CN109141243A - 高精度激光测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高精度激光测量系统，包括高精度激光检测仪，该高精度激光检测仪包括PLC工控机，机架以及焊接在机架顶部的工作台，所述工作台上装设三轴直角坐标机器人，所述三轴直角坐标机器人第三轴垂直设置于所述工作台且第三轴上固定连接同步机构，所述同步机构与所述三轴直角坐标机器人第一轴相平行，所述同步机构靠近所述三轴直角坐标机器人第一轴一侧焊接有线光源，所述三轴直角坐标机器人第三轴上安装光学检测装置，所述有线光源正对设置于所述光学检测装置下方，所述三轴直角坐标机器人通过通讯串口与PLC工控机的I/O线路连接，所述PLC工控机与显示器电性连接，本发明结构简单机械空间紧凑且操作便捷，测量速度快，测量精度高且兼容性强。

Description

高精度激光测量系统
技术领域
本发明涉及测量设备领域，具体涉及高精度激光测量系统。
背景技术
目前国内一般对生产产品的尺寸参数来检测产品是否达标，例如模具、机械零部件检测都是通过人工采用标尺进行测量的方式，这种接触式检测容易造成产品污染，而采用人工肉眼的方式进行观察，劳动强度大，工人也非常疲劳并容易漏检，采用这种方式检测可控性非常差，最后得到的数据结果不够精确，可靠性差，人工方式的效率低下，并且无法测量厚度数据，而国外相关的检测仪器，结构复杂，成本昂贵，同时测试的时间也比较长、测试的效率低下。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高精度激光测量系统，其为解决现有的激光检测系统测量不够精确，可靠性差，结构复杂成本高的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种高精度激光测量系统，包括高精度激光检测仪，该高精度激光检测仪包括PLC工控机，机架以及焊接在机架顶部的工作台，所述工作台上装设三轴直角坐标机器人，所述三轴直角坐标机器人第三轴垂直设置于所述工作台且第三轴上固定连接同步机构，所述同步机构与所述三轴直角坐标机器人第一轴相平行，所述同步机构靠近所述三轴直角坐标机器人第一轴一侧焊接有线光源，所述三轴直角坐标机器人第三轴上安装光学检测装置，所述有线光源正对设置于所述光学检测装置下方，所述三轴直角坐标机器人通过通讯串口与所述PLC工控机的I/O线路连接，所述PLC工控机与显示器电性连接。
进一步，所述三轴直角坐标机器人为xyz三轴直角坐标机器人，且x轴为三轴直角坐标机器人的第一轴，y轴为三轴直角坐标机器人的第二轴，z轴为三轴直角坐标机器人的第三轴。
进一步，所述光学检测装置包括光学镜片和热红外摄像机，所述光学镜片与所述有线光源中心轴重合，所述热红外摄像机能准确识别所述有线光源。
进一步，所述有线光源采用红外灯。
进一步，还包括测量装置，所述测量装置设置在所述三轴直角坐标机器人第二轴外壁上，所述测量装置包括高精度探头，放大器以及通讯单元，所述放大器一端与所述高精度探头连接，另一端与所述通讯单元电性连接，所述放大器为高输入阻抗放大器。
进一步，所述光学镜片为3.5倍高精度光学镜片。
进一步，所述高精度探头其分辨率为2μm。
进一步，所述机架的中部设置有固定支架，所述固定支架两端均与所述机架固定连接，且所述固定支架为工字钢架。
进一步，所述机架的底部设置滑动滚轮，用于移动和支撑所述机架和工作台。
进一步，所述三轴直角坐标机器人第二轴的另一端设置有一与所述三轴直角坐标机器人第一轴平行的辅助支撑轴，所述辅助支撑轴与所述三轴直角坐标机器人第二轴末端垂直叠加并置于所述三轴直角坐标机器人第二轴的下方。
本发明有益效果：
1.本发明提供一种高精度激光测量系统，结构简单，机械空间紧凑且操作便捷，制作成本与国外同等产品低廉。
2.本发明提供一种高精度激光测量系统，在工作台上装设三轴直角坐标机器人，所述三轴直角坐标机器人第三轴垂直设置于所述工作台且第三轴上固定连接同步机构，所述同步机构与所述三轴直角坐标机器人第一轴相平行，所述同步机构靠近所述三轴直角坐标机器人第一轴一侧焊接有线光源，所述三轴直角坐标机器人第三轴上安装光学检测装置，采用上述结构测量精度高，稳定性强。
