CN103115566A

CN103115566A - 一种线激光和影像检测装置

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Publication number: CN103115566A
Application number: CN2013100207676A
Authority: CN
Inventors: 吴加富; 缪磊; 任锋; 常艳良; 汪旭生
Original assignee: Suzhou RS Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou RS Technology Co Ltd
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2013-01-21
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2033-01-21
Also published as: CN103115566B

Abstract

本发明公开了一种线激光和影像检测装置，主要包括底座、龙门型支架、工作台、X轴Y轴Z轴及T轴驱动系统、影像测量系统、线激光测量系统和计算机，龙门型支架横跨于底座上，X轴Y轴Z轴及T轴驱动系统主要包括伺服电机及步进电机和丝杆机构，影像测量系统设置于壳体框架中，主要为与Z轴活动螺母相固连的感光CCD、镜头、光源和对焦伺服马达，且感光CCD反馈端与计算机相连；线激光测量系统主要为步进电机和与感光CCD反馈端相连的线激光头，且步进电机信号控制端与计算机相连。将感光CCD上的特征投影转化为可被计算软件识别的在二维坐标系中的数字图像，再通过一系列的补偿、补正等量测运算，从而计算出待检测产品的特征尺寸以及剖面的特征尺寸。

Description

一种线激光和影像检测装置

技术领域

本发明涉及一种线激光和影像检测装置，尤其是一种检测精度高的线激光和影像检测装置。

背景技术

笔记本外壳成品等类似网格状壳体件，为保证成品件与相配件的配合精度，

往往通过一系列检测，观察成品件配合部分的尺寸特征以及有无毛刺等瑕疵，且对于Z向尺寸相对较厚的成品件，需观察其剖面的尺寸特征，为此考虑研发一种能轻易捕获成品件尺寸特征和剖面尺寸特征的机器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种线激光和影像检测装置，具有检测精度高的特点。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种线激光和影像检测装置，其创新点在于：所述线激光和影像检测装置主要包括底座、龙门型支架、工作台、X轴Y轴Z轴驱动系统、影像测量系统、线激光测量系统和计算机，所述龙门型支架横跨于底座上且其两侧底部栓接在底座顶面上，所述X轴Y轴Z轴驱动系统主要包括伺服电机和丝杆机构，所述X轴驱动系统设置于底座顶面上，且其丝杠机构中的活动螺母与底座正上方的工作台固连，所述平行于丝杆轴线的工作台两侧边置于底座上相应走向的导轨上，所述导轨走向与龙门型支架相互垂直；所述Y轴驱动系统设置于龙门型支架顶面，且其丝杠机构中的活动螺母与龙门型支架其中一铅垂面外的壳体框架相连；所述Z轴驱动系统设置于壳体框架内，且其丝杆机构中丝杆轴线垂直于水平面；所述影像测量系统设置于壳体框架中，主要包括感光CCD、镜头、光源和对焦伺服马达，所述感光CCD、镜头、光源和对焦伺服马达与Z轴驱动系统中的活动螺母相固连，且感光CCD其中一反馈端与计算机相连；所述线激光测量系统主要为对步进电机、线激光头和CCD收集器，所述步进电机垂直设置于远离龙门型支架一侧的壳体框架上，所述步进电机下方通过传动轴连接有线激光头和CCD收集器，所述步进电机传动轴可绕与Z轴平行的伺服电机中心轴旋转，所述线激光头信号控制端与计算机反馈端相连，且步进电机信号控制端和CCD收集器反馈端与计算机相连。

