CN105258637A - 全自动悬臂式影像测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测量设备领域，尤指一种全自动悬臂式影像测量装置，包括基座，所述的基座上设有底座、操作台、计算机组件、影像组件、照明组件和光栅标尺数据采集组件。其测量方法步骤如下：步骤一：将所述CCD摄影机、变焦镜头、探针自上而下安装后安装在Z向线性导轨上，再套上机罩；步骤二：把工件放在玻璃板上，启动照明组件；步骤三：启动X、Y、Z轴运动模组件；步骤四：由计算机组件将所述光栅数据和所述图像进行解析，得到测量结果。

Description

全自动悬臂式影像测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及测量设备领域，尤指一种全自动悬臂式影像测量装置。

背景技术

测量领域中,影像测量仪因采用光学造影生成影像数据,再辅助以计算机分析,测量精度高,被广泛应用于院校、研发机构、计量室等场所，主要用于对复杂质量小的部件进行高精度测量。早期的投影测量主要是测量工件的轮廓尺寸，对工件不透光表面，凹凸面尺寸无法测量，有一定的局限性，传统的手动影像测量仪由于需要手动摇动X，Y工作台坐标，适于单个工件抽检，个别检测，导致检测效率低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种全自动悬臂式影像测量装置。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案是：一种全自动悬臂式影像测量装置，包括基座，所述的基座上设有底座、操作台、计算机组件、影像组件、照明组件和光栅标尺数据采集组件；其中，

底座，用于承载及调整被检测工件，所述的底座上设有工作台和载物平台，所述的工作台上设有X、Y轴运动模组件，所述的X、Y轴运动模组件相互垂直设置，所述的X、Y轴运动模组件承载并驱动载物平台沿X、Y轴方向移动，所述的载物平台上设有玻璃板，所述的工作台上垂直设置Z轴运动模组件；

计算机组件，用于处理影像数据、显示及操作；计算机组件包括测绘功能模块、操作控制面板、显示器、键盘和鼠标,计算机组件设置于操作台上；

影像组件，用以捕捉工件影像并转换成数据，所述影像组件之外套设有机罩，所述影像组件可被安装或拆卸Z轴运动模组件上，所述影像组件与所述计算机组件信号连接，计算机组件对影像组件获取的工件数据进行处理并通过显示器提示出来，所述的影像组件包括CCD摄影机、变焦镜头、探针，CCD摄影机、变焦镜头和探针自上而下设置成整体；

照明组件,包括表面光源和透射光源，表面光源套设于变焦镜头下端，表面光源为环形的LED灯组，透射光源设置在玻璃板下方并与变焦镜头对应固定不动，透射光源为LED灯；

光栅标尺数据采集组件，所述光栅标尺数据采集组件包括X向光栅尺、Y向光栅尺、Z向光栅尺，X向光栅尺、Y向光栅尺分别与计算机组件信号连接并与透射光源相对地设置在载物平台的前后两侧，Z向光栅尺与计算机组件信号连接并设于Z向线性导轨上，X向光栅尺、Y向光栅尺、Z向光栅尺用于采集工件的光栅数据并输入计算机内。

优选地，所述的X轴运动模组件包括X向线性导轨，X向线性导轨支撑载物平台,由X向研磨丝杆和X向伺服电机驱动载物平台做X向移动,X向光栅尺产生位移量数据。

优选地，所述的Y轴运动模组件包括Y向线性导轨,Y向线性导轨支撑工作台,由Y向研磨丝杆和Y向伺服电机驱动工作台做Y向移动,由Y向光栅尺产生位移量数据。

优选地，所述的Z轴运动模组件包括Z向线性导轨,通过Z向研磨丝杆和Z向伺服电机驱动影像组件做Z向移动，由Z向光栅尺产生位移量数据。

优选地，所述的底座底部安装关节底脚、万向轮和定向轮。

一种全自动悬臂式影像测量装置测量方法，其步骤如下：

步骤一：将所述CCD摄影机、变焦镜头、探针自上而下安装后安装在Z向线性导轨上，再套上机罩；

步骤二：把工件放在玻璃板上，启动照明组件；

步骤三：启动X、Y、Z轴运动模组件，X向伺服电机驱动X向研磨丝杆转动从而带动载物台做X向移动,X向光栅尺产生位移量数据并输入计算机组件；Y向伺服电机驱动Y向研磨丝杆从而带动载物台做Y向移动,由Y向光栅尺产生位移量数据并输入计算机组件，Z向伺服电机驱动Z向研磨丝杆从而带动影像组件做Z向移动，由Z向光栅尺产生位移量数据且CCD摄像机采集工件图像信息并输入计算机组件；

