CN109141332A - 一种三维扫描精密零件尺寸重构装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及零件重构技术领域，且公开了一种三维扫描精密零件尺寸重构装置，包括工作台，工作台的下端中心处固定连接有支撑架，支撑架上固定连接有步进电机和步进电机驱动器，工作台上的中心处开设有转动槽，步进电机的输出端通过联轴器连接有转动轴，转动轴远离步进电机的一端贯穿工作台的底部并向转动槽内延伸，且固定连接有旋转平台，旋转平台设置在转动槽内，旋转平台上安装有夹具，工作台上关于旋转平台对称连接有计算机和数据采集卡板，计算机通过数据采集卡板与步进电机驱动器通信连接。该一种三维扫描精密零件尺寸重构装置，能够解决难以精准得到工件的三维尺寸信息的问题。

Description

一种三维扫描精密零件尺寸重构装置

技术领域

本发明涉及零件重构技术领域，具体为一种三维扫描精密零件尺寸重构装置。

背景技术

在机械工程领域，工业铸件几何形状和尺寸的高精度测量是工业铸件生产的重要一环，其检测精度和速度直接影响着生产效率和产品质量。预先检测铸件的关键尺寸，确定所留出的加工余量是否符合要求，不仅能给企业带来可观的经济效益，也能够为改进铸造工艺提供必要的依据。

随着现代工业的发展和进步，在现代化机械加工检测产业中，机械零件尺寸测量的精度和速度要求越来越高，传统的检测方法已经很难满足需求。如何实现复杂工件尺寸的快速高精度检测已成为制约机械零件尺寸测量系统发展的瓶颈，而基于三维扫描系统的检测则可以实现快速、高精度测量，因此三维扫描精密零件尺寸重构装置的检测设备也越来越多。

此外，为了进一步实现复杂工件尺寸的快速高精度检测，在检测过程中，需要获取工件不同方位上的形状和尺寸信息才能最终得到工件的三维尺寸信息，而为了获得工件不同方位上的形状和尺寸信息，需要改变扫描装置和工件之间的相对位置。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种三维扫描精密零件尺寸重构装置，具备可以轻松精准的改变扫描装置和工件之间相对位置等优点，解决了难以精准得到工件的三维尺寸信息的问题。

(二)技术方案

为实现可以轻松精准的改变扫描装置和工件之间相对位置的目的，本发明提供如下技术方案：一种三维扫描精密零件尺寸重构装置，包括工作台，所述工作台的下端中心处固定连接有支撑架，所述支撑架上固定连接有步进电机和步进电机驱动器，所述工作台上的中心处开设有转动槽，所述步进电机的输出端通过联轴器连接有转动轴，所述转动轴远离步进电机的一端贯穿工作台的底部并向转动槽内延伸，且固定连接有旋转平台，所述旋转平台设置在转动槽内，所述旋转平台上安装有夹具，所述工作台上关于旋转平台对称连接有计算机和数据采集卡板，所述计算机通过数据采集卡板与步进电机驱动器通信连接，所述步进电机驱动器通过发出脉冲信号对步进电机进行控制，所述工作台的上端关于转动槽对称固定连接有支撑杆，两根所述支撑杆的上端共同固定连接有支撑板，所述支撑板下端的中心处通过第一轴承固定转动连接有一端开口的螺纹筒，所述第一轴承固定设置在支撑板靠近工作台的一侧内中心处，所述螺纹筒的开口端向下设置，所述螺纹筒内螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的一端穿过螺纹筒的开口端并向下延伸，且固定连接有工作板，所述工作板远离螺纹杆的一端固定连接有三维扫描仪，所述三维扫描仪的输出端通过导线连接计算机的输入端，所述三维扫描仪的扫描端正对夹具设置，所述工作板远离三维扫描仪的一端关于螺纹杆对称连接有伸缩杆，所述伸缩杆的另一端固定连接在支撑板的下端上。

优选的，所述夹具为两端开口的桶状，所述夹具的内侧壁上对称开设有固定槽，所述固定槽的槽底固定连接有弹簧，所述弹簧的另一端固定连接有固定块，所述固定块远离弹簧一端的上端为弧形，且所述固定块远离弹簧的一端穿过固定槽的槽口并向外延伸。

优选的，所述转动槽和旋转平台的横截面均为圆形，所述旋转平台的环形侧壁上均匀等距的开设有若干个滚动槽，所述滚动槽内设有滚动的滚珠，所述滚珠远离滚动槽槽底的一端穿过滚动槽的槽口并向外延伸，所述滚珠滚动连接在转动槽的槽壁上。

