品质量追溯体系以及工艺参数改进分析数据

实施例：

本发明某一具体实施例激光扫描传感器对工件进行扫描，获取包含其关键尺寸及位置参数的点云数据，三维移动平台测量误差控制在±5μm以内。选用的激光扫描传感器测量误差优于±0.02mm。检测软件对激光扫描传感器获得的海量点云数据进行去噪、精简、拼合处理得到工件关键尺寸及位置参数。在数据处理的过程中，数据的缺失、奇异点的产生等因素会影响检测结果的精度，数据处理引入的误差控制在±10μm以内。在检测过程中，环境因素例如温度、湿度、气压等的变化会使被测物和测量装置产生膨胀收缩等误差控制在±5μm以内。根据

误差合成后能够优于±0.03mm。

激光扫描传感器采样周期设置1000Hz，三维移动平台以20mm/s速度运动。扫描工件长500mm，宽400mm，激光线长15mm，工件高度50mm，传感器测量高度范围±8mm，实际总共需要测2次。不考虑切换相邻激光线位置需要的时间和调整传感器高度需要的时间。扫描时间计算如下：

单次扫描需要时间t1＝500mm÷20mm/s＝25s。

按照每相邻的平行激光线重合2mm，需要扫描400mm÷13mm≈31次。

则扫描500mm×400mm的面需要时间t2＝t1×31次＝775s。

总共预计扫描时间t3＝t2×2次＝1550s≈26min。

综上分析，一件工件产品预计扫描测试时间为30min。

综上所述，本发明装置检测长宽高在500mm×400mm×50mm范围内工件的时间小于30分钟，相比手工检测需要(3～5)小时，基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测方式，极大提高了检测效率。

本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims

1.一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测系统，其特征在于：包括三维移动平台、三维移动平台数控模块、激光扫描传感器、激光扫描传感器数控模块以及检测软件；其中：

2.根据权利要求1所述的一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测系统，其特征在于：还包括激光扫描传感器转动机构(3)；

激光扫描传感器转动机构(3)一端与Z轴气浮导轨(2)连接，另一端与激光扫描传感器相连，用于驱动激光扫描传感器在测量坐标系的Y轴和Z轴两个方向上摆动；

激光线扫描传感器数控模块，用于实现激光扫描传感器转动机构(3)的运动控制，设置激光扫描传感器偏摆的角度和速度。

3.根据权利要求2所述的一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测系统，其特征在于：所述激光扫描传感器转动机构(3)包括上立柱(17)、伺服电机(18)、下立柱(23)；上立柱(17)沿Z轴方向固定安装在Z轴气浮导轨(2)的气浮块上，伺服电机(18)主体安装在上立柱(17)上，伺服电机(18)的转轴平行于测量坐标系的X轴方向，伺服电机(18)的转轴与下立柱之间为过盈配合，轴与上立柱(17)相互之间不接触。激光线扫描传感器(19)与下立柱的另一端固定连接，在伺服电机(18)的驱动下下立柱转动一定偏转角度，即带动激光扫描传感器(19)一起偏转，对工件进行不同角度的扫描。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测系统，其特征在于：所述激光扫描传感器为线扫描传感器。

5.根据权利要求4所述的一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测系统，其特征在于：所述激光扫描传感器为蓝色激光线扫描传感器。

6.根据权利要求1所述的一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测系统，其特征在于：所述X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨上分别安装了光栅尺，三维移动平台数控模块与光栅尺组成闭环反馈系统：光栅尺用于测量被测工件在三维方向上的位置信息，并将其反馈至三维移动平台数控模块；三维移动平台数控模块不断地将被测工件理论位置与光栅尺反馈回来的工件实测位置进行比较，通过PID参数的控制，随时调整X轴气浮导轨、Y轴气浮导轨和Z轴气浮导轨在三维方向上的运动。

7.根据权利要求1所述的一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测系统，其特征在于：所述的检测软件包括数据采集和处理模块、尺寸测量和误差识别模块、参数设置模块；

8.根据权利要求1所述的一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测系统，其特征在于：还包括质量追溯模块，根据用户需要，查询相应检测样品历史检测数据；对检测样品历史检测数据进行统计分析。

9.一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测方法，其特征在于包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种基于激光扫描的工件三维尺寸自动检测方法，其特征在于所述步骤S1的具体步骤为：