步骤四：由计算机组件将所述光栅数据和所述图像进行解析，得到测量结果。

本发明的有益效果在于：随着工业生产的发展,自动化程度越来越高，对于产品品质的要求也越来越高，由于全自动悬臂式影像测量装置可编程式自动测量，对于批量检测，提高产品品质的优越性显得更为突出，CCD摄影机、变焦镜头和探针自上而下设置成整体，利用X、Y、Z轴运动模组件进行聚焦，并采集图像，无需提供单独的机械臂和视觉牵引系统，极大地简化了测量设备结构；由于工件在加工后不必从载物台卸下，大大减少工件由于装配产生的误差；CCD摄影机可通过一次聚焦采集而获得完整的工件图像，而X、Y、Z向光栅尺可精确地获得工件的坐标数据，图像与坐标数据经计算机组件解析综合后便可简单而直观地得到测量结果，测量过程简单且数据精确。

附图说明

图1是本发明结构图。

图2是本发明底座、影像组件、照明组件和光栅标尺数据采集组件配合后结构图。

标注说明：1.玻璃板；2.大理石上工作台；3.Y向光栅尺；4.Y向线性导轨；5.X向线性导轨；6.X向研磨丝杆；7.大理石底座；8.大理石中工作台；9.X向伺服电机；10.Y向研磨丝杆；11.Y向伺服电机；12.X向光栅尺；13.照明组件；14.大理石立柱；15.变焦镜头；16.CCD；17.Z向光栅尺；18.Z向线性导轨；19.Z向研磨丝杆；20.Z向伺服电机；21.配重块；22.显示器；23.操作台；24.关节底脚；25.万向轮及定向轮；26.钣金基座；27.操作控制面板；28.探针；29.机罩。

具体实施方式

请参阅图1-2所示，本发明关于全自动影像测量装置，包括基座26，所述的基座26上设有底座7、操作台23、计算机组件、影像组件、照明组件13和光栅标尺数据采集组件；其中，底座7，用于承载及调整被检测工件，所述的底座7上设有工作台2和载物平台8，所述的工作台2通过上设有X、Y轴运动模组件，所述的X、Y轴运动模组件相互垂直设置，所述的X、Y轴运动模组件承载并驱动载物平台8沿X、Y轴方向移动，所述的载物平台8上设有玻璃板1，所述的工作台2上通过大理石立柱14垂直设置Z轴运动模组件；计算机组件，用于处理影像数据、显示及操作；计算机组件包括测绘功能模块、操作控制面板27、显示器22、键盘和鼠标,计算机组件设置于操作台23上；影像组件，用以捕捉工件影像并转换成数据，所述影像组件之外套设有机罩29，所述影像组件可被安装或拆卸Z轴运动模组件上，所述影像组件与所述计算机组件信号连接，计算机组件对影像组件获取的工件数据进行处理并通过显示器22提示出来，所述的影像组件包括CCD16摄影机、变焦镜头15、探针28，CCD16摄影机、变焦镜头15和探针28自上而下设置成整体；照明组件13,包括表面光源和透射光源，表面光源套设于变焦镜头15下端，表面光源为环形的LED灯组，透射光源设置在玻璃板1下方并与变焦镜头15对应固定不动，透射光源为LED灯；光栅标尺数据采集组件，所述光栅标尺数据采集组件包括X向光栅尺12、Y向光栅尺、Z向光栅尺17，X向光栅尺12、Y向光栅尺分别与计算机组件信号连接并与透射光源相对地设置在载物平台8的前后两侧，Z向光栅尺17与计算机组件信号连接并设于Z向线性导轨18上，X向光栅尺12、Y向光栅尺、Z向光栅尺17用于采集工件的光栅数据并输入计算机内；

X轴运动模组件包括X向线性导轨5，X向线性导轨支撑载物平台8,由X向研磨丝杆6和X向伺服电机驱动载物平台8做X向移动,X向光栅尺12产生位移量数据；

Y轴运动模组件包括Y向线性导轨,Y向线性导轨支撑工作台2,由Y向研磨丝杆10和Y向伺服电机11驱动工作台2做Y向移动,由Y向光栅尺产生位移量数据；

Z轴运动模组件包括Z向线性导轨,通过Z向研磨丝杆和Z向伺服电机驱动影像组件做Z向移动，由Z向光栅尺产生位移量数据；

底座7底部安装关节底脚24、万向轮和定向轮，一般为2个万向轮和2个定向轮；在基座26上设置操作控制面板27。

步骤一：将所述CCD16摄影机、变焦镜头15、探针28自上而下安装后安装在Z向线性导轨上，再套上机罩29；

步骤二：把工件放在玻璃板1上，启动照明组件13；

步骤三：启动X、Y、Z轴运动模组件，X向伺服电机驱动X向研磨丝杆6转动从而带动载物台做X向移动,X向光栅尺12产生位移量数据并输入计算机组件；Y向伺服电机11驱动Y向研磨丝杆10从而带动载物台做Y向移动,由Y向光栅尺产生位移量数据并输入计算机组件，Z向伺服电机20驱动Z向研磨丝杆19从而带动影像组件做Z向移动，由Z向光栅尺产生位移量数据且CCD16摄像机采集工件图像信息并输入计算机组件；