优选的，所述螺纹杆远离工作板的一端固定连接有圆柱形的卡块，所述卡块的侧壁上固定套接有第二轴承，所述第二轴承的环形侧壁上对称连接有移动块，所述螺纹筒的内筒壁上对称开设有与移动块相匹配的移动槽，所述移动块滑动连接在对应的一个移动槽中。

优选的，所述固定块靠近弹簧一端位置的侧壁上对称连接有限位块，所述固定槽的对应槽壁上对称开设有与限位块相匹配的限位槽，所述限位块滑动连接在对应的限位槽中。

优选的，所述螺纹筒的外筒壁上对称连接有握把。

优选的，所述滚珠的球径大于滚动槽槽口的槽径。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种三维扫描精密零件尺寸重构装置，具备以下有益效果：

1、该三维扫描精密零件尺寸重构装置，通过设置步进电机、步进电机驱动器、转动轴、旋转平台、夹具、计算机、数据采集卡板和三维扫描仪，计算机9能够对三维扫描仪16进行控制，并接收三维扫描仪16传输来的图像信息，并将该图像信息进行整合得到工件的三维尺寸及形状信息，计算机9还通过数据采集板卡10与步进电机驱动器4连接，通过该数据采集板卡10与步进电机驱动器4进行信息交换，并对步进电机驱动器4发出的脉冲信号进行控制，步进电机3根据步进电机驱动器4发出的脉冲信号进行转动，从而带动旋转平台7转动；通过设置螺纹筒、螺纹杆、工作板、伸缩杆和三维扫描仪，转动螺纹筒，由于伸缩杆17的限制，工作板15带动螺纹杆14仅仅只能做竖直方向的运动，螺纹杆14随着螺纹筒13的转动通过工作板15带动三维扫描仪16做竖直方向的运动，通过控制螺纹筒13的转动圈数和方向，对三维扫描仪16与工件之间的距离进行精准的调整。

2、该三维扫描精密零件尺寸重构装置，通过设置夹具、固定槽、弹簧和固定块，由于固定块20远离弹簧19一端的上端为弧形，当工件抵住弧形部位向下运动时，固定块20受力向弹簧19方向运动并压缩弹簧，弹簧19受力发生形变收缩，固定块20向固定槽18内运动，工件抵入两个固定块20之间并被弹簧19的弹力挤压住，该夹具8适用于多个不同规格尺寸的工件，而且夹持时方便。

附图说明

图1为本发明提出的一种三维扫描精密零件尺寸重构装置的结构示意图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为图1中B部分的放大图；

图4为图1中C部分的放大图。

图中：1工作台、2支撑架、3步进电机、4步进电机驱动器、5转动槽、6转动轴、7旋转平台、8夹具、9计算机、10数据采集卡板、11支撑杆、12支撑板、13螺纹筒、14螺纹杆、15工作板、16三维扫描仪、17伸缩杆、18固定槽、19弹簧、20固定块、21滚动槽、22滚珠、23卡块、24第二轴承、25移动块、26移动槽、27限位块、28限位槽、29握把。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种三维扫描精密零件尺寸重构装置，包括工作台1，工作台1的下端中心处固定连接有支撑架2，支撑架2上固定连接有步进电机3和步进电机驱动器4，工作台1上的中心处开设有转动槽5，步进电机3的输出端通过联轴器连接有转动轴6，转动轴6远离步进电机3的一端贯穿工作台1的底部并向转动槽5内延伸，且固定连接有旋转平台7，旋转平台7设置在转动槽5内，旋转平台7上安装有夹具8，工作台1上关于旋转平台7对称连接有计算机9和数据采集卡板10，计算机9通过数据采集卡板10与步进电机驱动器4通信连接，步进电机驱动器4通过发出脉冲信号对步进电机3进行控制，工作台1的上端关于转动槽5对称固定连接有支撑杆11，两根支撑杆11的上端共同固定连接有支撑板12，支撑板12下端的中心处通过第一轴承固定转动连接有一端开口的螺纹筒13，第一轴承固定设置在支撑板12靠近工作台1的一侧内中心处，螺纹筒13的开口端向下设置，螺纹筒13内螺纹连接有螺纹杆14，螺纹杆14的一端穿过螺纹筒13的开口端并向下延伸，且固定连接有工作板15，工作板15远离螺纹杆14的一端固定连接有三维扫描仪16，三维扫描仪16的输出端通过导线连接计算机9的输入端，三维扫描仪16的扫描端正对夹具8设置，工作板15远离三维扫描仪16的一端关于螺纹杆14对称连接有伸缩杆17，伸缩杆17的另一端固定连接在支撑板12的下端上，计算机9能够对三维扫描仪16进行控制，并接收三维扫描仪16传输来的图像信息，并将该图像信息进行整合得到工件的三维尺寸及形状信息，计算机9还通过数据采集板卡10与步进电机驱动器4连接，通过该数据采集板卡10与步进电机驱动器4进行信息交换，并对步进电机驱动器4发出的脉冲信号进行控制，步进电机3根据步进电机驱动器4发出的脉冲信号进行转动，从而带动旋转平台7转动；转动螺纹筒13，由于伸缩杆17的限制，工作板15带动螺纹杆14仅仅只能做竖直方向的运动，螺纹杆14随着螺纹筒13的转动通过工作板15带动三维扫描仪16做竖直方向的运动，通过控制螺纹筒13的转动圈数和方向，对三维扫描仪16与工件之间的距离进行精准的调整。

