CN104515487B - 二合一全自动三z轴测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种二合一全自动三Z轴测量仪，包括机座、工作台及三Z轴测量机构；工作台上设有自动旋转测量模组及自动换测头模组；该三Z轴测量机构包括底板、双Z轴滑块、影像轴滑块、测头轴滑块、影像轴、测头轴、镜头及测头。通过设有镜头和测头，配合利用对应之马达的Z轴丝杆，使得操作者可根据测量的需要随时选择采用影像或者测头进行测量，二者结合互不影响，形成互补，合二为一，从而无需分开进行测量，测量操作更加简单，省时省力，给测量作业带来更多方便；通过利用自动旋转测量模组可带动测量工件旋转，便于实现轴件的自动测量，作业自动化程度更高；利用自动换测头模组可实现自动更换测头，无需人工更换，大大提高了安全作业系数。

Description

二合一全自动三Z轴测量仪

技术领域

本发明涉及测量仪领域技术，尤其是指一种二合一全自动三Z轴测量仪。

背景技术

影像测量仪又名二次元无接触式测量仪、精密影像式测绘仪，它克服了传统投影仪的不足，是集光、机、电、计算机图像技术于一体的新型高精度、高科技测量仪器。由光学显微镜对待测物体进行高倍率光学放大成像，经过CCD摄像系统将放大后的物体影像送入计算机后，能高效地检测各种复杂工件的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置，特别是精密零部件的微观检测与质量控制。可将测量数据直接输入到AUTOCAD中，成为完整的工程图，图形可生成DXF文档，也可输入到WORD、EXCEL中，进行统计分析，可划出简单的 Xbar-S管制图，求出Ca,等各种参数。

测头测量仪又名三次元有接触式测量仪，主要是指通过三维取点来进行测量的一种仪器，市场上也有叫三坐标，三坐标测量机，三维坐标测量仪。主要原理是：将被测物体置于三次元测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。 基本原理就是通过探测传感器（探头）与测量空间轴线运动的配合，对被测几何元素进行离散的空间点位置的获取，然后通过一定的数学计算，完成对所测得点（点群）的分析拟合，最终还原出被测的几何元素，并在此基础上计算其与理论值（名义值）之间的偏差，从而完成对被测零件的检验工作。

然而，目前的测量仪单独采用影像或者单独采用测头对工件进行测量，当一个工件既需要采用影像测量又需要采用测头测量时，只能分开测量，给测量作业带来不便并且费时费力；以及，目前的测量工件在测量的过程中大多是放置在工作台上，当测量工件是轴件，需要翻转工件对工件另外的位置进行测量时，大多采用人工手动翻转，作业自动化程度低，无法实现轴件的自动测量；此外，目前的测头测量仪其测头大多采用人工进行更换，安全作业系数低，同样给测量作业带来不便。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种二合一全自动三Z轴测量仪，其能有效解决现有之测量仪存在影像和测头分开测量而给测量作业带来不便并且无法实现轴件自动测量及自动更换测头的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种二合一全自动三Z轴测量仪，包括有机座、工作台以及三Z轴测量机构；该工作台设置于机座上，工作台上设置有可带动测量工件旋转的自动旋转测量模组以及用于更换测头的自动换测头模组；该三Z轴测量机构位于工作台的上方并可横向及纵向活动地设置于机座上，该三Z轴测量机构包括有底板、双Z轴滑块、影像轴滑块、测头轴滑块、影像轴、测头轴、镜头以及测头；该底板竖向设置；该测头安装于测头轴上，测头轴设置于测头轴滑块上，该测头轴滑块由第一马达和第一Z轴丝杆配合带动而上下来回活动，该测头和测头轴随测头轴滑块同步活动；该镜头安装于影像轴上，该影像轴设置于影像轴滑块上，该影像轴滑块由第二马达和第二Z轴丝杆配合带动而上下来回活动，该镜头和影像轴随影像轴滑块同步活动；该双Z轴滑块可上下活动地设置于底板上，该双Z轴滑块由第三马达和第三Z轴丝杆配合带动而上下来回活动，前述第一马达、第二马达、第一Z轴丝杆以及第二Z轴丝杆均设置于双Z轴滑块上随双Z轴滑块同步上下活动。

优选的，所述机座上具有可纵向来回活动的龙门架，前述三Z轴测量机构可横向活动地悬设于龙门架上，该龙门架由第四马达和Y轴丝杆配合带动而纵向来回活动。

优选的，所述机座具有大理石底板，前述Y轴丝杆纵向安装于大理石底板的表面并位于工作台的下方，且Y轴丝杆的两侧均设置有一用于导引龙门架纵向来回活动的第一导轨。

优选的，所述龙门架上设置有第五马达和X轴丝杆，前述三Z轴测量机构通过第五马达和X轴丝杆配合带动而横向来回活动。

优选的，所述双Z轴滑块上设置两用于导引测头轴滑块上下活动的第二导轨，该第一Z轴丝杆位于两第二导轨之间。

优选的，所述双Z轴滑块上设置两用于导引影像轴滑块上下活动的第三导轨，该第二Z轴丝杆位于两第三导轨之间。

优选的，所述底板上设置两用于导引双Z轴滑块上下活动的第四导轨，该第三Z轴丝杆位于两第四导轨之间。

优选的，所述第三Z轴丝杆位于第一Z轴丝杆和第二Z轴丝杆之间。

优选的，所述第一马达、第二马达和第三马达均为伺服马达。

优选的，所述自动旋转测量模组包括有用于夹住测量工件的夹具以及用于带动夹具旋转的第六马达。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