3.本发明提供一种高精度激光测量系统，测量速度快，测量精度高且兼容性强。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明提供一种高精度激光测量系统整体结构主视图。
图2为本发明提供一种高精度激光测量系统整体结构侧视图。
图3为本发明提供一种高精度激光测量系统整体结构俯视图。
图中：1.高精度激光检测仪，2.三轴直角坐标机器人，3.同步机构，4.有线光源，5.光学检测装置，6.显示器，7.测量装置，8.固定支架，9.滑动滚轮，10.PLC工控机，11.机架，12.工作台，20.辅助支撑轴，50.光学镜片，51.热红外摄像机，70.高精度探头，71.放大器，72.通讯单元。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成上述目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及优选实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效进行细说明，应当理解，本发明所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参考图1所示，包括高精度激光检测仪1，该高精度激光检测仪1包括PLC工控机10，机架11以及焊接在机架11顶部的工作台12，所述工作台12上装设三轴直角坐标机器人2，所述三轴直角坐标机器人2第三轴垂直设置于所述工作台12且第三轴上固定连接同步机构3，所述同步机构3与所述三轴直角坐标机器人2第一轴相平行，所述同步机构3靠近所述三轴直角坐标机器人2第一轴一侧焊接有线光源4，所述三轴直角坐标机器人2第三轴上安装光学检测装置5，所述有线光源4正对设置于所述光学检测装置5下方，所述三轴直角坐标机器人2通过通讯串口与所述PLC工控机10的I/O线路连接，所述PLC工控机10与显示器6电性连接。
在优选地实施例中，参考图2所示，三轴直角坐标机器人2为xyz三轴直角坐标机器人，且x轴为三轴直角坐标机器人2的第一轴，y轴为三轴直角坐标机器人2的第二轴，z轴为三轴直角坐标机器人2的第三轴，光学检测装置5包括光学镜片50和热红外摄像机51，光学镜片50与所述有线光源4中心轴重合，热红外摄像机51能准确识别有线光源4，其中有线光源4采用红外灯，有线光源4的光线通过光学镜片50被热红外摄像机51拍摄，通过保证热红外摄像机51与光学镜片50之间始终有准确的焦距，使得摄像机能拍摄出质量良好的图像视频。
在优选地实施例中，参考图1,2所示，本发明提供高精度激光测量系统还包括测量装置7，所述测量装置7设置在所述三轴直角坐标机器人2第二轴外壁上，所述测量装置7包括高精度探头70，放大器71以及通讯单元72，所述放大器71一端与所述高精度探头70连接，另一端与所述通讯单元72电性连接，所述放大器71为高输入阻抗放大器。
在优选地实施例中，参考图2,3所示，所述光学镜片50为3.5倍高精度光学镜片，以确保在拍摄有线光源4时能得到精准的图像信息，使得检测数据更为合理精准，提高测量数据的准确性，高精度探头70其分辨率为2μm，使得测量精度更高，更能反映数据的真实性。
在优选地实施例中，参考图3所示，机架11的中部设置有固定支架8，固定支架8两端均与所述机架11固定连接，且固定支架8为工字钢架，机架11的底部设置滑动滚轮9，用于移动和支撑所述机架11和工作台12，三轴直角坐标机器人2第二轴的另一端设置有一与三轴直角坐标机器人2第一轴平行的辅助支撑轴20，辅助支撑轴20与三轴直角坐标机器人2第二轴末端垂直叠加并置于所述三轴直角坐标机器人2第二轴的下方。
具体工作原理：
