CN108387178A - 高精度幅宽自动化测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于光学检测领域，尤其涉及玻璃及光学膜产业用高精度幅宽自动化测量装置，包括机架以及设置在机架上的测量平台、测量模组、X轴位移模组、控制模组，使用时将待测样品放置在测量平台中，控制模组控制X轴位移模组带动测量模组进行X轴方向位移，测量模组在X轴方向位移过程中完成对测量平台中待测样品的幅宽测量，测量过程不必与待测样品接触，不会对待测样品表面造成划损，能够有效提高玻璃及光学膜等待测样品的品质及使用性能，本发明可以实时得到精确的测量结果，自动化程度高，省时省力，人工成本低，节省大量人力物力，测量效率高，能够有效避免传统方式因人工测量导致的测量结果数据一致性差的缺陷，测量精度高，应用前景广阔。

Description

高精度幅宽自动化测量装置

技术领域

本发明属于光学检测领域，尤其涉及玻璃及光学膜产业用高精度幅宽自动化测量装置。

背景技术

众所周知，在光学行业中，玻璃制品及光学膜产品在光学产品中占据着很高的比例，在玻璃制品及光学膜产品的加工制造过程中，对玻璃制品及光学膜产品的幅宽指标进行控制是至关重要的一步。随着科学技术和工业生产的高速发展，人们对测量要求也越来越高，并开始向着高速、高精度、小型化、智能化等方面发展，尤其是在科技高速发展的今天，对零件尺寸测量精度要求越来越高。

在人类的日常生活中，测量占据了举足轻重的地位。在传统测量领域里，玻璃制品及光学膜产品的幅宽测量是在线下另行完成的，且以卷尺、钢尺等接触式测量为主，这种检测方式主要存在以下几种缺陷：（1）检测过程需要耗费大量人力物力，人工成本高，费时费力，检测效率低，无法进行快速在线测量，更无法根据在线测量结果对玻璃及光学膜进行实时监控和调整，不能满足现代社会规模化生产要求；（2）检测精度低，测量数据对制程的反馈严重滞后，不利于玻璃及光学膜产品品质的提升，而且传统的测量方式常常由于测量者不同得到的结果也不一样，测量结果的一致性很差，导致玻璃及光学膜的质量不稳定；（3）检测范围有限，对于大尺寸的玻璃及光学膜的幅宽测量，难以通过卷尺、钢尺等传统检测方式获得高精度的测量结果；（4）由于传统检测方式主要是通过接触式测量，检测过程中容易对玻璃及光学膜等待检样品表面造成划损，影响玻璃及光学膜的使用性能。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种测量效率高、测量范围广、测量精度高、省时省力且不会对待测样品造成划损的高精度幅宽自动化测量装置。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种高精度幅宽自动化测量装置，其特征在于，包括：

机架，用于承载设置在其上的模组，所述机架上方设有测量平台，所述测量平台上供承载待测样品；

测量模组，架设在所述机架上方，用于对测量平台中的待测样品进行幅宽测量；

X轴位移模组，设置在所述机架两侧，用于驱动所述测量模组进行X轴方向位移；

控制模组，分别与所述测量模组、X轴位移模组电性连接。

优选的，本发明中所述测量模组是在所述测量平台上方架设有测量架，所述测量架上设有Y轴运动机构，所述Y轴运动机构上设有能够在所述Y轴运动机构的驱动下进行Y轴方向位移的取像元件，所述取像元件用于对所述测量平台中的待测样品图像进行采集。通过利用取像元件对待测样品进行图像采集，避免测量过程中与待测样品接触对待测样品表面造成划损，能够有效提高玻璃及光学膜等待测样品的品质及使用性能，由于取像元件可以在Y轴运动机构的驱动下进行Y轴方向位移，因而可以适用于任意尺寸的待测样品，应用范围广。

优选的，本发明中所述Y轴运动机构设置有两个，且两个所述Y轴运动机构相接设置在所述测量架上。通过相接设置两个Y轴运动机构分别带动两个取像元件进行Y轴方向移动，可以方便快捷的同时采集待测样品的幅宽图像，提高测量精度和测量效率。

优选的，本发明中所述Y轴运动机构是在所述测量架上设有Y轴位移滑轨和Y轴位移驱动电机，所述Y轴位移滑轨上设有可沿其自由滑动的Y轴位移滑座，所述Y轴位移驱动电机与所述Y轴位移滑座相连，所述取像元件设置在所述Y轴位移滑座上。