进一步的，所述工作台一侧设置有平行于X轴的拖链槽，所述拖链槽中设置有拖链，所述拖链其中一端部利用连接片与工作台相连接。

进一步的，所述非安装壳体框架的龙门型支架铅垂面上设置有平行于Y轴的拖链槽，拖链槽中设置有拖链，所述拖链其中一端利用连接片与该丝杆机构中的活动螺母相连接。

进一步的，所述壳体框架除底面外四周设置有防尘壳体。

进一步的，所述防尘壳体靠近龙门型支架一侧的面上设置有倒置“L”型的卡扣结构。

进一步的，所述防尘壳体和龙门型支架间设置有一平行于龙门型支架走向的导向框架，该导向框架横截面为口字型，所述导向框架与龙门型支架栓接，且所述卡扣结构嵌于口字型导向框架中。

进一步的，所述防尘壳体通过螺栓与壳体框架上的螺栓安装孔相连。

进一步的，所述步进电机传动轴绕Y轴旋转其最大旋转角度为0度到-180度。

进一步的，所述影像测量系统中的光源由若干环光源和同轴光源组成，且各环光源和同轴光源的开关控制端分别与计算机相连。

进一步的，所述龙门型支架与底座间设置有若干组相同数量的工作台、X轴Y轴Z轴驱动系统、影像测量系统、线激光测量系统和计算机。

本发明的优点在于：通过在底座和龙门型支架相应位置上设置工作台、X轴Y轴Z轴驱动系统、影像测量系统、线激光测量系统和计算机，且利用影像测量系统中的感光CCD、镜头、光源和对焦伺服马达对安装在工作台上的待检测产品进行成像，并将获得的图像送予计算机进行处理，从而将感光CCD上的特征投影转化为可被计算软件识别的在二维坐标系中的数字图像，再通过一系列的补偿、补正等量测运算，从而计算出待检测产品的特征尺寸。

线激光测量系统利用线激光头上一定数量的激光点构成的激光扫描线扫描样品被测表面，在CCD收集器上采集线激光扫描样品轮廓，送予计算机处理，从而将样品的三维图形转化到二维坐标系上进行补偿、补正等一系列量测运算，获得被检测产品剖面的特征尺寸。

通过在X轴和Y轴相应位置处设置拖链，从而保证运动部分的运动平稳性；在壳体框架外通过螺栓连接有防尘壳体，从而很好的起到防尘的作用，并且为了提供一定的支撑和导向要求，在防尘壳体和门型框架间设置有倒置的“L”型卡扣结构和口字型导向框架，卡扣结构嵌在导向框架中，且两者分别与防尘壳体、龙门型支架固连。

为满足线激光测量系统的检测需要，步进电机绕与Z轴平行的伺服电机中心轴旋转的角度范围为0度到-180度，且线激光头处于极限位置水平状态时，壳体框架与线激光头间留有一定的距离，以免发生运动干涉。

影响测量系统中，根据现场工作环境即现场光亮情况的不同，可利用计算机控制环光源和同轴光源的使用数量，从而合理利用光照资源。

为提高检测效率，可在门型框架和底座间设置若干相应数目的工作台、影像测量系统、线激光测量系统、计算机以及相应XYZT轴驱动系统。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明一种线激光和影像检测装置的立体图。

图2是本发明一种线激光和影像检测装置去除防尘壳体的结构示意图。

图3是本发明一种线激光和影像检测装置去除防尘壳体后的主视图。

图4是本发明一种线激光和影像检测装置去除防尘壳体后的俯视图。

图5是本发明一种线激光和影响检测装置去除防尘壳体后的左视图。

具体实施方式

图1和图2所示的一种线激光和影像检测装置包括底座1、龙门型支架2、工作台3、X轴驱动系统4、Y轴驱动系统5、Z轴驱动系统6、影像测量系统7、线激光测量系统8、伺服电机9、丝杆机构91、导轨92、壳体框架10、感光CCD11、镜头12、光源13、对焦伺服马达14、步进电机15、线激光头16、CCD收集器161、拖链槽17、拖链18、连接片19、拖链槽20、拖链21、连接片22、防尘壳体23、卡扣结构24、导向框架25。