通过设置有镜头和测头，配合利用对应之马达的Z轴丝杆，使得操作者可根据测量的需要随时选择采用影像或者测头进行测量，二者结合互不影响，形成互补，合二为一，从而无需分开进行测量，测量操作更加简单，省时省力，给测量作业带来更多方便；以及，通过利用自动旋转测量模组可带动测量工件旋转，无需人工手动翻转，便于实现轴件的自动测量，作业自动化程度更高；此外，利用自动换测头模组可实现自动更换测头，无需人工更换，大大提高了安全作业系数。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之较佳实施例的立体结构示意图；

图2是本发明之较佳实施例的内部结构放大示意图；

图3是本发明之较佳实施例中三Z轴测量机构的放大示意图。

附图标识说明：

10、机座 11、龙门架

12、大理石底板 101、Y轴丝杆

102、第一导轨 103、第五马达

104、X轴丝杆 20、工作台

30、三Z轴测量机构 31、底板

32、双Z轴滑块 33、影像轴滑块

34、测头轴滑块 35、影像轴

36、测头轴 37、镜头

38、测头 301、第一马达

302、第一Z轴丝杆 303、第二马达

304、第二Z轴丝杆 305、第三马达

306、第三Z轴丝杆 307、第二导轨

308、第三导轨 309、第四导轨

40、自动旋转测量模组 41、夹具

42、第六马达 50、自动换测头模组

具体实施方式

请参照图1至图3所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，包括有机座10、工作台20以及三Z轴测量机构30。

具体而言，其中，该工作台20设置于机座10上，工作台20上设置有可带动测量工件（图中未示）旋转的自动旋转测量模组40以及用于更换测头的自动换测头模组50，该自动旋转测量模组40包括有用于夹住测量工件的夹具41以及用于带动夹具41旋转的第六马达42，该第六马达42为伺服马达，具有精度高速度快的优点。

该三Z轴测量机构30位于工作台20的上方并可横向及纵向活动地设置于机座10上，具体而言，该三Z轴测量机构30包括有底板31、双Z轴滑块32、影像轴滑块33、测头轴滑块34、影像轴35、测头轴36、镜头37以及测头38。

该底板31竖向设置。

该测头38安装于测头轴36上，该测头轴36设置于测头轴滑块34上，该测头轴滑块34由第一马达301和第一Z轴丝杆302配合带动而上下来回活动，该测头38和测头轴36随测头轴滑块34同步活动，该第一马达301为伺服马达，具有精度高速度快的优点。

该镜头37安装于影像轴35上，该影像轴35设置于影像轴滑块33上，该影像轴滑块33由第二马达303和第二Z轴丝杆304配合带动而上下来回活动，该镜头37和影像轴35随影像轴滑块33同步活动，该第二马达303为伺服马达，具有精度高速度快的优点。

该双Z轴滑块32可上下活动地设置于底板31上，该双Z轴滑块32由第三马达305和第三Z轴丝杆306配合带动而上下来回活动，前述第一马达301、第二马达303、第一Z轴丝杆302以及第二Z轴丝杆304均设置于双Z轴滑块32上随双Z轴滑块32同步上下活动，该第三马达305为伺服马达，具有精度高速度快的优点。

该机座10上具有可纵向来回活动的龙门架11，前述三Z轴测量机构30可横向活动地悬设于龙门架11上，该龙门架11由第四马达（图中未示）和Y轴丝杆101配合带动而纵向来回活动，该第四马达为伺服马达，具有精度高速度快的优点；并且，该机座10具有大理石底板12，前述Y轴丝杆101纵向安装于大理石底板12的表面并位于工作台20的下方，且Y轴丝杆101的两侧均设置有一用于导引龙门架11纵向来回活动的第一导轨102。以及，在本实施例中，该龙门架11上设置有第五马达103和X轴丝杆104，前述三Z轴测量机构30通过第五马达103和X轴丝杆104配合带动而横向来回活动，该第五马达103为伺服马达，具有精度高速度快的优点。