优选的，本发明中所述测量架与所述Y轴位移滑轨端部相对应处设有极限位置传感器，所述极限位置传感器与所述控制模组电性连接。通过设置极限位置传感器，能够防止运动过程中Y轴位移滑座由Y轴位移滑轨上脱落，增强本发明装置的操作安全性。

优选的，本发明中所述取像元件是在所述Y轴位移滑座上设有工业面阵相机，所述工业面阵相机前端设有成像镜头，所述成像镜头前端设有照明光源，所述照明光源能够为测量环境提供光照，提高测量精度。

优选的，本发明还包括图像处理元件，所述取像元件连接所述图像处理元件，所述取像元件将采集的图像传送给所述图像处理元件。由图像处理元件接收取像元件的图像信息，测量时可实时得到精确的测量结果，制程人员能够根据实时测量数据反馈及时对上道工序做出修正，并且测量数据也能够为下道工序提供参考。

优选的，本发明中所述机架上还设有升降模组，所述测量平台上设有与所述升降模组相适配的通槽，所述升降模组沿着所述通槽进行上下位移。通过在机架上设置升降模组，工作时升降模组可以带动测量平台上的待测样品进行上下位移，使待测样品与操作平台接触或分离，便于对待测样品进行取放操作，且有效避免取放过程中对待测样品造成磨损，提高了待测样品的使用性能。

优选的，本发明中所述升降模组包括一驱动机构以及一升降底板，所述升降底板在所述驱动机构的驱动下可相对于所述机架上下移动，所述升降底板下方设有导向机构，所述升降底板上间隔设有多个支撑柱，所述支撑柱上设有滚珠固定座，所述滚珠固定座与所述通槽形状尺寸相适配，所述滚珠固定座上设有橡胶滚珠。

优选的，本发明中所述测量平台上设有可对待测样品进行定位的定位模组。利用定位模组对测量平台中的待测样品进行定位后再进行测量，有效提高了测量精度。

本发明的有益效果是，由于本发明装置包括机架以及设置在机架上的测量平台、测量模组、X轴位移模组、控制模组，使用时将待测样品放置在测量平台中，控制模组控制X轴位移模组带动测量模组进行X轴方向位移，测量模组在X轴方向位移过程中完成对测量平台中待测样品的幅宽测量，因而利用本发明装置对玻璃或光学膜等产品进行幅宽测量时不必与待测样品接触，不会对待测样品表面造成划损，能够有效提高玻璃及光学膜等待测样品的品质及使用性能，而且本发明装置测量时可以实时得到精确的测量结果，制程人员能够根据实时测量数据反馈及时对上道工序做出修正，并且测量数据也能够为下道工序提供参考，根据测量结果对玻璃及光学膜进行实时监控和调整，能够满足现代社会规模化生产要求。由于本发明装置可以自动化测量，无需人工手动参与，因而测量过程省时省力，人工成本低，节省大量人力物力，测量效率高，同时也能够有效避免传统方式因人工测量导致的测量结果数据一致性差的缺陷，测量精度高，减少了不良品的输出，提高了玻璃及光学膜等产品的品质及性能，而且本发明装置能够适用任意尺寸的玻璃及光学膜等产品，适用范围广，应用前景广阔。

附图说明

图1为本发明高精度幅宽自动化测量装置的一种实施例结构示意图，也是一种优选实施例示意图。

图2为本发明测量模组的结构示意图。

图3为本发明升降模组的结构示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1、图2、图3示出了本发明高精度幅宽自动化测量装置的一种实施例结构示意图，也是一种优选实施例示意图。如图1所示，本实施例所述的高精度幅宽自动化测量装置，包括：机架10，用于承载设置在其上的模组，所述机架上方设有测量平台20，所述测量平台上供承载待测样品；测量模组30，架设在所述机架10上方，用于对测量平台20中的待测样品进行幅宽测量；X轴位移模组40，设置在所述机架两侧，用于驱动所述测量模组进行X轴方向位移；控制模组，分别与所述测量模组、X轴位移模组电性连接。使用时将待测样品放置在测量平台中，控制模组控制X轴位移模组带动测量模组进行X轴方向位移，测量模组在X轴方向位移过程中完成对测量平台中待测样品的幅宽测量，测量过程不必与待测样品接触，不会对待测样品表面造成划损，能够有效提高玻璃及光学膜等待测样品的品质及使用性能，而且本发明装置测量时可以实时得到精确的测量结果，制程人员能够根据实时测量数据反馈及时对上道工序做出修正，并且测量数据也能够为下道工序提供参考，根据测量结果对玻璃及光学膜进行实时监控和调整，能够满足现代社会规模化生产要求。