本发明所述的一种线激光和影像检测装置，主要包括底座1、龙门型支架2、工作台3、X轴Y轴Z轴驱动系统、影像测量系统7、线激光测量系统8和计算机。龙门型支架1横跨于底座2上且其两侧底部栓接在底座1顶面上；X轴Y轴Z驱动系统包括伺服电机9和丝杆机构91，X轴驱动系统4设置于底座1顶面上，其丝杠机构91中的活动螺母与底座正上方的工作台3固连，平行于丝杆轴线的工作台3两侧边置于底座上相应走向的导轨92上，且导轨92走向与龙门型支架2相互垂直；Y轴驱动系统5设置于龙门型支架2顶面，且其丝杠机构91中的活动螺母与龙门型支架2其中一铅垂面外的壳体框架10相连；Z轴驱动系统6设置于壳体框架10内，且其丝杆机构91中丝杆轴线垂直于水平面；影像测量系统7设置于壳体框架10中，主要包括感光CCD11、镜头12和光源13，感光CCD11、镜头12、光源13和对焦伺服马达14与Z轴驱动系统6中的活动螺母相固连，且感光CCD11其中一反馈端与计算机相连；线激光测量系统8主要为步进电机15、线激光头16和CCD收集器161，该步进电机15垂直设置于远离龙门型支架2一侧的壳体框架10上，且步进电机15下方通过传动轴连接有线激光头16和CCD收集器161，该步进电机传动轴绕与Z轴平行的伺服电机中心轴旋转，线激光头信号控制端与电脑反馈端相连，且步进电机信号控制端和CCD收集器反馈端与计算机相连。

为保证运动部件的运动平稳性，工作台3一侧设置有平行于X轴的拖链槽17，拖链槽17中设置有拖链18，该拖链18其中一端部利用连接片19与工作台3相连接；非安装壳体框架10的龙门型支架2铅垂面上设置有平行于Y轴的拖链槽20，拖链槽20中设置有拖链21，拖链21其中一端利用连接片22与该丝杆机构91中的活动螺母相连接。

为起到美观和防尘的功用，壳体框架10除底面外四周设置有防尘壳体23，该防尘壳体23螺栓与壳体框架上的螺栓安装孔相连，而防尘壳体,2靠近龙门型支架2一侧的面上设置有倒置“L”型的卡扣结构24，且防尘壳体23和龙门型支架2设置有一平行于龙门型支架走向的导向框架25，该导向框架横截面为口字型，导向框架与龙门型支架栓接，且卡扣结构24嵌于口字型导向框架25中。

线激光测量系统8中步进电机15传动轴绕与Z轴平行的伺服电机中心轴旋转，且其最大旋转角度为0度到-180度，从而可最大限度的对置于工作台3上的待检测产品的剖面进行检测。

为降低现场光照环境对检测结果的影像，测量系统中的光源13由环光源和同轴光源组成，且环光源和同轴光源的开关控制端分别与计算机相连，从而可以调节现场满足工作所需光照。

为提高检测效率，可在门型框架2和底座1间设置若干相应数目的工作台、影像测量系统、线激光测量系统、计算机以及相应XYZ轴驱动系统，图1显示的为两工位工装，即龙门型支架和底座间设置有两个工作台、两个影响测量系统、两个线激光测量系统、两个计算机以及两组XYZ轴驱动系统。

具体工作时：待检测产品置于工作台3上，控制X轴Y轴Z轴驱动系统将工作台3调节到影像测量系统7的正下方，利用影像测量系统中的感光CCD11、镜头12、光源13和对骄傲伺服马达14对待检测产品进行成像，并将获得的图像送予计算机进行处理，从而将感光CCD11上的特征投影转化为可被计算软件识别的在二维坐标系中的数字图像，再通过一系列的补偿、补正等量测运算，从而计算出待检测产品的特征尺寸。