当三轴直角坐标机器人2搭载热红外摄像机51以及有线光源4运行至预定位置时给出热红外摄像机51拍摄信号，同时三轴直角坐标机器人2以18mm/s的速度匀速运动25.32mm后停止热红外摄像机51的拍摄取像，同时三轴直角坐标机器人2便随即以90mm/s的高速运行至距工作台12边缘10mm位置时给出热红外摄像机51拍摄信号且三轴直角坐标机器人2以20mm/s的速度匀速运动25.52mm后停止热红外摄像机51拍摄取像，并且三轴直角坐标机器人2以100mm/s快速返回等待工位，最终得到拍摄的图像视频。PLC工控机10通过软件算法得到每副图片相邻两条边的交点，将这四点相连得到产品的图形，从而得到待测产品的边长数据以及角度数据，将测量出来的产品的规格数值(边长数据以及角度数据)结果再与产品原有的标准规格数据进行比对，最后判断出该产品的检测结果是否符合要求，从而计算出产品的合格率。
本发明提供高精度激光测量系统在工作台12上装设三轴直角坐标机器人2，所述三轴直角坐标机器人2第三轴垂直设置于所述工作台12且第三轴上固定连接同步机构3，所述同步机构3与所述三轴直角坐标机器人2第一轴相平行，所述同步机构3靠近所述三轴直角坐标机器人2第一轴一侧焊接有线光源4，所述三轴直角坐标机器人2第三轴上安装光学检测装置5，采用上述结构测量速度快，测量精度高且兼容性强，稳定性高且成本低廉。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围，即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.高精度激光测量系统，包括高精度激光检测仪(1)，该高精度激光检测仪(1)包括PLC工控机(10)，机架(11)以及焊接在机架(11)顶部的工作台(12)，其特征是：所述工作台(12)上装设三轴直角坐标机器人(2)，所述三轴直角坐标机器人(2)第三轴垂直设置于所述工作台(12)且第三轴上固定连接同步机构(3)，所述同步机构(3)与所述三轴直角坐标机器人(2)第一轴相平行，所述同步机构(3)靠近所述三轴直角坐标机器人(2)第一轴一侧焊接有线光源(4)，所述三轴直角坐标机器人(2)第三轴上安装光学检测装置(5)，所述有线光源(4)正对设置于所述光学检测装置(5)下方，所述三轴直角坐标机器人(2)通过通讯串口与所述PLC工控机(10)的I/O线路连接，所述PLC工控机(10)与显示器(6)电性连接。
2.根据权利要求1所述的高精度激光测量系统，其特征是：所述三轴直角坐标机器人(2)为xyz三轴直角坐标机器人，且x轴为三轴直角坐标机器人(2)的第一轴，y轴为三轴直角坐标机器人(2)的第二轴，z轴为三轴直角坐标机器人(2)的第三轴。
3.根据权利要求1所述的高精度激光测量系统，其特征是：所述光学检测装置(5)包括光学镜片(50)和热红外摄像机(51)，所述光学镜片(50)与所述有线光源(4)中心轴重合，所述热红外摄像机(51)能准确识别所述有线光源(4)。
4.根据权利要求3所述的高精度激光测量系统，其特征是：所述有线光源(4)采用红外灯。
5.根据权利要求1所述的高精度激光测量系统，其特征是：还包括测量装置(7)，所述测量装置(7)设置在所述三轴直角坐标机器人(2)第二轴外壁上，所述测量装置(7)包括高精度探头(70)，放大器(71)以及通讯单元(72)，所述放大器(71)一端与所述高精度探头(70)连接，另一端与所述通讯单元(72)电性连接，所述放大器(71)为高输入阻抗放大器。
6.根据权利要求3所述的高精度激光测量系统，其特征是：所述光学镜片(50)为3.5倍高精度光学镜片。
7.根据权利要求5所述的高精度激光测量系统，其特征是：所述高精度探头(70)其分辨率为2μm。
8.根据权利要求1所述的高精度激光测量系统，其特征是：所述机架(11)的中部设置有固定支架(8)，所述固定支架(8)两端均与所述机架(11)固定连接，且所述固定支架(8)为工字钢架。
9.根据权利要求1或8所述的高精度激光测量系统，其特征是：所述机架(11)的底部设置滑动滚轮(9)，用于移动和支撑所述机架(11)和工作台(12)。
10.根据权利要求1所述的高精度激光测量系统，其特征是：所述三轴直角坐标机器人(2)第二轴的另一端设置有一与所述三轴直角坐标机器人(2)第一轴平行的辅助支撑轴(20)，所述辅助支撑轴(20)与所述三轴直角坐标机器人(2)第二轴末端垂直叠加并置于所述三轴直角坐标机器人(2)第二轴的下方。
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