步骤四：由计算机组件将所述光栅数据和所述图像进行解析，得到测量结果。

以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种全自动悬臂式影像测量装置，包括基座，其特征在于：所述的基座上设有底座、操作台、计算机组件、影像组件、照明组件和光栅标尺数据采集组件；其中，

底座，用于承载及调整被检测工件，所述的底座上设有工作台和载物平台，所述的工作台上设有X、Y轴运动模组件，所述的X、Y轴运动模组件相互垂直设置，所述的X、Y轴运动模组件承载并驱动载物平台沿X、Y轴方向移动，所述的载物平台上设有玻璃板，所述的工作台上垂直设置Z轴运动模组件；

计算机组件，用于处理影像数据、显示及操作；计算机组件包括测绘功能模块、操作控制面板、显示器、键盘和鼠标,计算机组件设置于操作台上；

影像组件，用以捕捉工件影像并转换成数据，所述影像组件之外套设有机罩，所述影像组件可被安装或拆卸Z轴运动模组件上，所述影像组件与所述计算机组件信号连接，计算机组件对影像组件获取的工件数据进行处理并通过显示器提示出来，所述的影像组件包括CCD摄影机、变焦镜头、探针，CCD摄影机、变焦镜头和探针自上而下设置成整体；

照明组件,包括表面光源和透射光源，表面光源套设于变焦镜头下端，表面光源为环形的LED灯组，透射光源设置在玻璃板下方并与变焦镜头对应固定不动，透射光源为LED灯；

光栅标尺数据采集组件，所述光栅标尺数据采集组件包括X向光栅尺、Y向光栅尺、Z向光栅尺，X向光栅尺、Y向光栅尺分别与计算机组件信号连接并与透射光源相对地设置在载物平台的前后两侧，Z向光栅尺与计算机组件信号连接并设于Z向线性导轨上，X向光栅尺、Y向光栅尺、Z向光栅尺用于采集工件的光栅数据并输入计算机内。

2.根据权利要求1所述的一种全自动悬臂式影像测量装置，其特征在于：所述的X轴运动模组件包括X向线性导轨，X向线性导轨支撑载物平台,由X向研磨丝杆和X向伺服电机驱动载物平台做X向移动,X向光栅尺产生位移量数据。

3.根据权利要求1所述的一种全自动悬臂式影像测量装置，其特征在于：所述的Y轴运动模组件包括Y向线性导轨,Y向线性导轨支撑工作台,由Y向研磨丝杆和Y向伺服电机驱动工作台做Y向移动,由Y向光栅尺产生位移量数据。

4.根据权利要求1所述的一种全自动悬臂式影像测量装置，其特征在于：所述的Z轴运动模组件包括Z向线性导轨,通过Z向研磨丝杆和Z向伺服电机驱动影像组件做Z向移动，由Z向光栅尺产生位移量数据。

5.根据权利要求1所述的一种全自动悬臂式影像测量装置，其特征在于：所述的底座底部安装关节底脚、万向轮和定向轮。

6.采用权利要求1中所述的一种全自动悬臂式影像测量装置测量方法，其步骤如下：

步骤一：将所述CCD摄影机、变焦镜头、探针自上而下安装后安装在Z向线性导轨上，再套上机罩；

步骤二：把工件放在玻璃板上，启动照明组件；

步骤三：启动X、Y、Z轴运动模组件，X向伺服电机驱动X向研磨丝杆转动从而带动载物台做X向移动,X向光栅尺产生位移量数据并输入计算机组件；Y向伺服电机驱动Y向研磨丝杆从而带动载物台做Y向移动,由Y向光栅尺产生位移量数据并输入计算机组件，Z向伺服电机驱动Z向研磨丝杆从而带动影像组件做Z向移动，由Z向光栅尺产生位移量数据且CCD摄像机采集工件图像信息并输入计算机组件；

步骤四：由计算机组件将所述光栅数据和所述图像进行解析，得到测量结果。