同样也可以控制X轴Y轴Z轴驱动系统将工作台3调节到线激光测量系统8的正下方，通过计算机控制步进电机15由旋转轴旋转所需的角度，利用线激光头上一定数量的激光点构成的激光扫描线扫描样品被测表面，在CCD收集器161上采集线激光扫描样品轮廓，送予计算机处理，从而将样品的三维图形转化到二维坐标系上进行补偿、补正等一系列量测运算，获得被检测产品剖面的特征尺寸。

Claims

1.一种线激光和影像检测装置，其特征在于：所述线激光和影像检测装置主要包括底座、龙门型支架、工作台、X轴Y轴Z轴驱动系统、影像测量系统、线激光测量系统和计算机，所述龙门型支架横跨于底座上且其两侧底部栓接在底座顶面上，所述X轴Y轴Z轴驱动系统主要包括伺服电机和丝杆机构，所述X轴驱动系统设置于底座顶面上，且其丝杠机构中的活动螺母与底座正上方的工作台固连，所述平行于丝杆轴线的工作台两侧边置于底座上相应走向的导轨上，所述导轨走向与龙门型支架相互垂直；所述Y轴驱动系统设置于龙门型支架顶面，且其丝杠机构中的活动螺母与龙门型支架其中一铅垂面外的壳体框架相连；所述Z轴驱动系统设置于壳体框架内，且其丝杆机构中丝杆轴线垂直于水平面；所述影像测量系统设置于壳体框架中，主要包括感光CCD、镜头、光源和对焦伺服马达，所述感光CCD、镜头、光源和对焦伺服马达与Z轴驱动系统中的活动螺母相固连，且感光CCD其中一反馈端与计算机相连；所述线激光测量系统主要为对步进电机、线激光头和CCD收集器，所述步进电机垂直设置于远离龙门型支架一侧的壳体框架上，所述步进电机下方通过传动轴连接有线激光头和CCD收集器，所述步进电机传动轴可绕与Z轴平行的步进电机中心轴旋转，所述线激光头信号控制端与计算机反馈端相连，且步进电机信号控制端和CCD收集器反馈端与计算机相连。

2.根据权利要求1所示的一种线激光和影像检测装置，其特征在于：所述工作台一侧设置有平行于X轴的拖链槽，所述拖链槽中设置有拖链，所述拖链其中一端部利用连接片与工作台相连接。

3.根据权利要求2所述的一种线激光和影像检测装置，其特征在于：所述非安装壳体框架的龙门型支架铅垂面上设置有平行于Y轴的拖链槽，拖链槽中设置有拖链，所述拖链其中一端利用连接片与该丝杆机构中的活动螺母相连接。

4.根据权利要求1所述的一种线激光和影像检测装置，其特征在于：所述壳体框架除底面外四周设置有防尘壳体。

5.根据权利要求4所述的一种线激光和影像检测装置，其特征在于：所述防尘壳体靠近龙门型支架一侧的面上设置有倒置“L”型的卡扣结构。

6.根据权利要求5所述一种线激光和影像检测装置，其特征在于：所述防尘壳体和龙门型支架间设置有一平行于龙门型支架走向的导向框架，该导向框架横截面为口字型，所述导向框架与龙门型支架栓接，且所述卡扣结构嵌于口字型导向框架中。

7.根据权利要求4所述的一种线激光和影像检测装置，其特征在于：所述防尘壳体通过螺栓与壳体框架上的螺栓安装孔相连。

8.根据权利要求1所述的一种线激光和影像检测装置，其特征在于：所述步进电机传动轴绕与Z轴平行的伺服电机中心轴线旋转，其最大旋转角度为0度到-180度。

9.根据权利要求1所述的一种线激光和影像检测装置，其特征在于：所述影像测量系统中的光源由若干环光源和同轴光源组成，且各环光源和同轴光源的开关控制端分别与计算机相连。

10.根据权利要求1所述的一种线激光和影像检测装置，其特征在于：所述龙门型支架与底座间设置有若干组相同数量的工作台、X轴Y轴Z轴驱动系统、影像测量系统、线激光测量系统和计算机。