作为优选实施方式，如图2所示，本实施例中所述测量模组30是在所述测量平台20上方架设有测量架31，所述测量架上设有Y轴运动机构32，所述Y轴运动机构上设有能够在所述Y轴运动机构的驱动下进行Y轴方向位移的取像元件33，所述取像元件用于对所述测量平台中的待测样品图像进行采集。本实施例通过利用取像元件对待测样品进行图像采集，避免测量过程中与待测样品接触对待测样品表面造成划损，能够有效提高玻璃及光学膜等待测样品的品质及使用性能，由于取像元件可以在Y轴运动机构的驱动下进行Y轴方向位移，因而可以适用于任意尺寸的待测样品，应用范围广。

作为优选实施方式，由图2中可以看出，本实施例中所述Y轴运动机构32设置有两个，且两个所述Y轴运动机构相接设置在所述测量架上，每个Y轴运动机构上均设有取像元件33。通过相接设置两个Y轴运动机构分别带动两个取像元件进行Y轴方向移动，可以方便快捷的同时采集待测样品两侧的幅宽图像，提高测量精度和测量效率。

作为优选实施方式，如图2所示，本实施例中所述Y轴运动机构32是在所述测量架上设有Y轴位移滑轨320和Y轴位移驱动电机321，所述Y轴位移滑轨上设有可沿其自由滑动的Y轴位移滑座322，所述Y轴位移驱动电机321与所述Y轴位移滑座322相连，所述取像元件33设置在所述Y轴位移滑座322上。优选的，本实施例中所述测量架与所述Y轴位移滑轨端部相对应处设有极限位置传感器34，所述极限位置传感器与所述控制模组电性连接。本实施例通过设置极限位置传感器，能够防止运动过程中Y轴位移滑座由Y轴位移滑轨上脱落，增强本发明装置的操作安全性。更优选的，本实施例中所述Y轴位移滑轨320上还设有机械挡点35，进一步起到安全防护作用。

作为优选实施方式，本实施例中所述取像元件33是在所述Y轴位移滑座上设有工业面阵相机330，所述工业面阵相机前端设有成像镜头，所述成像镜头前端设有照明光源331，所述照明光源能够为测量环境提供光照，提高测量精度。优选的，本实施例中所述工业面阵相机可以为CCD或CMOS。

作为优选实施方式，本实施例还可以进一步包括图像处理元件，所述取像元件连接所述图像处理元件，所述取像元件将采集的图像传送给所述图像处理元件。由图像处理元件接收并处理分析取像元件的图像信息，测量时可实时得到精确的测量结果，制程人员能够根据实时测量数据反馈及时对上道工序做出修正，并且测量数据也能够为下道工序提供参考。当然，本实施例中所述的图像处理元件可以是具有数据处理软件的通用计算机，或者是专用数据处理器，由于此为现有成熟技术，在此不再赘述。

作为优选实施方式，由图1中可以看出，本实施例中所述机架10上还设有升降模组50，所述测量平台上设有与所述升降模组相适配的通槽21，所述升降模组50沿着所述通槽21进行上下位移。本实施例通过在机架上设置升降模组，工作时升降模组可以带动测量平台上的待测样品进行上下位移，使待测样品与操作平台接触或分离，便于对待测样品进行取放操作，且有效避免取放过程中对待测样品造成磨损，提高了待测样品的使用性能。

作为优选实施方式，如图3所示，本实施例中所述升降模组50包括一驱动机构51以及一升降底板52，所述升降底板52在所述驱动机构51的驱动下可相对于所述机架上下移动，所述升降底板52下方设有导向机构53，所述升降底板52上间隔设有多个支撑柱54，所述支撑柱上设有滚珠固定座55，所述滚珠固定座与所述通槽21形状尺寸相适配，所述滚珠固定座55上设有橡胶滚珠56。使用时驱动机构驱动升降底板上移，升降底板带动支撑柱、支撑柱带动橡胶滚珠向上运动，使橡胶滚珠56高出测量平台，此时将待测样品放置在橡胶滚珠上，可以有效避免待测样品与测量平台直接接触造成磨损，且便于对待测样品进行取放操作，之后驱动机构51驱动升降底板下移，升降底板带动支撑柱、支撑柱带动橡胶滚珠、橡胶滚珠带动待测样品向下运动，使待测样品与测量平台相接触，提高测量精度。值得一提的是，本实施例中所述驱动机构51可以是任何具有动力驱动功能的结构，如，气缸，本发明对此并不进行限定。