夹具8为两端开口的桶状，夹具8的内侧壁上对称开设有固定槽18，固定槽18的槽底固定连接有弹簧19，弹簧19的另一端固定连接有固定块20，固定块20远离弹簧19一端的上端为弧形，且固定块20远离弹簧19的一端穿过固定槽18的槽口并向外延伸，由于固定块20远离弹簧19一端的上端为弧形，当工件抵住弧形部位向下运动时，固定块20受力向弹簧19方向运动并压缩弹簧，弹簧19受力发生形变收缩，固定块20向固定槽18内运动，工件抵入两个固定块20之间并被弹簧19的弹力挤压住，该夹具8适用于多个不同规格尺寸的工件，而且夹持时方便。

转动槽5和旋转平台7的横截面均为圆形，旋转平台7的环形侧壁上均匀等距的开设有若干个滚动槽21，滚动槽21内设有滚动的滚珠22，滚珠22远离滚动槽21槽底的一端穿过滚动槽21的槽口并向外延伸，滚珠22滚动连接在转动槽5的槽壁上，通过滚珠22连接转动槽5与旋转平台7，使得旋转平台7稳定的在转动槽5内转动。

螺纹杆14远离工作板15的一端固定连接有圆柱形的卡块23，卡块23的侧壁上固定套接有第二轴承24，第二轴承24的环形侧壁上对称连接有移动块25，螺纹筒13的内筒壁上对称开设有与移动块25相匹配的移动槽26，移动块25滑动连接在对应的一个移动槽26中，螺纹筒13转动时通过移动槽26带动移动块25做同步的转动，通过第二轴承24不会对连接卡块23的螺纹杆14造成影响，而且当螺纹杆14移动时通过卡块23和第二轴承24带动移动块25在移动槽26中做同步运动，当移动块25运动到移动槽26的尽头并停止移动时，第二轴承24也随之停止移动，进而通过卡块23使得螺纹杆14也停止移动，防止螺纹杆14旋出螺纹筒13。

固定块20靠近弹簧19一端位置的侧壁上对称连接有限位块27，固定槽18的对应槽壁上对称开设有与限位块27相匹配的限位槽28，限位块27滑动连接在对应的限位槽28中，固定块20运动时带动限位块27在限位槽28在运动，防止固定块20被弹簧19弹出固定槽18。