此外，该双Z轴滑块32上设置两用于导引测头轴滑块34上下活动的第二导轨307，该第一Z轴丝杆302位于两第二导轨307之间，以使得测头轴滑块34能够高精度平稳地来回活动。该双Z轴滑块32上设置两用于导引影像轴滑块33上下活动的第三导轨308，该第二Z轴丝杆304位于两第三导轨308之间，以使得影像轴滑块33能够高精度平稳地来回活动。该底板31上设置两用于导引双Z轴滑块32上下活动的第四导轨309，该第三Z轴丝杆306位于两第四导轨309之间，以使得双Z轴滑块32能够高精度平稳地来回活动。并且，该第三Z轴丝杆306位于第一Z轴丝杆302和第二Z轴丝杆304之间，以使得结构更加紧凑，移动精度也更高。

工作时，将测量工件放置于工作台20上，根据测量工件的位置以及需要测量的位置，通过第四马达带动Y轴丝杆100转动，使得三Z轴测量机构30随龙门架11纵向移动，通过第五马达103带动X轴丝杆104转动使得三Z轴测量机构30横向移动，以及，通过第三马达305带动第三Z轴丝杆306转动使得镜头37以及测头38同步上下移动。当需要对测量工件进行二次元无接触式测量时，由第二马达303带动第二Z轴丝杆304转动，使得镜头37朝向测量工件下移至适当位置上进行测量即可，其测量方法为现有成熟技术，在此对测量方法不作详细叙述；反之，当需要对测量工件进行三次元有接触式测量时，由第一马达301带动第一Z轴丝杆302转动，使得测头38下移至测量工件进行测量即可，其测量方法为现有成熟技术，在此对测量方法不作详细叙述。

当测量工件为轴件时，可先将测量工件固定于夹具41上，在上述测量的过程中，由第六马达42带动夹具41翻转，使得测量工件随夹具翻转，免去人工翻转，实现测量自动化。

当需要进行更换测头38时，可将原有测头38移动至自动换测头模组50的侧旁，由自动换测头模组50进行测头更换。

本发明的设计重点是：通过设置有镜头和测头，配合利用对应之马达的Z轴丝杆，使得操作者可根据测量的需要随时选择采用影像或者测头进行测量，二者结合互不影响，形成互补，合二为一，从而无需分开进行测量，测量操作更加简单，省时省力，给测量作业带来更多方便；以及，通过利用自动旋转测量模组可带动测量工件旋转，无需人工手动翻转，便于实现轴件的自动测量，作业自动化程度更高；此外，利用自动换测头模组可实现自动更换测头，无需人工更换，大大提高了安全作业系数。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种二合一全自动三Z轴测量仪，其特征在于：包括有机座、工作台以及三Z轴测量机构；该工作台设置于机座上，工作台上设置有可带动测量工件旋转的自动旋转测量模组以及用于更换测头的自动换测头模组；该三Z轴测量机构位于工作台的上方并可横向及纵向活动地设置于机座上，该三Z轴测量机构包括有底板、双Z轴滑块、影像轴滑块、测头轴滑块、影像轴、测头轴、镜头以及测头；该底板竖向设置；该测头安装于测头轴上，测头轴设置于测头轴滑块上，该测头轴滑块由第一马达和第一Z轴丝杆配合带动而上下来回活动，该测头和测头轴随测头轴滑块同步活动；该镜头安装于影像轴上，该影像轴设置于影像轴滑块上，该影像轴滑块由第二马达和第二Z轴丝杆配合带动而上下来回活动，该镜头和影像轴随影像轴滑块同步活动；该双Z轴滑块可上下活动地设置于底板上，该双Z轴滑块由第三马达和第三Z轴丝杆配合带动而上下来回活动，前述第一马达、第二马达、第一Z轴丝杆以及第二Z轴丝杆均设置于双Z轴滑块上随双Z轴滑块同步上下活动；所述双Z轴滑块上设置两用于导引测头轴滑块上下活动的第二导轨，该第一Z轴丝杆位于两第二导轨之间；所述双Z轴滑块上设置两用于导引影像轴滑块上下活动的第三导轨，该第二Z轴丝杆位于两第三导轨之间；所述底板上设置两用于导引双Z轴滑块上下活动的第四导轨，该第三Z轴丝杆位于两第四导轨之间；所述第三Z轴丝杆位于第一Z轴丝杆和第二Z轴丝杆之间；所述机座上具有可纵向来回活动的龙门架，前述三Z轴测量机构可横向活动地悬设于龙门架上，该龙门架由第四马达和Y轴丝杆配合带动而纵向来回活动，所述机座具有大理石底板，所述Y轴丝杆纵向安装于大理石底板的表面并位于工作台的下方，且Y轴丝杆的两侧均设置有一用于导引龙门架纵向来回活动的第一导轨；所述龙门架上设置有第五马达和X轴丝杆，前述三Z轴测量机构通过第五马达和X轴丝杆配合带动而横向来回活动。

2.如权利要求1所述的二合一全自动三Z轴测量仪，其特征在于：所述第一马达、第二马达和第三马达均为伺服马达。

3.如权利要求1所述的二合一全自动三Z轴测量仪，其特征在于：所述自动旋转测量模组包括有用于夹住测量工件的夹具以及用于带动夹具旋转的第六马达。