作为优选实施方式，本实施例中所述测量平台20上设有可对待测样品进行定位的定位模组。如图1所示，本实施例中所述定位模组是在所述测量平台相邻的两侧分别设有长边定位柱22和短边定位柱23，测量平台与所述长边定位柱22相对的一侧设有长边对位机构24，测量平台与所述短边定位柱23相对的一侧设有短边对位机构25，待测样品与长边定位柱和短边定位接触之后，启动升降模组50，橡胶滚珠带动待测样品下移，待测样品与测量平台接触之后，长边对位机构和短边对位机构对待测样品进行精确对位，以提高检测精度。

作为优选实施方式，如图1所示，本实施例中所述机架10上方还设有指示灯11以及散热风扇12，所述指示灯11的设置便于操作人员对本发明装置的工作状态进行实时监控提醒，散热风扇12的设置能够保障工作流程顺畅，延长装置的使用寿命。更优选的，本实施例中所述测量架31上还设有线缆拖链36，使线缆随运动轴一起运动，避免线路缠绕，确保测量模组顺畅工作。

作为优选实施方式，本实施例中所述控制模组可以为任何具有驱动功能的器件，如可编程控制器PLC（Programmable Logic Controller），由于此为现有成熟技术，因而在此不再赘述。

作为优选实施方式，本实施例中所述测量平台的前端可以进一步设有自动放料机构，后端设有自动收料机构。所述自动放料机构可以自动将待测样品依序放置在测量平台中，检测结束后，所述自动收料机构可以将检测完成的玻璃依序收取，自动化程度高，进一步提高工作效率。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种高精度幅宽自动化测量装置，其特征在于，包括：

机架，用于承载设置在其上的模组，所述机架上方设有测量平台，所述测量平台上供承载待测样品；

测量模组，架设在所述机架上方，用于对测量平台中的待测样品进行幅宽测量；

X轴位移模组，设置在所述机架两侧，用于驱动所述测量模组进行X轴方向位移；

控制模组，分别与所述测量模组、X轴位移模组电性连接。

2.根据权利要求1所述的高精度幅宽自动化测量装置，其特征在于，所述测量模组是在所述测量平台上方架设有测量架，所述测量架上设有Y轴运动机构，所述Y轴运动机构上设有能够在所述Y轴运动机构的驱动下进行Y轴方向位移的取像元件，所述取像元件用于对所述测量平台中的待测样品图像进行采集。

3.根据权利要求2所述的高精度幅宽自动化测量装置，其特征在于，所述Y轴运动机构设置有两个，且两个所述Y轴运动机构相接设置在所述测量架上。

4.根据权利要求3所述的高精度幅宽自动化测量装置，其特征在于，所述Y轴运动机构是在所述测量架上设有Y轴位移滑轨和Y轴位移驱动电机，所述Y轴位移滑轨上设有可沿其自由滑动的Y轴位移滑座，所述Y轴位移驱动电机与所述Y轴位移滑座相连，所述取像元件设置在所述Y轴位移滑座上。

5.根据权利要求4所述的高精度幅宽自动化测量装置，其特征在于，所述测量架与所述Y轴位移滑轨端部相对应处设有极限位置传感器，所述极限位置传感器与所述控制模组电性连接。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的高精度幅宽自动化测量装置，其特征在于，所述取像元件是在所述Y轴位移滑座上设有工业面阵相机，所述工业面阵相机前端设有成像镜头，所述成像镜头前端设有照明光源。

7.根据权利要求6所述的高精度幅宽自动化测量装置，其特征在于，还包括图像处理元件，所述取像元件连接所述图像处理元件，所述取像元件将采集的图像传送给所述图像处理元件。

8.根据权利要求1所述的高精度幅宽自动化测量装置，其特征在于，所述机架上还设有升降模组，所述测量平台上设有与所述升降模组相适配的通槽，所述升降模组沿着所述通槽进行上下位移。

9.根据权利要求8所述的高精度幅宽自动化测量装置，其特征在于，所述升降模组包括一驱动机构以及一升降底板，所述升降底板在所述驱动机构的驱动下可相对于所述机架上下移动，所述升降底板下方设有导向机构，所述升降底板上间隔设有多个支撑柱，所述支撑柱上设有滚珠固定座，所述滚珠固定座与所述通槽形状尺寸相适配，所述滚珠固定座上设有橡胶滚珠。

10.根据权利要求8或9所述的高精度幅宽自动化测量装置，其特征在于，所述测量平台上设有可对待测样品进行定位的定位模组。