螺纹筒13的外筒壁上对称连接有握把29，通过握把29方便的带动螺纹筒13转动。

滚珠22的球径大于滚动槽21槽口的槽径，防止滚珠22滑出滚动槽21。

综上所述，该三维扫描精密零件尺寸重构装置的结构，计算机9能够对三维扫描仪16进行控制，并接收三维扫描仪16传输来的图像信息，并将该图像信息进行整合得到工件的三维尺寸及形状信息，计算机9还通过数据采集板卡10与步进电机驱动器4连接，通过该数据采集板卡10与步进电机驱动器4进行信息交换，并对步进电机驱动器4发出的脉冲信号进行控制，步进电机3根据步进电机驱动器4发出的脉冲信号进行转动，从而带动旋转平台7转动；转动螺纹筒13，由于伸缩杆17的限制，工作板15带动螺纹杆14仅仅只能做竖直方向的运动，螺纹杆14随着螺纹筒13的转动通过工作板15带动三维扫描仪16做竖直方向的运动，通过控制螺纹筒13的转动圈数和方向，对三维扫描仪16与工件之间的距离进行精准的调整；由于固定块20远离弹簧19一端的上端为弧形，当工件抵住弧形部位向下运动时，固定块20受力向弹簧19方向运动并压缩弹簧，弹簧19受力发生形变收缩，固定块20向固定槽18内运动，工件抵入两个固定块20之间并被弹簧19的弹力挤压住，该夹具8适用于多个不同规格尺寸的工件，而且夹持时方便。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种三维扫描精密零件尺寸重构装置，包括工作台(1)，其特征在于：所述工作台(1)的下端中心处固定连接有支撑架(2)，所述支撑架(2)上固定连接有步进电机(3)和步进电机驱动器(4)，所述工作台(1)上的中心处开设有转动槽(5)，所述步进电机(3)的输出端通过联轴器连接有转动轴(6)，所述转动轴(6)远离步进电机(3)的一端贯穿工作台(1)的底部并向转动槽(5)内延伸，且固定连接有旋转平台(7)，所述旋转平台(7)设置在转动槽(5)内，所述旋转平台(7)上安装有夹具(8)，所述工作台(1)上关于旋转平台(7)对称连接有计算机(9)和数据采集卡板(10)，所述计算机(9)通过数据采集卡板(10)与步进电机驱动器(4)通信连接，所述步进电机驱动器(4)通过发出脉冲信号对步进电机(3)进行控制，所述工作台(1)的上端关于转动槽(5)对称固定连接有支撑杆(11)，两根所述支撑杆(11)的上端共同固定连接有支撑板(12)，所述支撑板(12)下端的中心处通过第一轴承固定转动连接有一端开口的螺纹筒(13)，所述第一轴承固定设置在支撑板(12)靠近工作台(1)的一侧内中心处，所述螺纹筒(13)的开口端向下设置，所述螺纹筒(13)内螺纹连接有螺纹杆(14)，所述螺纹杆(14)的一端穿过螺纹筒(13)的开口端并向下延伸，且固定连接有工作板(15)，所述工作板(15)远离螺纹杆(14)的一端固定连接有三维扫描仪(16)，所述三维扫描仪(16)的输出端通过导线连接计算机(9)的输入端，所述三维扫描仪(16)的扫描端正对夹具(8)设置，所述工作板(15)远离三维扫描仪(16)的一端关于螺纹杆(14)对称连接有伸缩杆(17)，所述伸缩杆(17)的另一端固定连接在支撑板(12)的下端上。

2.根据权利要求1所述的一种三维扫描精密零件尺寸重构装置，其特征在于：所述夹具(8)为两端开口的桶状，所述夹具(8)的内侧壁上对称开设有固定槽(18)，所述固定槽(18)的槽底固定连接有弹簧(19)，所述弹簧(19)的另一端固定连接有固定块(20)，所述固定块(20)远离弹簧(19)一端的上端为弧形，且所述固定块(20)远离弹簧(19)的一端穿过固定槽(18)的槽口并向外延伸。

3.根据权利要求1所述的一种三维扫描精密零件尺寸重构装置，其特征在于：所述转动槽(5)和旋转平台(7)的横截面均为圆形，所述旋转平台(7)的环形侧壁上均匀等距的开设有若干个滚动槽(21)，所述滚动槽(21)内设有滚动的滚珠(22)，所述滚珠(22)远离滚动槽(21)槽底的一端穿过滚动槽(21)的槽口并向外延伸，所述滚珠(22)滚动连接在转动槽(5)的槽壁上。

4.根据权利要求1所述的一种三维扫描精密零件尺寸重构装置，其特征在于：所述螺纹杆(14)远离工作板(15)的一端固定连接有圆柱形的卡块(23)，所述卡块(23)的侧壁上固定套接有第二轴承(24)，所述第二轴承(24)的环形侧壁上对称连接有移动块(25)，所述螺纹筒(13)的内筒壁上对称开设有与移动块(25)相匹配的移动槽(26)，所述移动块(25)滑动连接在对应的一个移动槽(26)中。

5.根据权利要求2所述的一种三维扫描精密零件尺寸重构装置，其特征在于：所述固定块(20)靠近弹簧(19)一端位置的侧壁上对称连接有限位块(27)，所述固定槽(18)的对应槽壁上对称开设有与限位块(27)相匹配的限位槽(28)，所述限位块(27)滑动连接在对应的限位槽(28)中。

6.根据权利要求1所述的一种三维扫描精密零件尺寸重构装置，其特征在于：所述螺纹筒(13)的外筒壁上对称连接有握把(29)。

7.根据权利要求3所述的一种三维扫描精密零件尺寸重构装置，其特征在于：所述滚珠(22)的球径大于滚动槽(21)槽口的槽径。